Brevet FR2570003A1 — publié le 19860314

Dispositif de serrage hydraulique d'une cage de laminoir monté dans le bâti de la cage en remplacement d'un dispositif de serrage å vis et écrou L'invention concerne un dispositif de serrage hydraulique des cylindres d'une cage de laminoir monté dans le bâti de la cage en remplacement d'un dispositif de serrage à vis et écrou. Les cages de laminoirs pour produits plats comportent des dispositifs de serrage permettant de régler l'écartement des cylindres de travail pendant le laminage et de compenser les déformations du bâti de la cage sous l'effet de l'effort de laminage. Dans les laminoirs les plus anciens, les dispositifs de serrage sont du type à vis et écrou ; ces dispositifs comportent chacun un écrou fixe monté dans une partie horizontale d'un des cadres constituant le bâti de la cage, à l'intérieur d'un alésage vertical traversant cette partie horizontale du cadre du bâti. Pour loger l'écrou, l'alésage comporte une partie élargie débouchant à l'intérieur du cadre et limitée par une surface sensiblement horizontale, à l'intérieur de la partie horizontale du cadre. Une vis est engagée dans l'écrou fixe et mise en appui par l'une de ses extrémités, sur l'empoise du cylindre de la cage de laminoir par l'intermédiaire duquel on effectue le serrage. L'empoise est montee mobile verticalement dans l'ouverture du cadre ou fenêtre du bâti et la vis est solidaire d'une roue dentée faisant partie d'un ensemble moto-réducteur de type classique. Par mise en rotation de la vis, on peut effectuer le déplacement vertical de l'empoise et donc le serrage du laminoir. Dans les laminoirs les plus modernes, on utilise des dispositifs de serrage hydraulique comportant un vérin hydraulique dont le cylindre est en appui sur le bâti de la cage du laminoir et dont la tige en appui sur l'empoise du cylindre de réglage permet d'effectuer le serrage lorsque le cylindre est alimenté en fluide sous pression. Un tel dispositif de serrage hydraulique présente de nombreux avantages par rapport au dispositif antérieur à vis. En particulier, le dispositif de serrage hydraulique permet d'agir plus rapidement et de compenser de façon quasi-instantanée le cddage de la cage.Le contrôle des déplacements de la tige du vérin et de l'empoise est plus simple et plus précis, puisqu'il fait appel h des capteurs de position et à des éléments hydrauliques et électro-hydrauliques simples et précis constituant le circuit de commande du dispositif de serrage hydraulique. I1 a donc paru souhaitable, non seulement de concevoir les nouvel les installations avec des dispositifs de serrage hydraulique mais encore de moderniser les installations anciennes en remplaçant les dispositifs de serrage à vis par des dispositifs de serrage hydraulique. Cette modification n'est cependant pas toujours facile à réaliser car l'espace subsistant entre l'empoise par l'intermédiaire de laquelle on effectue le serrage et la partie horizontale du cadre du bâti sur laquelle on doit mettre le vérin en appui n'est pas toujours suffisant pour pouvoir y loger le vérin hydraulique du dispositif de serrage. Pour disposer le vérin à l'intérieur de l'alésage de passage du dispositif à vis, il peut être nécessaire d'élargir considérablement cet alésage et donc de réusiner de fa çon importante le cadre du bâti. Dans la plupart des cas, la structure du bâti est telle que le réusinage n'est pas possible. Le but de l-'invention est donc de proposer un dispositif de serrage hydraulique des cylindres d'une cage de laminoir monté dans le bâti de la cage en remplacement d'un dispositif de serrage à vis et écrou dont le logement est constitué par un alésage traversant une partie horizontale d'un cadre du bâti fixe de la cage à l'intérieur duquel sont montées les empoises associées à l'une des extrémités des cylindres de la cage, cet alésage comportant une partie élargie à son extrémité débouchant à l'intérieur du cadre, limitée par une surface d'appui sensiblement horizontale usinée dans la partie horizontale du cadre, le dispositif de serrage comportant, de manière connue, un vérin hydraulique dont le cylindre est en appui sur le bâti de la cage et dont la tige est en appui par son extrémité sur l'empoise du cylindre par l'intermédiaire duquel est effectué le serrage, dispositif de serrage hydraulique qui peut être monté facilement dans le bâti de la cage, quelles que soient les dimensions du cylindre du vérin hydraulique et sans nécessiter d'usinage important du bâti de la cage. Dans ce but, le cylindre du vérin est disposé à l'extérieur du cadre du bâti fixe, au niveau de l'alésage ménagé dans la partie horizontale de ce cadre et prolongé à l'intérieur de cet alésage par une pièce de maintien de forme globale cylindrique creuse comportant une partie d'extrémité élargie placée à l'intérieur de la partie élargie de l'alésage en appui sur la surface horizontale d'appui, la tige du vérin passant dans la partie centrale creuse de la pièce de maintien pour venir en appui sur l'empoise et les efforts de serrage étant repris dans le cadre du bâti, par appui de la pièce de maintien sur la surface d'appui de l'alésage. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décri re à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes annexe, deux modes de réalisation d'un dispositif de serrage hydraulique suivant l'invention. La figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical de symétrie de la partie supérieure d'une cage de laminoir dans laquelle est monté un dispositif de serrage hydraulique suivant l'invention. La figure 2 est une demi-vue en coupe analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation du dispositif de serrage hydraulique suivant l'invention. Sur la figure 1, on voit la partie supérieure- d'un cadre 1 constituant une partie du bâti d'une cage de laminoirs. Dans la partie intérieure 2 évidée de ce cadre 1, appelée fenêtre, sont montées les empoises associées à l'une des extrémités des cylindres de la cage. Sur la figure 1, on a représenté l'empoise 3 du cylindre supérieur 4 par l'intermédiaire duquel est effectué le serrage de la cage. Les bords de l'empoise sont guidés dans la direction verticale dans des glissières 5 solidaires du cadre 1. Le dispositif de serrage hydraulique comporte un vérin dont la tige 7 vient en appui sur la partie supérieure de l'empoise 3 par l'intermédiaire d'une pièce d'appui à rotules 8. La partie supérieure de la tige 7 constitue un piston 10 mobile à l'intérieur dtun cylindre 11 alimenté en fluide hydraulique par une conduite 12. Un capteur de déplacement 13 permet de contrôler la position du piston 10 et de la tige 7 du dispositif de serrage hydraulique et donc de l'empoise 3 et du cylindre 4. Ceci permet de contrôler directement le serrage et de commander les déplacements de la partie mobile du vérin par des éléments hydrauliques et électro-hydrauliques du circuit d'alimentation du vérin par l'intermédiaire du conduit 12. Selon l'invention, le cylindre 11 du vérin est disposé 9 l'extérieur du cadre 1, au-dessus de la partie horizontale de ce cadre constituant la partie supérieure du bati fixe de la cage de laminoir. Le bâti de la cage dont une partie est représentée sur la figure 1, a été prévu à l'o- rigine pour recevoir un dispositif de serrage à vis et la modernisation de cette cage a consisté en particulier à remplacer le dispositif de serrage à vis par le dispositif de serrage hydraulique représenté. Pour recevoir le dispositif de serrage à vis, la partie supérieure horizontale du cadre 1 est traversée depuis l'extérieur jusqu'à l'intérieur du cadre, par une ouverture 14 symétrique de révolution autour de l'axe vertical du cadre 1. Cette ouverture 14 comporte à sa partie inférieure débouchant dans la fenêtre 2 du cadre 1, une partie élargie 14a destinée à recevoir l'écrou du dispositif de serrage à vis et écrou. Cette partie 14a à grand diamètre est-limitée, à l'intérieur du cadre 1, par une surface horizontale annulaire 14b. Le cylindre 11 du vérin est prolongé par une pièce de maintien 15 à symétrie de révolution autour de l'axe vertical du cadre 1, à l'intérieur de l'ouverture 14. La pièce 15 est dans sa plus grande partie à l'intérieur de l'ouverture 14, de forme sensiblement cylindrique et creuse, son diamètre intérieur étant un peu supérieur au diamètre de la tige 7 du vérin. La partie inférieure de la pièce de maintien 15 est constituée par un écrou de grand diamètre 15a vissé sur une partie inférieure filetée 15b du corps cylindrique de la pièce 15. L'écrou 15a a un diamètre extérieur très légèrement inférieur au diamètre de la partie élargie 14a de l'ouverture 14 du cadre 1. La pièce de maintien 15 est fixée de façon étanche à la partie inférieure du cylindre 11 par l'intermédiaire d'un ensemble de vis tel que 17 et d'un joint d'étanchéité 18. Dans l'alésage central de la pièce de maintien 15 sont disposés des ensembles de joints-segments 19-20 pour permettre un montage glissant et étanche de la tige 7 à l'intérieur de l'alésage de la pièce 15. Le cylindre 11 et le piston 10 constituent ainsi la chambre 23, le prolongement 15 du cylindre 11 réalisant l'appui de celui-ci sur la partie supérieure du bati fixe 1 de la cage de laminoir. Le montage du dispositif de serrage hydraulique peut être réalisé de façon très simple en présentant au-dessus du cadre 1, au niveau de l'ou- verture 14, la chambre 11 sur laquelle est fixé de façon étanche le corps cylindrique de la pièce de maintien 15. L'ensemble est introduit dans l'ouverture 14 et l'écrou 15a est mis en place par vissage depuis l'intérieur du cadre 1. L'écrou 15a assure la fixation du dispositif hydraulique lorsqu'il vient en butée contre l'épaulement annulaire 14b. La partie supérieure de la pièce de maintien 15 est alors en appui sur la partie supérieure du cadre 1 par l'intermédiaire d'un épaulement 22. L'ensemble mobile du vérin constitué par le piston 10 et la tige 7 montés préalablement dans la chambre du vérin est alors en position audessus de la pièce d'appui à rotules 8 qui est elle-même en appui sur l'empoise 3 du cylindre supérieur 4 de la cage de laminoir. Pendant le fonctionnement du laminoir, pour le laminage d'un pro duit plat, le serrage peut être réalisé en envoyant un fluide hydraulique sous pression par la conduite 12 dans le cylindre 11 du vérin. La tige 7 vient alors en appui sur l'ensemble 8 pour le déplacement de l'empoise 3 dans la direction verticale. Le cylindre 4 transmet la poussée du vérin au produit en cours de laminage si le cylindre 4 est un cylindre de travail ou à un cylindre de travail ou encore à un cylindre intermédiaire, si le cylindre 4 est un cylindre d'appui. L'effort résistant transmis à la partie fixe du vérin pendant le serrage est repris par l'intermédiaire de la pièce de maintien 15 dont l'écrou inférieur 15a vient en appui sur la surface annulaire d'appui 14b. L'aire de cette surface d'appui 14b est pratiquement du même ordre que l'aire de l'ouverture 14 ; la pièce de maintien 15 transmet l'effort de serrage, à l'intérieur même du cadre 1, dans de bonnes conditions. Le remplacement du dispositif de serrage à vis par un dispositif de serrage hydraulique peut être effectué sans réusinage du cadre 1 ou avec un réusinage très faible de l'ouverture 14 pour faciliter le montage de la pièce de maintien 15. Le dispositif de serrage hydraulique peut être dimensionné en tenant en compte uniquement des impératifs de fonctionnement de la cage, puisque le cylindre est placé à l'extérieur du cadre 1 et non pas en appui sur la partie intérieure du cadre, à l'intérieur de la fenêtre 2. Cette disposition facilite également de façon considérable le montage de la conduite d'alimentation 12 et du capteur de déplacement 13 qui sont l'un et l'autre fixés sur la surface supérieure du cylindre 11, à la partie la plus haute de la cage du laminoir. Sur la figure 2, on voit une variante d'exécution du dispositif suivant l'invention, les éléments correspondants sur les figures 1 et 2 ayant les mêmes repères affectés cependant de l'indice ' dans le cas des éléments du dispositif représentés sur la figure 2. Le dispositif représenté sur la figure 2 diffère du dispositif de la figure 1 par le mode de réalisation de la pièce de maintien 15' et de la tige 7' du vérin. La pièce de maintien 15' comporte une partie supérieure de forme annulaire fixée sur la base du cylindre 11 et comportant une partie taraudée. La partie cylindrique creuse 15'b de la pièce de maintien 15' comporte à sa partie supérieure un filetage permettant son assemblage avec la partie annulaire fixée sur le cylindre 11'. La partie inférieure 15'a à grand diamètre vient se loger comme précédemment dans la partie à diamètre élargi 14'a de l'ouverture 14, en appui sur la surface annulaire 14'b. Pour le montage du dispositif de serrage hydraulique, llassembla- ge des deux parties de la pièce de maintien 15' se fait par vissage de la partie 15'b introduite dans l'ouverture 14 par sa partie inférieure, depuis la fenêtre 2' du cadre 1'. La tige 7' du vérin hydraulique comporte une partie supérieure 7'a solidaire du piston 10' et une partie inférieure 7'b assemblée à la partie 7'a par des vis et des axes de fixation 25 et 26 respectivement. Au montage, la partie 7'a de la tige 7' est introduite dans la pièce de maintien et de guidage 15' par sa partie supérieure, alors que la partie 7'b est introduite dans cette pièce 15' par sa partie inférieure. La partie 7'b comporte deux sections successives, le diamètre de la section inférieure étant plus grand que le diamètre de la section supérieure. On peut ainsi augmenter la surface d'appui de la tige 7' sur l'em- poise du cylindre de serrage. On matérialise également une butée haute du dispositif dans la zone tronconique intermédiaire entre les deux sections successives de la tige, la surface intérieure de la pièce 15' étant usinée suivant une forme correspondante. Deux pièces de fixation telles que 27 vissées à la partie intérieure du cadre 1' permettent de fixer en position la pièce de maintien 15' et l'ensemble du vérin hydraulique, après sa mise en place. Comme précédemment, les efforts dans le vérin hydraulique sont repris, à l'intérieur du cadre 1' du bâti fixe de la cage par la partie élargie 15'a de la pièce de maintien 15' en appui sur la surface horizontale 14'b de l'ouverture 14'. On voit que les principaux avantages du dispositif suivant l'invention sont de permettre de substituer très facilement un dispositif de serrage hydraulique à un dispositif de serrage à vis dans une cage existante, sans usinage d'adaptation ou avec un usinage très faible, de permettre une reprise des efforts de serrage dans le bâti fixe de la cage malgré une disposition du cylindre du vérin hydraulique à l'extérieur du cadre du bâti et de permettre un dimensionnement du vérin hydraulique adapté aux performances demandées au dispositif de serrage. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit. C'est ainsi qu'on peut concevoir d'autres modes de réalisation de la pièce de maintien en une ou plusieurs parties et qu'on peut imaginer d'autres modes de réalisation de la fixation de cette pièce de maintien sur la chambre du cylindre. I1 est possible d'utiliser un dispositif de serrage hydraulique suivant l'invention non seulement en partie supérieure de la cage comme il a été décrit mais encore en partie inférieure dans une ouverture traversant l'élément horizontal inférieur du cadre du bâti. Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé pour le serrage des cylindres de travail d'une cage de laminoir, soit directement, soit par l'intermédiaire de rouleaux d'appui ou de rouleaux intermédiaires. L'invention s'applique dans tous les cas où l'on veut remplacer les dispositifs de serrage à vis par des dispositifs de serrage hydraulique dans une cage de laminoir dont on réalise la modernisation. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de serrage hydraulique -des cylindres (4) d'une cage de laminoir monté dans le bati de la cage en remplacement d'un dispositif de serrage à vis et écrou dont le logement est constitué par un alésage (14, 14') traversant une partie horizontale d'un cadre (1, 1') du bâti fixe de la cage à l'intérieur duquel sont montées les empoises (3) associées à l'une des extrémités des cylindres (4) de la cage, cet alésage (14, 14') comportant une partie élargie (14a, 14'a) à son extrémité débouchant à l'intérieur (2, 2') du cadre (1, 1') limitée par une surface d'appui (14b, 14'b) sensiblement horizontale usinée dans la partie horizontale du cadre (1, 1'), le dispositif de serrage hydraulique comportant, de manière connue, un vérin hydraulique dont le cylindre (11, 11') est en appui sur le bati de la cage et dont la tige (7, 7') est en appui par son extrémité sur l'empoise (3) du cylindre (4) par l'intermédiaire duquel on effectue le serrage, caractérisé par le fait que le cylindre (11, 11') du vérin est disposé à l'extérieur du cadre (1, 1') du bâti fixe au niveau de l'alésage (14, 141) ménagé dans la partie horizontale de ce cadre (1, 1') et prolongé à llinté- rieur de cet alésage (14, 14') par une pièce de maintien (15, 15') de forme globale cylindrique creuse comportant une partie d'extrémité (15a, 15'a) élargie placée à l'intérieur de la partie élargie (14a, 14'a) de l'alésage en appui sur la surface horizontale d'appui (14b, 14'b), la tige (7, 7') du vérin passant dans la partie centrale creuse de la pièce de maintien (15, 15') pour venir en appui sur l'empoise (3) et les efforts de serrage étant repris dans le cadre (1, 1') du bâti, par appui de la pièce de maintien (15, 15') sur la surface d'appui de l'alésage (14b, 14'b). 2.- Dispositif de serrage hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de maintien (15) est constituée de deux parties dont l'une est fixée de façon étanche sur le cylindre (11) du vérin et dont I'autre est un écrou (15a) fixé par vissage sur un filetage de la première partie et venant en appui à l'une denses extrémités sur la surface horizontale (14b). 3.- Dispositif de serrage hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de maintien (15') comporte une première partie annulaire fixée sur le cylindre (11') du vérin et taraudée et une seconde partie (15'b) filetée à l'une de ses extrémités pour sa fixation par vissage sur la première partie, à l'extérieur du cadre (1') du bati de la cage et comportant une partie élargie (l5'a) à son autre extrémité logée dans la partie élargie (14'a) de l'ouverture (14') du cadre (1'). 4.- Dispositif de serrage hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la tige (7') du vérin hydraulique comporte deux parties successives dans la direction de l'axe de l'ouverture (14) assemblées entre elles par des moyens de liaison (25, 26), la première partie (7'a) étant solidaire du piston (10') du vérin hydraulique et la partie suivante (7'b) comportant deux sections successives solidaires l'une de l'autre, la section terminale vers l'intérieur du cadre (1') ayant un diamètre élargi par rapport à la section précédente.