Brevet FR2531355A1 — publié le 19840210

Porte- alets verticaux de ca es universelles our le lamina e de rails poutrelles et autres profilés similaires. L'invention concerne les porte-galets de cages universelles offrant au moins deux galets verticaux lamineurs. Les cages universelles de l'état de l'art servant au laminage universel des rails, poutrelles ou profilés similaires comportent deux cylindres horizontaux A et B et deux galets verticaux lamineurs C et D (figure 5). Comme chaque galet vertical lamineur, situé de part et d'autre du plan vertical de laminage des cages universelles, est monté dans son porte-galets, une cage universelle comporte deux porte-galets. On connaît depuis 1889 l'utilisation de galets verticaux d'appui, non lamineurs montés également dans les porte-galets. Ces galets non lamineurs viennent s'appuyer de façon rotative contre chaque galet lamineur (ROLL DESIGN AND NILL LAYOUT par ROSS. E.REYNON, publication de l'ASSOCIATION OF IRON AND STEEL ENGINEERS PITTSBURGE, USA, 1956, page 151, fig. 282). Lorsque les calibrages du laminage universel des rails ou des- poutrelles- exigent, dans la sucoession des passes deun-mEme profil de rail ou de poutrelle, l'emploi de galets verticaux lamineurs de profils différents, alors que le profil des cylindres horizontaux A et B peut rester le même pour un certain nombre de passes l'existence d'un seul galet vertical lamineur par porte-galets, d'une meme cage universelle, donc d'un seul profil de galet vertical lamineur par porte-galets, présente l'incon vénient de conduire à la multiplication des cages universelles.Cette multiplication est coûteuse en frais d'investissement et d'exploitation. Par tailleurs, il existe un certain nombre de profils de rails différents, mais proches, qui pourraient, lors de leur laminage universel de dégrossissage, être laminés avec un seul et meme jeu de cylindres horizontaux A et B de même profil. Cornue ces profils de rails proches ne peuvent pas être laminés avec un seul et même profil de galet lamineur C cOté champignon, il est indispensable, lorsque l'on passe du laminage d'un profil de rail à un autre, de remplacer au moins les galets verticaux lamineurs C c8té champignon de chaque cage universelle dégrossisseuse.Selon la conception desdites cages, cela conduit au démontage complet des cages, ou au remplacement des cassettes contenant les cylindres et les galets verticaux, ou bitn au remplacement des porte-galets. Quoi qu'il en soit, les porte-galets de l'état de l'art présentent également l'inconvénient d'exiger un démontage et un remontage plus ou moins importants à chaque changement de profil de rail à laminer Dans le cas du laminage universel des rails mettant en oeuvre au moins. une cage universelle ddgrossisseuse réversible, les porte-galets de l'état de l'art presentent en outre l'inconvénient d'imposer que toutes les passes faîtes dans une même cage le soient avec un seul et même profil de galet vertical lamineur C côté champignon et un profil cylindrique donné au galet: vertical lamineur D coté patin.Le profil unique donné au galet vertical lamineur C c8té champignon ne peut dans ce cas être qu'un compromis entre chaque profil idéal distinct qu'il serait souhaitable de prevoir pour chaque galet vertical pour chacune des passes. Pour le galet vertical lamineur D cOté patin, il n'existe pas de possibilité de compromis. Le profil de ce galet unique ne peut qu'être cylindrique, alors qu'il pourrait etre souhaitable, pour certaines passes, de lui donner un profil autre que cylindrique. Le but de l'invention est de proposer un portegalets de conception nouvelle, n'entraînant pas les inconvénients des porte-galets connus; et offrant plusieurs galets verticaux lamineurs dont la mise en position de travail se fait facilement en cours de laminage, ou sans nécessiter leurs démontages entre deux laminages de profils différents. Ce but est atteint par le fait que les porte-galets de l'invention comportent plusieurs galets verticaux lamineurs montés parallèlement à même hauteur, et un dispositif d'échange horizontal des galets lamineurs. Avantageusement, le dispositif d'échange consiste en une tourelle pivotante portant les galats verticaux lamineurs. Il peut se révéler intéressant de prévoir au moins un et, de préférence, deux galets d'appui par galet vertical lamineur en position de lamir.age, ce qui autorise une construction plus légère du porte-galets. Le porte-galets de l'invention comprend avantageusement un châssis dans lequel est montée en pivotement une tourelle comportant un disque supérieur et un disque inférieur rendus solidaires par des entretoises, au moins l'un des disques étant associé a des galets de guidage roulant sur sa périphérie, et un dispositif d'entraînement en rotation de la tourelle. Les galets verticaux lamineurs sont montés en rotation sur des axes dont les extrémités peuvent ou non coulisser radialement dans les disques inférieur et supérieur de la tourelle ; un dispositif d'appui peut au besoin limiter la liberté de coulissement vers le centre de la tourelle. Le dispositif d'appui peut être constitué par une butée prévue sur les disques inférieur et supérieur de la tourelle dans les glissières de coulissement, ou par des galets d'appui du galet vertical lamineur placé en position de laminage. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de deux modes particuliers de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue de dessus d'un premier mode de réalisation d'un porte-galets de l'lnvention - la figure 2 est une coupe Il-Il de la figure 1 - la figure 3 est une vue de dessus d'un second mode de réalisation d'un porte-galets dal'invntion - la figure 4 montre une demi-vue de face et une demi-coupe IV-IV de la figure 3 ;; - la figure 5 montre schématiquement en coupe les- parties actives des cylindres horizontaux A et B et des galets verticaux C et D d'une cage universelle servant au laminage des rails - la figure 6 montre les demi-sections de trois exemples de profils Cl > C2 et C3 de galets verticaux lamineurs côté champignon utilisables dans des porte-galets de l'invention,pour le laminage des rails. Le porte-galets des figures l et 2 comprend, dans un chssis 1 fornté d'un fond 2 à découpe circulaire et de trois parois verticales 3, 4, 5, une tourelle 6 comportant un disque supérieur 7 et un disque inférieur 8 rendus solidaires par des entretoises 17, le disque inférieur 8 étant equipé d'une couronne dentée 9. Le disque supérieur 7 repose sur une plaque supérieure 10 boulonnée sur le ch8ssis et permettant le démontage de la tourelle munie de galets d'appui. Une contre-plaque 11 maintient en place la tourelle et lui permet de rester stable pendant le laminage ou la rotation. Le disque inférieur 8 repose sur un épaulement de la découpe circulaire du fond 2. La tourelle 6 est supportée par un chemin de billes ou de galets, non représenté, pour diminuer le frottement pendant la rotation, Des galets de guidage et de centrage 12, dont les axes tourillonnent dans la plaque supérieure 10 et la contre-plaque 11, guident en rotation la tourelle 6 par roulage sur la périphérie du disque supérieur 7. Les galets de guidage situés du côté opposé au galet vertical lamineur 13 en position de laminage sont soustraits à l'effort de pression car ils se trouvent à ce moment en face d'un léger décrochement de la périphdrie du disque supérieur 7 de la tourelle. La valeur de ce décrochement correspond au déplacement latéral de la tourelle (rattrapage des jeux sous l'effort). un peut éventuellement remplacer les décrochements par un montage sur ressort des galets de guidage et de centrage 12. Sur la tourelle 6 sont montés deux galets verticaux lamineurs 13 et 14 diamétraLement opposés, et deux galets appui 15 et 16 en contact avec les galets verticaux lamineurs 13 et 14 au moins sur une partie de leur surface Les galets d'appui 15 et 16 sont montés par l'tinter médiaire de roulements 18 sur des arbres 19 avec écrous 26 fixés entre le disque supérieur 7 et le disque inférieur 8 de la tourelle 6. Les galets verticaux lamineurs 13 et 14 tourillonnent dans des paliers 20 montés dans des plaques 21 susceptibles de coulisser dans des glissières 22 prévues-dans les disques 7 et 8 de la tourelle 6. Les glissières 22 s!étendent radialement jusqu'd la périphérie des disques supérieur 7 et inférieur 8 de façon à pouvoir sortir les galets verticaux lamineurs de la tourelle 6 sans avoir à la sortir du porte-galets. D'autre part, les glissières 22 s'étendent suffisamment en direction de l'axe de la tourelle pour permettre au galet vertical lamineur en position de travail, quel que soit son profil, de s'appuyer sur les galets d'appui 15 et 16. La rotation de la tourelle est assurée par un moto-reducteur électrique ou hydraulique (non représenté), entraînant un pignon, une vis sans fin ou une crérlaillère attaquant la couronne dentée 9 (les dentures sont partiellement représentées). La tourelle est maintenue en position de travail par deux verrous articulés 23 bloquant la rotation dans les deux sens, en s'engageant dans des évidements 24 prévus à cet effet sur le disque inférieur 8 de la tourelle. Les verrous 23 sont manoeuvrables par des vérins 25. Le porte-galéts qui vient d'être décrit est particu lièrement robuste. La reprise des efforts de laminage par les deux galets d'appui permet d'utiliser des galets verticaux lamineurs de faibles diamètres avec des tourillons de faible encombrement-. Cependant, on peut préférer une solution plus simple où la permutation de galets verticaux lamineurs n'impose pas une rotation de 1800 de la tourelle. les figures 3 et 4 représentent un porte-galets à deux galets verticaux lamineurs, sans galet d'appui, où la tourelle tourne de 1280 seulement. Il va sans dire que leon peut également dans ce cas utiliser un ou deux galets verticaux d'appui; Le chassies 101 monoblec, formé d'une partie supérieure 110 à découpe et du fond à découple circulaire 102 et des parois 103, 104, 105, supporte, par l'intermédiaire de la partie supérieure 110 et du fond 102 du châssis, une tourelle pivotante 106 comportant un disque supérieur 107 et un disque inférieur 108 rendus solidaires par des entretoSses 117. Des galets de guidage supérieur 112 et inférieur 126 (non représentés sur la figure 3) roulent sur la périphérie des disques supérieur 107 et inférieur 108. Une contre-plaque 111 coiffe en partie le disque supé rieur 107. Deux galets verticaux lamineurs 113 et 114, écartés angulairement de 1200, sont montés par des roulements 128 sur des axes 129 résistant a l'effort, eux-mêmes montés en coulissement radial dans des glissières 122. Des butées 130 sont prévues au fond des glissières 122. La rotation de 1200 de la tourelle est assurée par le jeu de deux vérins 131 dont les corps sont articulés sur le chassies 101 et les tiges sont articulées sur le disque inférieur 108. Des verrous de position 123 garalltissent le blocage de la tourelle en position de travail. Les galets lamineurs 113 et 114 équipés de leurs axes peuvent être extraits de la tourelle par la face avant du portegalets en les faisant glisser. Les butées var;-bles 130 permettent de monter des galets profilés de diamètres très dife-rente. Pour faciliter l'illustration, les figures 1 à 4 représentent- des porte-galets dont les galets d'appui et verticaux lamineurs sont cylindriques. L'invention trouve une applicat.ion particulièrement intéressante dans le cas où les différents galet verticaux lamineurs ont des profils différents. Les profils différents de galets verticaux lamineurs peuvent être placés dans un porte-galets à tourelle tel que celui des figures J et 4g mais aussi dans un porte-galets à galets d'appui tel que celui des figures 1 et 2; à condition de donner aux galets d'appui un profil adapté assurant un appui des galets verticaux lamineurs par des surfaces portantes suffisantes, mais évitant autant que faire se peut un contact avec les surfaces actives de laminage des galets verticaux lamineurs. Naturellement, d'autres dispositions de porte-galets sont possibles : on peut, par exemple, placer sur une même tourelle sur des ax-es fixes, 3 ou 4 galets verticaux lamineurs différents, avec une rotation appropriée de 90 , 1200 > 380 , 240 de a tourelle, selon le montage, pour présenter le galet vertical lamineur en position de laminage. Le châssis du porte-galets est, quant à lui, muni des équipements classiques des porte-galets permettant de les éloigner ou de les rapprocher du centre de la cagc universelle à laquelle ils sont associés. On cherchera à lui donner le m8r.ze encombrement que le châssis des porte-galets courants d'une cage universelle classique dont il prendra alors aisément la place. Comme mentionné précédemment, 1'invention trouve une application particulièrement intéressante dans les cas où les calibrages du laminage universel des rails ou des poutrelles prévoient une succession de passes qui pourraient être faites avec un seul et memg profil de cylindres horizontaux mais exigent ou rendent souhaitables des profils de galets verticaux différents pour travailler le champignon dans le cas des rails, ou les deux ailes pour les poutrelles. Dans le laminage universel des rails par exemple, le laminage en cages universelles se fait (figure 5) entre deux cylindres horizontaux A et B et deux galets verticaux lamineurs C et D. Les laminoirs universels à rails peuvent être continus. Ils comportent alors autant de cages universelles que le calibrage prévoit de passes universelles. C'est la solution la plus coûteuse en investissements, mais la plus favorable pour le laminage. Dans chaque cage universelle, chaque galet vertical lamineur D (côté patin du rail) présente le même profil cylindrique. Les profils des galets verticaux lamineurs C (côté champignon du rail) presentent des profils diffdrents, adaptés à la passe faite. Les profils des cylindres horizontaux A et B de chaque cage universelle peuvent être identiques.Si le calibrage prévoit par exemple trois passes universelles, l'application de la présente invention permet, avec un porte-galets de l'invention comportant trois galets verticaux lamineurs C de profils différents et un porte-galets comportant un seul galet vertical lamineur D cylindrique, tous deux montés dans une seule et même cage universelle, d'obtenir, sur le plan de la qualité du laminage, les mêmes avantages que ceux offerts par trois cages universelles. L'invention permet dans ce cas d'économiser deux cages universelles7 leurs moteurs, leurs auxiliaires, etc. Le calibrage peut, dans certains cas, rendre souhaitable que le galet vertical lamineur D (côté patin du rail) présente un profil autre que cylindrique dans certaines passes. Il suffit dans ce cas de prévoir également un porte-galets de l'invention du côté du patin, qui comporte autant de galets verticaux lamineurs de profils différents que nécessaire et possible. Il est évident de ce qui précède que l'application de l'invention à un laminoir universel à rail comportant au moins une cage universelle réversible rend ce laminoir com parable, sur le plan de la qualité du laminage, à un laminoir continu plus comateux en frais d'investissement et d'exploitation. Lorsque le calibrage du laminage universel des rails impose qu'un certain nombre-de passes soit fait avec des galets verticaux lamineurs D de profil cylindrique, des cylindres horizontaux A et B de même profil, mais avec des galets verticaux lamineurs C de profils différents &commat;1, Cl > C2 et C3 (figure 6), il fallait dans l'état de l'art au moins autant de cages universelles que de profils différents de galets verticaux lamineurs C. Dans le cas conslddrd, au moins trois cages universelles étaient nécessaires, dont au moins deux devaient être réversibles. L'application de la présente invention permet de se contenter d'une seule cage univer elle réversible, en logeant les trois galets verticaux lamineurs C1, C2 et C3 dans un seul et même porte-galets. ta présente invention appliquée au laminage universel des poutrelles offre, par analogie, les mêmes avantages que pour les rails, à la seule différence que les galets verticaux lamineurs D et C pour les poutrelles ont généralemen; un profil identique pour une même passe. I1 va sans dire que l'invention permet également de prévoir en tant que de besoin des galets verticaux de diamètres de travail différents ayant les mêmes profils. R E V E N D I C A T I O N S 1. Porte-galets vertical de cages universelles pour le laminage de rails, poutrelles et autres profilés similaires, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de galets verticaux lamineurs montés parallèlement et à mame hauteur, et un dispositif d'échange horizontal des galets verticaux lamineurs, pour amener ces derniers a tour de roule en position de laminage. 2. Porte-galets selon la revendication 1, caractérisé an ce que le dispositif d'échange consiste en une tourelle pivotante portant les galets verticaux lamineurs. 3. Porte-galets selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 comportant également au moins un galet d'appui, caractérisé en ce que chacun des galets verticaux lamineurs,-- an position de laminage,s'appuie comme connu en soi sur au moins un galet d'appui. 4. Porte-galet selon l'une-quelconque des revendi- cations 1 d 3, caractérisé en ce que les galets verticaux lamineurs ont chacun un profil différent. 5. Porte-galets selon l'une quelconque des revendications i à 4 > caractérisé en ce qu'il comprend un châssis dans lequel est montée en pivotement une tourelle comportant un disque supérieur et un disque inférieur rendus solidaires, au moins l'un- des disques étant associé à des galets de guidage roulant sur sa périphArie, et un dispositif d'entraînement pour la mise en rotation de la tourelle. 6. Porte-galets selon la revendication 5, caractérisé en ce quelles galets verticaux lamineurs sont montés en rotation sur des axes dont les extrémités peuvent coulisser radialement sur les disques inférieur et supérieur de la tourelle, un dispositif de blocage limitant la liberté de coulissement vers le centre de la tourelle. 7. Porte-galets selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de blocage du coulissement est constitué par une butée variable prévue sur les disques inférieur et supérieur ode la tourelle. 8. Porte-galets selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de blocage de coulissement des galets vertu caux lamineurs est constitué par au moins un galet d'appui. 9. Porte-galets selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caracterisé en ce que le dispositif d'entraînement comporte une couronne dentée portée par un disque de la tourelle reliée par un engrenage à un moto-réducteur. 10. Porte-galets selon l:une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'entratnement comporte deux vérins dont les corps sont articules au châssis et dont les tiges sont articulées sur un disque de la tourelle. Il. Porte-galets selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des verrous de blocage de la position de travail de la tourelle.