Brevet FR2549398A1 — publié le 19850125

Dispositif de sécurité hydraulique pour mécanisme de serrage des cylindres de laminoir La présente invention concerne un dispositif de sécurité hydraulique pour le mécanisme de serrage des cylindres de laminoir. Un laminoir, particulièrement pour traiter des matières métalliques, est constitué par une cage qui comprend plusieurs cylindres alignés 5 verticalement, parmi lesquels deux cylindres de travail, de diamètre relativement petit, servent à réduire une bande métallique passée entre eux Les cylindres de travail sont reliés soit directement, soit par l'intermédiaire d'autres cylindres à un ou plusieurs organes de commande qui déterminent leur déplacement par rapport aux montants verticaux de la cage, pour régler 10 leur écartement à vide ou en charge, en fonction de l'épaisseur du produit laminé. L'un de ces organes de commande servant à déplacer les cylindres est généralement constitué par un vérin hydraulique qui présente un piston plongeur en tant que piston hydraulique et un corps entourant le piston, 15 ceux-ci pouvant coulisser axialement l'un par rapport h l'autre. A certains moments de l'exploitation du laminoir, par exemple pendant les opérations de maintenance, et plus particulièrement pendant le remplacement des cylindres de laminage lorsqu'ils sont usés, ou dans le cas o le laminoir possède un autre système de commande, le vérin hydraulique peut 20 effectuer toute sa course sans rencontrer de résistance mécanique, si bien qu'une remise en pression accidentelle du vérin hydraulique, due par exemple à une défaillance du système de commande du fluide sous pression ou à une fausse manoeuvre, peut entratner une détérioration de la butée prévue h la partie inférieure du piston, car évidemment elle n'est pas dimensionnée 25 pour supporter une forte charge. A cet effet, pour éviter la détérioration de la butée du vérin, on connait des dispositifs de sécurité qui limitent la course de celui-ci et qui sont constitués par des capteurs électriques de position coupant par l'intermédiaire d'électrovannes, l'alimentation du fluide sous pression 30 quand le corps descend à un certain niveau Mais ces capteurs nécessitent des réglages fréquents et sont d'une fiabilité incertaine car ils se trouvent en permanence en contact avec le liquide de laminage et/ou ses vapeurs, et/ou la graisse et/ou des particules métalliques. L'invention qui remédie h de tels inconvénients s'applique donc à 35 un laminoir comprenant: des cylindres de travail entre lesquels on fait passer le produit soumis au laminage, et un vérin hydraulique qui règle, soit directement, soit indirectement l'entrefer des cylindres de travail, ledit vérin étant constitué par un pis5 ton fixe ou mobile, et par un corps mobile ou fixe entourant le piston sous la forme d'une enveloppe et ménageant avec celui-ci une chambre de commande raccordée au dispositif d'alimentation du fluide sous pression. Suivant l'invention le dispositif de sécurité comporte une soupape hydraulique qui est logée directement à l'intérieur du vérin et qui ré10 duit automatiquement la pression du fluide de la chambre de commande dès que la course du corps du vérin atteint une position limite déterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront lors de la description détaillée de l'exemple non limitatif de réalisation qui va suivre, illustré par les dessins annexés. La figure 1 représente une vue schématique partielle en coupe verticale d'un laminoir muni du dispositif de sécurité conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue en coupe verticale à plus grande échelle du dispositif de sécurité. En se reportant à la figure 1, on a représenté les montants 2 et 20 3 d'un cadre d'une cage de laminoir, reliés par une traverse supérieure 4. Ce laminoir comprend d'une part un cylindre de travail supérieur 5 de petit diamètre et un cylindre d'appui supérieur 6 et d'autre part, de façon symétrique, un cylindre de travail inférieur et un cylindre d'appui inférieur non représentes L'empoise 7 du cylindre d'appui supérieur 6 est en contact 25 avec un vérin hydraulique désigné dans son ensemble par la référence 1. Le vérin hydraulique 1 est constitué par un piston fixe 10 supporté par la traverse supérieure 4 et par un corps 11 portant l'empoise 7-du cylindre d'appui supérieur 6 Le corps 11 entoure le piston 10 sous la forme d'une enveloppe et ménage avec ledit piston une chambre de commande 12 30 raccordée par des conduits 13 au dispositif d'alimentation du fluide hydraulique sous pression Le piston 10 comporte à sa partie inférieure un rebord annulaire 14 L'étanchéité de la chambre de commande 12 est assurée par des joints 15 prévus sur le rebord annulaire 14. Directement à l'intérieur du piston 10 est montée une soupape hy35 draulique de sécurité 20 qui libère automatiquement la pression dans la chambre 12 quand le corps 11 atteint une position déterminée. Cette soupape hydraulique 20 (figure 2) est constituée par un cylindre 21 qui s'emboite dans un évidement prévu à l'intérieur du piston 10, ledit cylindre comportant un alésage central 22 dans lequel coulisse un petit piston 23 de section S séparant cet alésage en une chambre supérieure 24 et une chambre inférieure 25 Le petit piston 23 se prolonge vers le bas par une tige 26 de section 52 qui traverse la chambre inférieure 25 de la 5 soupape 20 et la chambre de commande 12 du vérin hydraulique 1 de telle manière que son extrémité soit en contact avec le corps 11 du vérin Le piston 23 et la tige 26 comportent sur toute leur longueur un orifice 27 mettant en communication la chambre de pression 12 avec la chambre supérieure 22 de la soupape 20 Le diamètre de la tige 26 est inférieur au diamètre du 10 piston 23 pour former un épaulement circulaire 28. Dans la chambre inférieure 25, est monté, coulissant sur la tige 26, un clapet de décharge 29 rappelé vers le haut par un ressort 30 et par la pression s'exerçant sur la surface circulaire 51 délimitée par les dianmtres Di et D 2, contre un siège 31 prévu à l'intérieur-du cylindre 21 La 15 chambre de commande 12 et la chambre inférieure 25 communiquent entre elles par des ouvertures 32 D'autre part, le cylindre 21 comporte au-dessus du siège 31 des orifices 33 pour le passage du fluide sous pression au moment de l'ouverture du clapet 29 Ces orifices 33 sont placés en correspondance avec des orifices 34 percés dans le piston 10, eux-mêmes reliés au retour 20 du système hydraulique. Pendant une opération de changement des cylindres du laminoir par exemple, le corps 11 du vérin est désolidarisé de l'empoise 7 du cylindre d'appui supérieur 6 et se trouve donc libre Si une remise en pression accidentelle du vérin se produit au cours de cette opération, le fonctionnement 25 du dispositif de sécurité décrit ci-dessus est le suivant: Le fluide sous pression admis dans la chambre 12 du vérin par les conduits 13 pénètre simultanément dans la chambre supérieure 24 par l'orifice 27 et dans la chambre inférieure 25 de la soupape 20 par les ouvertures 32, mais il ne peut passer par les orifices 33 car le clapet 29 est mainte30 nu appliqué contre son siège par la pression du fluide et le ressort 30. L'ensemble piston 23-tige 26 suit donc les déplacements du corps 11 Dès que la course du corps 11 atteint une position déterminée correspondant à la course du début de sécurité, l'épaulement circulaire 28 vient en contact avec le clapet 29 Ensuite, si la course du corps 11 se poursuit, l'effort 35 exercé sur la tige 26 dirigé vers le bas, P (S 52) est supérieur à l'effort antagoniste dirigé vers le haut par le clapet de décharge 29: P S + T, T étant l'effort exercé par le ressort 30. On a donc PS > P ( 51 + 52) + T o S représente la section du piston, 51 la section du clapet 29 et 52 la section de la tige 26, ce qui provoque par l'intermédiaire de l'épaulement 28 l'ouverture du clapet 29 et le passage du fluide sous pression de la chambre 12 vers les orifices de sortie 33 La chambre 12 devient donc soumise à une pression réduite Pr, définie par l'égalité: Pr. S = Pr ( 51 + 52) + T c'est-à-dire: Pr = T S ( 51 + 52) La sécurité est par conséquent absolue en provoquant une décompression du vérin hydraulique. Ce dispositif placé dans le mécanisme de serrage hydraulique des cylindres du laminoir agit donc directement, sans aucun organe intermédiai15 re, sur le fluide sous pression pour limiter la pression du corps du vérin enfin de course de celui-ci et éviter toute détérioration de ce vérin par exemple au cours des opérations pour lesquelles celui-ci peut effectuer toute sa course sans rencontrer de résistance mécanique. Le système de sécurité peut également être disposé dans le corps 20 du vérin hydraulique. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité hydraulique pour mécanisme de serrage des cylindres de laminoir qui comprend: des cylindres de travail entre lesquels on fait passer le produit soumis au laminage, et un vérin hydraulique qui règle la pression à transmettre aux cylindres de travail, soit directement, soit indirecvtement,ledit vérin étant constitué par un piston fixe ou mobile et par un corps mobile ou fixe entourant le piston sous la forme d'une enveloppe et ménageant avec celui-ci une cham10 bre de commande raccordée au dispositif d'alimentation du fluide hydraulique sous pression, caractérisé par le fait qu'il comporte une soupape hydraulique de sécurité ( 20) qui est logée directement à l'intérieur du vérin ( 1) et qui réduit automatiquement la pression du fluide de la chambre de commande ( 12) dès que 15 la course du corps ( 11) du vérin ( 1) atteint une position limite déterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la soupage ( 20) est formée par un cylindre ( 21) qui s'emboite dans un évidement prévu à l'intérieur du piston ( 10) ou du 20 corps ( 11) du vérin ( 1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le cylindre ( 21) comporte un alésage central ( 22) dans lequel coulisse un petit piston ( 23) séparant cet alésage en une chambre supérieure ( 24) et une chambre inférieure ( 25). 25 4 Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le petit piston ( 23) se prolonge vers le bas par une tige ( 26) qui traverse la chambre inférieure ( 25) de la soupape ( 20) et la chambre de commande ( 12) du vérin ( 1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden30 tes, caractérisé par le fait que la chambre de commande ( 12) du vérin communique d'une part avec la chambre supérieure ( 24) de la soupape ( 20) par un orifice ( 27) prévu dans la tige ( 26) et le piston ( 23) et d'autre part avec la chambre inférieure ( 25) par des ouvertures ( 32). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la soupape ( 20) comporte, dans la chambre inférieure ( 25), un clapet de décharge ( 29) coulissant sur la tige ( 26) et rap- pelé vers le haut par un ressort ( 30) contre un siège ( 31) prévu à l'intérieur du cylindre ( 21). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le cylindre ( 21) comporte au-dessus du siège ( 31) des orifices ( 33) pour le passage du fluide sous pression, provenant de la chambre de commande ( 12) du vérin ( 1), au moment de l'ouverture du clapet ( 29), ces orifices étant placés en correspondance avec des orifices ( 34) percés dans le piston ( 10) ou dans le corps ( 11) , eux-mêmes reliés au 10 retour du système hydraulique.