Brevet FR2531881A1 — publié le 19840224

Dispositif de côté d t entrée-pour train continu de laminoirs à tubes travaillant avec vitesse de mandrin commandée L'invention concerne un dispositif de côté d'entrée pour train continu de laminoirs à tubes travaillant avec vitesse de mandrin commandée, muni de dispositifs servant à enfiler le mandrin dans le lingot creux et à positionner la pointe du mandrin au début du lingot creux, à transporter longitudinalement le lingot creux et le mandrin dans la position d'amorçage du laminage, ainsi qu a retenir le mandrin à l'encontre des forces longitudinales agissant sur ce dernier. Les dispositifs appelés "côté d'entrée2' servent à la manipulation des ensembles mandrin-lingot creux et font partie d'une installation de train continu de laminoirs à tubes travaillant avec des mandrins. Les fonctions générales d'un côté d'entrée comprennent dans chaque cas l'enfilage du mandrin dans le lingot creux et le positionnement de la pointe du mandrin par rapport au début du lingot creux, le transport longitudinal conjoint du lingot creux et du mandrin à la position d'amorce du laminage, le transfert du lingot creux et du mandrin, isolément ou conzointement dans le train de laminoirs. Dans les procédés à vitesse de mandrin commandée, il s'y ajoute l'accouplement du mandrin à un dispositif de retenue pouvant être déplacé en conséquence, l'absorption des forces longitudinales agissant sur le mandrin et le désaccouplement du mandrin pour la sortie libre, ou le désaccouplement après le retour du mandrin, pour le changement de mandrin. En principe, on peut partir du fait que la durée des cycles et par conséquent, la productivité d'une installation sont déterminées dans une grande mesure par le fonctionnement du côté d'entrée. Ce fonctionnement dépend également du procédé de laminage utilisé. Le procédé classique de laminage continu de tubes prévoit de ne pas commander la vitesse du mandrin; l'enfilage, le positionnement et le transport longitudinal du lingot creux et du mandrin se produisent dans le train de laminoirs au moyen d'un dispositif transporteur à chaines. Un autre procédé connu prévoit de commander la vitesse du mandrin, de manière qu'il s'exerce alors une traction longitudinale sur l'organe de retenue du mandrin. Après la fin du processus de laminage, le mandrin est retiré en arrière et il est alors accouplé à un entraînement à crémaillère, comme dans le mouvement d'avance. L'enfilage et le positionnement dans le train de laminoirs se produisent également sous l'effet de la course de la crémaillère. Il en résulte que le cycle possède une durée deux à trois fois plus longue que dans les autres procédés. Dans un autre procédé, qui travaille également avec vitesse de mandrin commandée et avec une traction longitudinale correspondante, le mandrin est libéré sans traction à la fin du processus de laminage et sort avec le produit laminé. Pendant le mouvement d'avance commandé, le mandrin est couplé à une transmission à chalnes, l'enfilage et le positionnement s'effectuant en dehors de l'axe du laminage. Il a déjà également été proposé de commander la vitesse du mandrin, de sorte qu'on obtient également une traction longitudinale sur l'organe de retenue du mandrin. A la fin du processus de laminage, la traction longitudinale cesse et le mandrin est libéré et parcourt le laminoir. Le mandrin est accouplé à une transmission à chaînes, l'enfilage et le positionnement se produisent en dehors de l'axe du laminage. Deux autres procédés dans lesquels la présente invention peut être mise en oeuvre de façon particulièrement avantageuse sont caractérisés par le fait que la vitesse du mandrin est commandée de telle manière qu'il s'exerce une pression longitudinale et une traction longitudinale (inversion de charge) sur l'organe de retenue du mandrin. Le mandrin est accouplé à une transmission à crémaillère, l'enfilage et le positionnement se produisent en dehors de l'axe du laminage dans un dispositif séparé, disposé parallèlement à l'axe du laminage. Dans les procédés décrits précédemment, la libération du mandrin (ou l'arrêt du déplacement du mandrin avec le retrait consécutif) se produit pendant le processus de laminage sous traction longitudinale, de préférence lorsque l'ex- trémité du lingot creux a atteint la quatrième cage de laminoir.Ce procédé impose les exigences les plus sévères au fonctionnement du côté d'entrée, comparativement aux autres procédés. On se heurte à des difficultés particulières sous l'effet de l'inversion de charge qui se produit pendant la phase d'amorçage du laminage, ainsi qu'en raison de la libération du mandrin sous contrainte de traction. Toutefois, il convient de chercher à utiliser les deux procédés décrits en dernier parce qu'ils apportent certains avantages de procédé comme, par exemple, la possibilité de fabriquer de grandes longueurs de tubes avec une durée de cycle minimale. On a déjà proposé un dispositif support de mandrin ayant pour but de remplir les conditions que pose la mise en oeuvre de ce procédé. La solution technique choisie exige toutefois une dépense de construction considérable, en particulier en ce qui concerne le dispositif de retenue du mandrin proprement dit. Ceci résulte des exigences liées au procédé, consistant à absorber sans jeu 1 inversion de charge qui agit sur le mandrin et à libérer le mandrin à un instant prédéterminé sous contrainte de traction longitudinale. La solution connue utilise à cet effet un mécanisme à genouillère qui est prévu sur un bloc de déplacement du mandrin réalisé sous la forme d'un chariot, auquel cas le dispositif de retenue proprement dit, réalisé sous la forme d'une fourche, coopère avec la genouillère.Le déplacement du dispositif de retenue s'effectue par l'intermédiaire d'une crémaillère montée à côté de l'axe du laminage et dont la vitesse est commandée par des entraine- ments à courant continu. Pour libérer le mandrin, le support en forme de fourche est libéré et accéléré dans la direction -du laminage par le pliage de la genouillère. Le déclenchement de la genouillère s'effectue en fonction de la course, par franchissement de cames. Ainsi qu'on l'a déjà décrit, ce dispositif est d'une construction très compliquée et, à cela, s'ajoute comme autre inconvénient, le fait que l'enfilage et le positionnement du mandrin doivént s'effectuer en dehors de l'axe du laminage, dans un dispositif séparé et indépendant. En prenant pour base ces problèmes et inconvénients, la présente invention a pour but de perfectionner le dispositif de côté d'entrée pour train continu de laminoirs à tubes travaillant avec vitesse commandée du mandrin qui, en dehors d'une simplification considérable et d'une diminution de la complication de construction de la technique antérieure, assure également l'enfilage et le positionnement du mandrin dans l'axe du laminage.Pour résoudre ce problème, le dispositif de côté d'entrée pour train continu de laminoirs à tubes travaillant avec vitesse commandée du mandrin, du type décrit au début du présent mémoire, est caractérisé par le fait que: - a) le dispositif servant à enfiler et positionner le mandrin est disposé sur l'axe de laminage et est constitué par une chaîne qui circule dans les deux sens et sur le brin supérieur de laquelle est disposé un poussoir monté sur une traverse de la chalne et qui coopère avec l'extrémité arrière du mandrin; - b) le dispositif servant à retenir et à transporter longitudinalement le mandrin ou le lingot creux est constitué par une chaîne qui circule sans fin parallèlement à la direction du laminage, et avec laquelle circule au moins un dispositif de retenue monté sur cette chalne et destiné à retenir l'extrémité du mandrin;; - c) les deux chaînes peuvent être commandées en vitesse l'une indépendamment de l'autre et sont disposées directement l'une a la suite de l'autre dans un plan situé dans l'axe de laminage, la chaîne destinée à retenir le man-drin étant prévue plus près du laminoir; - d) le poussoir est constitué par une barre cylindrique, disposée coaxialement à l'axe de laminage, et dont la longueur est calculée de manière que son extrémité avant soit engagée dans la région de la chalne servant à retenir le mandrin lorsque la traverse de la chalne se trouve dans une position extrême. L'invention prend pour base l'idée consistant en ce que le dispositif qui est de toute façon nécessaire pour lXen- filage du mandrin, peut également développer la force de compression qu'il y a à transmettre au mandrin pendant la phase d'amorçage du laminage. De cette façon, le dispositif de retenue proprement dit peut être déchargé de cette fonction et il ne prend en charge que la force de traction résultant du processus de laminage. En raison des caractéristiques du procédé, l'inversion de la charge sur le mandrin, qui passe de la compression à la traction en fonction de la vitesse du mandrin, se produit, soit déjà au moment de l'amorçage du laminage dans la première cage de laminoir, soit au plus tard lorsque le début du lingot creux est saisi par la deuxième cage du laminoir.De cette façon, la course que le dispositif de poussée et d'enfilage doit parcourir n'est augmentée que de façon insignifiante au-delà de la course purement d'enfilage et de positionnement. Grâce à la répartition de la charge de compression et de traction sur deux dispositifs à chaînes indépendants, il n'y a aucune nécessité d'utiliser un dispositif de retenue compliqué cpmbiné à une crémaillère. En remplacement, les deux mécanismes à chaînes qui ne supportent chacun qu'une contrainte agissant dans un seul sens, peuvent être utilisés comme éléments de transport et de transmission des forces. Lorsque, selon une autre caractéristique de l'invention, il est proposé que les chalnes constituent des mécanismes à chaînes à deux brins entre les brins desquels sont prévus des rouleaux porteurs montés transversalement à l'axe du laminage et qui possèdent des diamètres adaptés au mandrin ou au lingot creux, il est possible de faire assurer par les chaînes elles-mêmes la fonction du chemin de rouleaux entrée. Par ailleurs, il est proposé selon l'invention que le dispositif de retenue soit constitué par deux ou plus de deux traverses de retenue réparties sur la longueur dé la chaîne et sur lesquelles sont agencés des taquets de retenue réalisés en forme de fourche et qui s?ouvrentJvers le mandrin, la fourche du taquet de retenue encadrant le mandrin dans la région d'un étranglement de section prévu en avant de l'extrémité du mandrin, et l'épaulement formé par la transition entre l'étranglement de section et la section du mandrin pouvant s'appliquer contre la fourche par sa face frontale. Le mandrin qui est déjà d'une configuration analogue dans le dispositif de retenue connu permet d'accoupler et de libérer le mandrin sans problème par le dispositif de retenue.Pour libérer le mandrin, la chalne de retenue est accélérée, avec la fourche à une vitesse qui est supérieure à la vitesse que le mandrin prendrait en parcourant le trajet sans obstacles. De ce fait, la force de traction exercée sur le dispositif de retenue est supprimée, de sorte que la fourche peut être dégagée de la région du mandrin au moment du changement de direction de la chaîne de retenue. La poussée du mandrin vers l'avant pour l'enfilage, le positionnement et l'engagement s'effectuent par l'intermédiaire du poussoir qui est fixé à une traverse de l'autre chaîne. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ex- trémité de poussée du poussoir présente sur sa face frontale un cône à angle obtus et, lors de la poussée, elle peut se centrer sur une contre-forme de configuration correspondante de la face frontale de la tâte du mandrin. Le poids du poussoir de grande longueur est alors supporté par les rouleaux supports de la transmission à chaîne à deux brins. Finalement, il est proposé de monter entre la chaîne destinée à retenir le mandrin et la première cage du laminoir une butée de lingot qui peut être relevée et abaissée, et à 11 aide de laquelle il est possible de fixer la position du lingot creux pour le positionnement du mandrin. Un mode de réalisation du dispositif de côté d'entrée selon l'invention, ainsi que son fonctionnement, seront à présent décrits en regard des dessins annexés sur lesquels, les figures la à lg montrent, en sept phases, les étapes de travail du cône d'entrée selon l'invention; la figure 2 est une coupe transversale de l'une des deux traverses de retenue montées dans les transmissions à chaîne du dispositif de retenue; la figure 3 est une coupe de l'un des rouleaux porteurs incorporé dans la transmission à chaînes; la figure 4 montre la construction du mandrin, avec l'organe de retenue du mandrin, dans la position de retenue et le poussoir dans la position rétractée; et la figure 5 est une coupe du mandrin, prise selon la ligne de coupe A-B de la figure 4. Sur la figure 1, on peut observer que le fonctionnement du dispositif de côté d'entrée, jusqu'à la phase 5 incluse de la figure 1, est le même, aussi bien dans un procédé dans lequel le mandrin traverse la cage de laminoir après avoir été libéré que dans un procédé dans lequel le mandrin est tiré en arrière. Sur la figure 1, le dispositif servant à enfiler et positionner le mandrin 19 est désigné par 1. Il est constitué par une chaîne 4, qui circule dans les deux sens autour des rouleaux de renvoi 2 et 3. Sur le brin supérieur de la chaîne est disposé un poussoir 6, fixé à une traverse 5 de la chaîne, coaxialement à l'axe de laminage. Le poussoir 6 est constitué par une tige cylindrique qui présente, à son extrémité frontale 7, une cavité conique d'angle obtus 8 (fig. 4) qui se centre sur une saillie conique, de forme correspondante, de la face frontale de la tête 9 du mandrin. Le dispositif destiné à retenir et transporter longitudinalement le mandrin 19, avec le lingot creux, est désigné sur la figure 1 par la référence 10 et il est également constitué par une chaîne sans fin 13, qui circule autour de tambours de renvoi 11 et 12, qui est disposée dans le même plan que la chaîne 4 du dispositif d'enfilage. Sur la chalne 13 du dispositif de retenue, sont montés-, à des distances mutuelles égales sur la périphérie, deux dispositifs-de retenue 14 et 15 qui circulent avec la chaîne 13. Les dispositifs de retenue 14 et 15 sont constitués par des traverses de retenue munies de taquets de retenue 16 en forme de fourche, qui dirigent leur ouverture vers le mandrin, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2. L'ouverture 17 des organes de retenue en forme de fourche est dimensionnée de manière que l'extrémité étranglée 18 du mandrin 19 puisse y être engagée, mais de manière que la tête 9 du mandrin, ou le diamètre normal du mandrin 19 ne puisse pas s'y loger. De cette façon, la face frontale 20 du taquet de retenue 15 en forme de fourche peut être mise en appui contre l'épaulement 21 fprmé entre l'extrémité étranglée 18 du mandrin 19 et la tête 9 du mandrin (fig. 4 et fig. 5). Le mode de fonctionnement est décrit ci-après en détail (fig. 1): Dans la première phase (fig. la), le lingot creux 22 et le mandrin 19 sont amenés des dispositifs d'amenée dans l'axe de laminage. Dans la deuxième phase (fig. lob), le poussoir 6 introduit le mandrin 19 dans le lingot creux 22, l'extrémité amincie 18 du mandrin se trouvant alors dans une position qui permet au taquet de retenue 16 en forme de fourche de se mettre en place par un mouvement de pivotement, ce qui s'effectue par le fait que la chaîne 13 circule dans le sens du laminage. Dans la troisième phase (fig. tic), le taquet de retenue 16 est mis en place, le lingot creux 22 est entraîné en direction du laminoir 23 par le mouvement de la chaîne 13 et il est retenu en amont du laminoir 23 par une butée de lingot 24 relevée. L'extrémité 7 du poussoir qui est en avant dans le sens du laminage vient s'appuyer contre l'extrémité frontale de la tête 9 du mandrin et l'épaulement 21 de la tête 9 du mandrin exerce alors une pression contre la face frontale du taquet de retenue 16. A ce moment, le poussoir 6 déborde audelà de l'extrémité de sa chaîne transporteuse 4 et est engagé dans la région de la chaîne 13 du dispositif de retenue. La pointe 25 du mandrin est positionnée en avant du lingot creux 22 à une distance qui dépend du procédé, de la façon représentée dans la figure îc. Dans la quatrième phase (fig. ld), la butée de lingot 24 est abaissée; le lingot creux 22 et le mandrin 19 sont transportés en synchronisme par le mouvement des chaînes 4 et 13, pour déterminer l'amorçage du laminage. Dans ce mouvement, la tête 9 du mandrin est serrée entre le taquet de retenue 16 et le poussoir 6, le poussoir exerçant une force de compression sur le mandrin. Au plus tard au moment où le début du lingot creux 22 est saisi par la cage 2 du laminoir 23, il se produit, sous l'effet du procédé, une inversion de charge, qui passe d'un effort de compression à un effort de traction. Le poussoir 6 est arrêté dans sa position d'extrémité avant, qui correspond à peu près à la position représentée dans la figure îd, de sorte que l'extrémité 7 du poussoir 6 se libère de la tête 9 du mandrin. Dans la cinquième phase (fig. le), la chaîne 13 poursuit son mouvement à une vitesse commandée, la traction longitudinale qui s'exerce sur le mandrin 19 étant supportée par le taquet de retenue 16 qui, comme précédemment, est en appui par sa face frontale cbntre l'épaulement 21 de la tte 9 du mandrin. La chaîne 13 et le taquet de retenue 16 continuent à être entraînés de façon commandée jusqu'à ce que l'extrémité arrière du lingot creux 2 se trouve dans la quatrième cage du laminoir 23. Selon le genre du traitement exécuté, à cet endroit, soit le mouvement d'avance du taquet de retenue 16, avec la chaîne 13 est arrêté et le mandrin est retiré en arrière par une inversion du mouvement-de la chaîne fl, soit comme on l'a représenté à la figure 1f, la chalne 13 est accélérée.Sous cet effet, le dispositif de retenue 16 se sépare de la tête 9 du mandrin, de sorte que le mandrin 19 continue à se déplacer à une vitesse non commandée. Le taquet de retenue 16, qui s'éloigne de la tête 9 du mandrin dans le sens du laminage, en raison de sa plus grande vitesse, peut se rabattre vers le bas à l'endroit du changement de direction de la chaîne 13, comme on l'a représenté à la figure îg, et se séparer ainsi de la région étranglée 18 du mandrin 19. Ensuite, le mandrin traverse sans obstacle le laminoir 23. Dans le mode de travail réversible du dispositif de retenue 10, c'est-à-dire dans un procédé dans lequel le mandrin estretiré en arrière, il suffit de prévoir un seul taquet de retenue 16, puisque'le mouvement du taquet de retenue n'a à se produire que dans la région comprise entre les deux rouleaux de renvoi 11 et 12. En supplément, il est nécessaire de prévoir un dispositif pour éjecter latéralement le mandrin 19 retiré en arrière. On peut utiliser pour cela, par exemple, des éléments qui peuvent être relevés et abaissés et que l'on fait monter entre les rouleaux porteurs de la chaîne de retenue 13 lorsque cette dernière est immobilisée. Dans le mode de travail dans lequel le mandrin parcourt le laminoir, il est de préférence prévu un deuxième taquet 16a monté sur la chaîne 13 et qui parvient dans la région du brin supérieur lorsque le taquet 16 se rabat dans le brin inférieur de la chaîne 13. Ceci permet de réaliser un chargement particulièrement rapide du côté d'entrée. En principe, le côté d'entrée selon l'invention peut être équipé de telle manière qu'on puisse sélectivement travailler selon les deux procédés décrits, ce qui pourrait être souhaitable, par exemple lorsqu'on doit laminer différemment des lopins d'ébauches de tubes possédant des dimensions différentes. Dans la suite, on décrira les détails des figures 2 et 3 qui représentent une coupe de la chaîne 13 du dispositif de retenue. Sur la figure 2, on a désigné par la référence 26 les deux brins de la chaîne 13 qui circulent de part et d'autre de l'axe de laminage et entre lesquels est disposé le taquet de retenue 16 monté sur la traverse 27. Sur la figure 3, les brins de la chaîne 13 sont également désignés par la référence 26 mais, ici, en remplacement de la traverse 27, il est prévu un rouleau porteur 28 monté rotatif entre les brins 26 de la chaîne et qui, dans la région représentée, est adapté au diamètre du lingot creux 22 (représenté en traits mixtes). Dans la région de la chaîne 4 du dispositif d'enfilage, les rouleaux 28 sont de plus grandes dimensions, afin de soutenir le poussoir 6 dans la direction parallèle à l'axe du laminage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de côté d'entrée pour train continu de laminoirs à tubes travaillant avec une vitesse de mandrin commandée, comprenant des dispositifs servant à enfiler le mandrin dans le lingot creux et à positionner la pointe du mandrin au début du lingot creux, à transporter longitudinalement le lingot creux et le mandrin dans la position de l'amorçage du laminage et à retenir le mandrin à l'encontre des forces longitudinales agissant sur ce dernier, caractérisé en ce que:: - a) le dispositif servant à enfiler et positionner le mandrin (19) est disposé sur l'axe de laminage et est constitué par une chaîne (4) qui circule dans les deux sens et sur le brin supérieur de laquelle est disposé un poussoir (6) monté sur une traverse (5) de la chaîne et qui coopère avec l'extrémité arrière du mandrin; - b) le dispositif servant à retenir et à transporter longitudinalement le mandrin (19) ou le lingot creux est constitué par une chaîne (13) qui circule sans fin parallèlement à la direction du laminage, et avec laquelle circule au moins un dispositif de retenue (14, 15) monté sur cette chalne et destiné à retenir l'extrémité (18) du mandrin;; - c) les deux chaînes (13, 4) peuvent être commandées en vitesse l'une indépendamment de l'autre et sont disposées directement l'une à la suite de l'autre dans un plan situé dans l'axe de laminage, la chaîne (13) destinée à retenir le mandrin étant prévue plus près du laminoir; - d) le poussoir (6) est constitué par une barre cylindrique, disposée coaxialement à l'axe de laminage, et dont la longueur est calculée de manière que son extrémité avant soit engagée dans la région de la chaîne (13) servant à retenir le mandrin (19) lorsque la traverse (5) de la channe se trouve dans une position extrême. 2. Dispositif de côté d'entrée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chaînes (13) sont constituées par des mécanismes à chaînes à deux brins entre les brins (26) desquels sont prévus des rouleaux porteurs (28) montés rotatifs sur des axes transversaux à l'axe de laminage, et qui présentent des diamètres de transport déterminés en fonction du mandrin (19) ou du lingot creux. 3. Dispositif de côté d'entrée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (10) est constitué par deux ou plus de deux traverses de retenue (14, 15) réparties sur la périphérie des chaînes (13), sur lesquelles sont disposés des taquets de retenue (16) en forme de fourche, dirigeant leur ouverture vers le mandrin (19), la fourche du taquet de retenue encadrant le mandrin (19) dans la région d'un étranglement (18) de sa section, prévu en avant de l'extrémité du mandrin, l'épaulement (21) formé par la transition entre l'étranglement de section et la section du mandrin pouvant s'appliquer par sa face frontale (20) contre la fourche (16). 4. Dispositif de côté d'entrée selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité poussée (7) du poussoir (6) présente sur sa face frontale un cône (8) à angle obtus qui, lors de la poussée, peut se centrer sur une contreforme, de configuration correspondante, de la face frontale de la tête (9) du mandrin. 5. Dispositif de côté d'entrée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, entre la chaîne (13) destinée à retenir le mandrin (19) et la première cage du laminoir, est montée une butée de lingot (24) pouvant être relevée et abaissée, avec laquelle la position du lingot creux peut âtre fixée pour le positionnement du mandrin.