Brevet FR2541144A1 — publié le 19840824

La présente invention concerne l'équipement des laminoirs et a notamment pour objet une cage de laminoir. Elle peut être appliquée avec succès au laminage de feuillards et bandes minces. A l'heure actuelle, l'augmentation des quantités nécessaires de laminés plats implique la construction de nouveaux laminoirs à grand rendement, pouvant assurer une haute qualité des produits finis. Pour le laminage des bandes minces on emploie des laminoirs ayant des cages à un seul cylindre moteur. De tels laminoirs sont caractérisés par des efforts de déformation réduits lors du laminage, par leur possibilité d'assurer de grandes réductions unitaires du métal et de produire des laminés à variations réduites de leur épaisseur et de la rugosité de leur surface. On connaît une cage de laminoir (cf. bulletin analytique "Equipement pour le laminage", série "Equipement métallurgique", Editions TsNIITEITiazhmash, Moscou, 1979, p.4 à 6) comprenant un cylindre principal, tourillonnant dans des roulements qui sont emboîtés dans des empoises, et un cylindre auxiliaire, entle lesquels défile la bande à corroyer, un bâti avec des glissières dans lesquelles coulissent les empoises et auxquelles est lié mécaniquement le cylindre auxiliaire, et un entrainement constitué par un réducteur, accouplé à l'un des tourillons du cylindre principal, et par au moins deux moteurs attaquant le réducteur Dans cette cage, le réducteur employé est un réducteur cylindrique bien connu, monté fixe sur la fondation et accouplé au tourillon du cylindre principal par des allonges. Toutefois, dans une telle cage de laminoir, le montage du réducteur dans un entraînement à un seul ou plusieurs moteurs couplés en série implique une augmentation de l'encombrement de la cage et, par conséquent, de la surface occupée par le laminoir, ce qui se traduit par un accroissement de la quantité de métal mise en oeuvre dans la cage et des investissements. En outre, dans la cage considérée, la conception de l'entrainement implique la construction de fondations pour le réducteur et les moteurs, ce qui accroît aussi la quantité de métal mise en oeuvre dans la cage et les investissements. De plus, dans cette cage, la présence d'allonges, ainsi que de-plusieurs moteurs accouplés en série, abaisse la fréquence des oscillations propres du système cylindres entratnement, ce qui,en cas d'accroissement de la vitesse de laminage et de l'accroissement de la fréquence des actions perturbatrices qui s'ensuit, peut provoquer l'apparition de phénomènes de résonance, se traduisant par un abaissement de l'efficacité du laminage et de la longévité de la cage. On s'est donc proposé de créer une cage de laminoir, dans l'entrainement de laquelle le réducteur serait de conception telle qu'il permettrait de diminuer la quantité de métal à mettre en oeuvre et l'encombrement, ainsi que d'accroître la longévité de la cage. La solution consiste en une cage de laminoir, comprenant un cylindre principal, tourillonnant dans des roulements qui sont emboîtés dans des empoises, et un cylindre auxiliaire, entre lesquels défile la bande à corroyer, un bâti avec des glissières dans lesquelles coulissent les empoises et avec lesquelles est lié mécaniquement le cylindre auxiliaire, et un entrainement constitué par un réducteur attaqué par au moins deux moteurs, le réducteur étant lié mécaniquement à l'un des tourillons du cylindre principal, cage dans laquelle, d'après l'invention, le réducteur de ltentraRnement est constitué par un carter ouvrant, qui renferme une roue dentée dont le moyeu est lié mécaniquement au tourillon du cylindre principal, et au moins deux arbres-pignons disposés suivant le périmètre de la roue dentée avec laquelle ils sont en prise, et chacun des moteurs de ltentratnement, dont le nombre correspond au nombre d'arbres-pignons, est fixé au carter du réducteur dans l'alignement de l'arbre pignon correspondant. Il est avantageux que le réducteur ait des roulements montés sur les bouts du moyeu de la roue dentée, le carter reposant sur ces roulements, et que le bâti ait encore une glissière suivant laquelle coulisse le carter. Il est souhaitable que la cage ait en outre en embout assemblé au tourillon du cylindre principal et lié mécaniquement au moyeu de la roue dentée du réducteur. Il est souhaitable aussi que l'embout et la surface intérieure du moyeu de la roue dentée soient accouplés par un assemblage à cannelures. Il est souhaitable aussi que le réducteur comporte en outre une douille d'appui disposée coaxialement entre le roulement et le tourillon du cylindre principal, cette douille étant accouplée au cylindre principal par un assemblage à cannelures et emmanchée dans le moyeu de la roue dentée, et le carter étant lié mécaniquement à l'empoise. Il est préférable que le réducteur comporte une douille à alésage conique placée à l'intérieur de la douille d'appui et sollicitée par un ressort, et que le bout libre de l'embout se trouvant à l'intérieur de la douille d'appui soit réalisé conique et conjugué à l'alésage de la douille. Il est utile que l'entratnement comprenne des encliquetages en nombre égal à celui des moteurs, chacun d'eux étant lié mécaniquement à l'arbre-pignon et au moteur correspondant. Il est utile aussi que chaque encliquetage comprenne un demi-manchon à denture de rochet intérieure, lié mécaniquement à l'arbre-pignon, et un disque emmanché sur l'arbre du moteur, la liaison entre demi-manchon et le disque étant assurée par au moins deux cliquets sollicités par ds ressorts. Quelquefois il est avantageux que l'entrainement comporte des réducteurs supplémentaires en nombre égal à celui des moteurs, l'arbre d'entrée de chacun d'eux portant le demi-manchon de l'encliquetage correspondant, et son arbre de sortie étant accouplé coaxialement à l'arbre l'arbre-pignon correspondant du réducteur. D'autre part, il est souhaitable que l'entrainement comporte un dispositif d'appui lié mécaniquement au carter. Ce dispositif d'appui peut être un vérin hydraulique sur la tige duquel repose le carter. L'invention permet d'accroitre la compacité de la cage de laminoir, en abaissant la quantité de métal à mettre en oeuvre et en diminuant l'encombrement. En outre, l'invention permet d'élever la fréquence des oscillations propres du système cylindres-entrainement, ce qui supprime l'éventualité de phénomènes de résonance quand la vitesse de laminage est augmentée et, de la sorte, accroît la longévité de la cage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront meux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue d'ensemble d'une cage de laminoir (coupe longitudinale) conforme à l'invention; - la figure 2 représente une vue suivant la flèche A de la figure 1 - la figure 3 représente une vue d'ensemble d'une cage de laminoir avec une douille d'appui dans le réducteur (coupe longitudinale partielle), conforme à l'invention; ; - la figure 4 représente une vue d'ensemble d'une cage de laminoir avec des encliquetages dans son entraînement (coupe longitudinale partielle), conforme à l'invention - la figure 5 représente la coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. La cage de laminoir comprend un bâti 1 (figures 1, 2) avec des glissières 2, 3, 4. les glissières 2 et 3 guident les empoises 5 et 6, dans lesquelles sont emboîtés les roulements 7 et 8, qui sont respectivement emmanchés sur les tourillons 9 et 10 du cylindre principal 11. Un embout 12 est réalisé d'une seule pièce avec le tourillon 10. Entre les glissières 2 et 3 est disposée une empoise 13, dans laquelle est fixé le cylindre auxiliaire 14. La cage comprend aussi un mécanisme 15 de réglage du cylindre principal 11. Ce mécanisme 15 comprend des actionneurs 16 et 17 avec des vis de serrage 18 et 19, respectivement, qui butent respectivement contre les empoises 5 et 6. Les actionneurs 16 et 17 sont montés sur le bâti 1, et les vis de serrage 18 et 19 passent à travers des trous qui sont percés dans le bâti 1 Le mécanisme 15 comprend aussi un vérin hydraulique 20, fixé au bâti 1. La ie21 du vérin 20 est accouplée à une traverse 22, qui coopère avec les empoises 5 et 6. La cage a un entraînement 23, dont le réducteur 24 comprend un carter ouvrant 25 dans lequel est renfermée une roue dentée 26.Le moyeu 27 de la roue 26 est emmanché sur l'embout 12, auquel il est lié par un assemblage 28 à cannelures. Le moyeu 27 porte sur ses bouts des roulements 29 et 30, serrés par des couvercles 31 et 32 et sur lesquels reposent les parties 33 et 34 du carter 25. La partie 34 du carter 25 comporte une patte 35 qui coulisse dans la glissière 4 du bâti 1. Le carter 25 renferme aussi cinq arbres à pignon 36, qui sont engrenés avec la roue dentée 26. Les arbres à pignon 36 sont montés sur des roulements 37 et 38, fermés respectivement par des couvercles 39 et 40. Sur l'extrémite de l'embout 12 est engagée une plaque 41, qui est serrée contre la face du moyeu 27 par une clavette 42. Des moteurs 43 sont respectivement fixés à la surface des couvercles 40, dans l'alignement des arbres à pignon 36.La partie 34 du carter 25 repose sur la tige 44 d'un vérin hydraulique 45. Dans une autre variante de réalisation, la cage de laminoir comporte en outre une douille d'appui 46 (figure 3), disposée coaxialement entrele roulement 8 et le tourillon 10 du cylindre 11. La douille 46 est liée au tourillon 10 par un assemblage 47 à cannelures. Le moyeu 48 de la roue 49 est emmanché sur la douille 46,de laquelle elle est rendue solidaire par une clavette 50. Un embout 51, réalisé d'une seule pièce avec le tourillon 10, est engagé dans la douille 46. Le bout libre de l'embout 51 est conique. A l'intérieur de la douille 46 il y a une douille 52-avec un alésage conique qui est conjugué au bout libre de l'embout 51. Un ressort 53 bute contre la face de la douille 52. Le carter ouvrant 54 est constitué par des parties 55 et 56 rendues solidaires l'une de l'autre par un assemblage 57 à boulons.La partie 55 du carter 54 est liée à l'empoise 6 par un assemblage 58 à boulons. Dans encore une autre variante de réalisation, la cage de laminoir comporte cinq réducteurs supplémentaires 59 (figure 4). L'arbre 60 de sortie de chaque réducteur est accouplé coaxialement à l'arbre à pignon 36 correspondant. L'arbre 61 d'entrée de chaque réducteur 59 porte le demi-manchon 62 d'un encliquetage 63. L'encliquetage 63 comprend en outre un disque 64 emmanché par son moyeu 65 sur l'arbre 66 du moteur 43. La denture 67 de rochet du demi-manchon 62 et le disque 64 sont liés entre eux par cinq cliquets 68 (figures 4, 5), qui sont respectivement serrés contre le demi-manchon 62 par des ressorts 69. La cage de laminoir fonctionne de la façon suivante. Les moteurs 43 (figures 1, 2) sont mis en marche. Ils transmettent le couple moteur aux arbres à pignon 36, qui le transmettent à la roue dentée 26. Celle-ci transmet le couple à l'embout 12 du cylindre principal 11, par l'intermédiaire de l'assemblage 28 à cannelures. L'utilisation de plusieurs moteurs 43 dans l'entraî- nement 23 permet de transmettre un couple moteur important au cylindre principal Il tout en abaissant le couple transmis par chaque moteur 43. Ceci se traduit par une diminution de la distance entre les axes des arbres à pignon ffi et de la roue dentée 26 du réducteur 24, et, en conséquence, par une diminution de l'encombrement et de la masse du réducteur 24. En outre, l'utilisation de plusieurs moteurs 43 permet de changer par échelons le couple transmis au cylindre principal 11, en fonction du régime de laminage, par mise en action de tel ou tel nombre de moteurs 43, ce qui contribue à l'accroissement de la durée de service des moteurs et rend possible leur utilisation à pleine charge. La patte 35, réalisée d'après l'invention sur le carter 25, exclut sa rotation lors de la transmission du couple moteur au cylindre principal 11. La transmission de l'effort de la patte 35 au bâti 1 s'effectue au niveau de la fixation du bâti 1 à la fondation. Ceci diminue fortement ' le moment de basculement agissant. sur la cage lors du laminage quand le couple moteur n'est transmis qu'à un seul cylindre (au cylindre 11). Il en résulte une diminution des charges sur les éléments de fixation (non représentés sur les dessins) de la cage à la fondation. La possibilité de déplacer le carter 25 suivant la glissière 4 permet de régler à la valeur voulue l'écartement entrele cylindre principal Il et le cylindre auxiliaire 14 tout en transmettant le couple moteur au cylindre 11. Le cylindre principal 11, conjointement avec les empoises 5, 6 et l'entraînement 23, coulisse dans les glissières 2, 3 du bâti 1, à l'aide du mécanisme 15 de réglage du cylindre principal 11. Le déplacement du cylindre Il avec les empoises 5 et 6 le long de l'axe de rotation du cylindre Il est interdit pvar la plaque 41 et la clavette 42. Le carter 25 repose sur la tige 44 du vérin hydraulique 45 et prévient ainsi l'action en porte-à-àux du poids de l'entraînement 23 sur l'embout 12 du cylindre 11. Le vérin 45 fonctionne en sychronisme avec le mécanisme 15. La cage de laminoir selon la figure 3 fonctionne de la façon suivante. Les moteurs 43 sont mis en marche Ils transmettent le couple moteur aux arbres à pignon 36, qui le transmettent à la roue dentée 49. Celle-ci transmet le couple à la douille 46 d'appui, par l'intermédiaire de la clavette 50. Grâce à l'assemblage 47 à cannelures, la douille 46 transmet le couple moteur au tourillon 10 du cylindre principal 11. Le carter 54 du réducteur 24 se déplace en commun avec l'empoise 6. L'empoise 6 interdit la rotation du carter 54 quand le réducteur 24 transmet le couple. Po.ur le reste, le fonctionnement de la cage est analogue à celui de la cage précédente. Lors de l'extraction du cylindre principal Il de la cage, l'empoise 6 reste dans les glissières 3 du bâti 1 en commun avec la douille 46 d'appui et le carter 54 du réducteur 24, ce qui permet d'améliorer la maintenance de la cage L'emploi d'une douille 46 d'appui en tant qu'élément intermédiaire entre le tourillon 10 du cylindre principal- Il et la roue dentée 49 permet aussi d'accélérer le remplacement du cylindre principal 11. De plus, I'emploi,dans l'entraînement 23, d'un embout5î, d'une douille 52 et d'un ressort 53 permettent aussi de réduire la durée du remplacement du cylindre principal 11. Les éléments énumérés assurent le centrage du cylindre Il par rapport à douille 46 d'appui au moment de sa mise en place, car la douille 52 se trouve alors à sa position gauche extrême sous l'action du ressort 53, etlïembout 51 contacte cette douille 52 avant que le tourillon 10 du cylindre Il n'entre dans la douille 46 d'appui. Dans l'entraînement 23 (figures 1, 2, 3), les encliquetages 63 (figures 4, 5) assurent automatiquement la synchronisation du chargement des moteurs 43 et la désolidarisation des moteurs 43 d'avec les arbres à pignor 36 respectifs quand un ou plusieurs moteurs 43 sont débranchés -en vue du laminage avec un couple moteur plus petit au cylindre principal 11. Les encliquetages 63 fonctionnent de la façon suivante. Le disque 64 calé sur l'arbre 66 du moteur 43 et les cliquets 68 articulés sur ce disque et poussés par des ressorts 69 transmettent le couple du moteur 43 au demimanchon 62, solidaire de l'arbre à pignon 36 ou de l'arbre d'entrée 61 du réducteur supplémentaire 59, puis le couple est transmis au cylindre principal 11. Quand les moteurs 43 marchent en synchronisme, les encliquetages 63 sont en prise et transmettent des couples égaux à la roue dentée 49 Si le synchronisme de l'un des moteurs 43 se trouve dérangé, par exemple, si la vitesse de l'un d'eux s'accroit, par suite de la liaison cinématique positive des arbres à pignon 36 avec la roue dentée 49, la vitesse des arbres à pignon 36 augmente, ce qui provoque la coupure de3achaîne cinématique entre les arbres à pignon 36 et les autres moteurs 43 tournant à une vitesse plus petite. La vitesse des moteurs 43 augmente, tandis que le moteur 43, ayant pris la charge totale, ralentit. Quand les vitesses de tnus les moteurs 43 s'égalisent, les encliquetages 63 déclenchés se remettent en prise et tous les moteurs 43 fonctionnent en charge égale. En cas de panne de l'un des moteurs 43 ou de débranchement d'une certain nombre de moteurs afin de diminuer le couple moteur transmis au cylindre-principal 11, les encliquetages coupent la chaîne cinématique entre ces moteurs 43 et la roue dentée 49. Pour accroître le couple moteur, on intercale entre les moteurs 43 et les arbres à pignon 36 des réducteurs supplémentaires 59, le couple étant alors transmis des arbres 66 des moteurs 43 aux arbres 61 d'entrée de ces réducteurs 59 par les encliquetages 63, puis de leurs arbres 60 de sortie aux arbres à pignon 36. Plus loin le couple est transmis au cylindre principal Il de la manière décrite plus haut. L'invention permet de diminuer les frais de fabrication et de montage du laminoir, ainsi que d'accroître l'efficacité du laminage. REVENDICATIONS 1.- Cage de laminoir comprenant un cylindre principal (11) tourillonnant dans des roulements (7, 8) emboîtés dans des empoises (5, 6), et un cylindre auxiliaire (14), entre lesquels défile la bande à corroyer, un bâti (1) avec des glissières (2, 3) dans lesquelles coulissent les empoises (5, 6) et avec lesquelles est lié mécaniquement le cylindre auxiliaire (14), et un entraînement (23) constitué par un réducteur (24) attaqué par au moins deux moteurs (43), le réducteur (24) étant lié mécaniquement à l'un des tourillons (tourillon 10) du cylindre principal (11), caractérisée en ce que le réducteur (24) de l'entraînement (23) est constitué par un carter ouvrant (25, 54) qui renferme une roue dentée (26, 49) dont le moyeu (27, 48) est lié mécaniquement au tourillon (10) du cylindre principal (11), et au moins deux arbres à pignon (36) disposés suivant le périmètre de la roue dentée (26, 49) avec laquelle ils sont en prise, et en ce que chacun des moteurs (43) de l'entraînement (23), dont le nombre correspond au nombre d'arbres à pignon (36), est fixé au carter (25, 54) du réducteur (25) dans l'alignement de l'arbre à pignon (36) correspondant. 2.- Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réducteur (24) comporte des roulements (29, 30) montés sur les bouts du moyeu (27) de la roue dentée (26), le carter (25) reposant sur ces roulements (29, 30), et en ce que le bâti (1) comporte encore une glissière (4), suivant laquelle coulisse le carter (25) 3.- Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un embout (12, 51) assemblé au tourillon (10) du cylindre principal (11) et lié mécaniquement au moyeu (27 48) de la roue dentée (26, 49) du réducteur (24) 4.- Cage selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'embout (12) et la surface intérieure du moyeu (27) de la roue dentée (26) sont accouplés par un assemblage (28) à cannelures. Sa Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réducteur (24) comporte une douille d'appui (46) disposée coaxialement entrele roulelrent (8) et le tourillon (10) du cylindre principal (11), cette douille (46) étant accouplée au cylindre principal (11) par un assemblage (47) à cannelures et emmanchée dans le moyeu (48) de la roue dentée (49), et le carter (54) étant lié mécaniquement à l'empoise (-6). 6.- Cage selon l'une des revendications 3 et 5, caractérisée en ce que le réducteur (24) comporte une douille '(52) à alésage conique placée à l'intérieur de la douille (46) d'appui et sollicits par un ressort (53), et en ce que le bout libre de l'embout (51) se trouvant à l'intérieur de la douille d'appui (46) est réalisé. conique et conjugué à l'alésage de la douille (52). 7.- Cage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entraînement (23) comprend des encliquetage (63) en nombre égal à celui des moteurs (43), chacun d'eux étant lié mécaniquement à l'arbre à pignon (36) et au moteur (43) correspondant. 8.- Cage selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque encliquetage (63) comprend un demi-manchon (62) à denture de rochet (67) intérieure, lié mécaniquement à l'arbre à pignon (36), et un disque (64) emmanché sur l'arbre (66) du moteur (43), la liaison entre le demimanchon (62) et le disque (64) étant assurée par au moins deux cliquets (68) sollicités par des ressorts (69). 9.- Cage selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'entraînement (23) comporte des réducteurs supplémentaires (59) en nombre égal à celui des moteurs (43), l'arbre (61) d'entrée de chacun d'eux portant le demi-manchon (62) de l'encliquetage (63) correspondant et son arbre de sortie (60) étant accouplé coaxiallement à l'arbreà pignon (36) correspondant du réducteur (24). 10.- Cage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'entraînement (23) comporte un dispositif d'appui lié mécaniquement au carter (25). 11.- Cage selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif d'appui est un vérin hydraulique (45) sur la tige (44) duquel repose le carter (25);