Brevet FR2583027A1 — publié le 19861212

DEROULEUR A CHARGEMENT RAPIDE POUR COURONNES DE FILS METALLIQUES. Le de rouleur et le procédé pour sa mise en oeuvre qui font l'objet de l'invention concernent le déroulage de fils ou câbles métalliques à partir de couronnes. Ils concernent plus particulièrement le déroulage, à vitesse élevée, de fils métalliques de plusieurs millimètres de diamètre tels que des fils d'aluminium. Ils s'appliquent en particulier a l'introduction a grande vitesse de fils d'aluminium dans de l'acier liquide. I1 est connu de traiter de l'acier liquide par de l'aluminium. L'importance des volumes unitaires a traiter nécessite l'introduction, en un temps aussi court que possible, d'une masse d'aluminium relativement importante, en profondeur, dans l'acier liquide. Une méthode particulièrement efficace consiste a introduire un fil d'aluminium, d'un diamètre de l'ordre de 6 a 12 mm, verticalement, a une vitesse de l'ordre de 100 a 600 m/mn. L'expérience a montré qu'il n'est pas facile de dérouler correctement à une telle vitesse une couronne de fil d'aluminium de plusieurs centaines de kg de masse unitaire. Lorsqu'on déroule le fil, à partir des spires intérieures d'une couronne simplement posée sur un support, ce fil s'emmêle fréquemment puis s'accroche aux dispositifs de guidage et se casse.Le déroulage de la couronne simplement placée sur un dérouleur à axe vertical, qui s'effectue à partir de la périphérie, est également difficile. A grande vitesse, le fil se coince souvent entre la couronne et le flasque du dérouleur et se casse. Enfin la mise en place sur un quelconque dispositif de déroulage d'une couronne de fil d'aluminium qui n'est pas supportée par un moyen axial présente également des difficultés. On a recherché la possibilité de réaliser un dérouleur pour déroulage de fils métalliques à partir de couronnes permettant une mise en place facile et rapide de ces couronnes sur le dérouleur, ainsi qu'un déroulage à très grande vitesse, dans des conditions permettant le contrôle de cette vitesse et une grande sécurité de déroulage, les risques d'accrochage étant réduits au minimum. On a recherché la possibilité de réaliser un dérouleur, pour couronnes de fils ou câbles métalliques, permettant une mise en place facile et rapide de ces couronnes sur le de rouleur, sans utilisation d'équipements spécialisés. On a recherché aussi la possibilité de réaliser, par des moyens simples et peu coûteux, le centrage et le calage de ces couronnes par rapport a l'arbre d'entratnement du dérouleur afin de permettre un déroulage rapide à vitesse contrôlée du fil ou du câble avec sécurité en minimisant les risques de rupture ou d'accrochage. Le dérouleur pour fils ou câbles métalliques, qui fait l'objet de l'invention, permet d'atteindre ces objectifs de façon particulièrement efficace. I1 comporte un plateau porteur sur lequel est monté en rotation, par l'une de ses extrêmités, l'arbre d'entratnement de la couronne. Un moyen de basculement de ce plateau porteur d'environ 90" autour d'un axe sensiblement horizontal permet au plateau de passer d'une position de chargement, l'axe de l'arbre d'entratnement étant vertical, à une position de déroulage, l'axe de l'arbre étant horizontal, et inversement. Un moyeu à expansion permet de caler une couronne > en position de chargement, sur l'arbre d'entrainement. De préférence, le moyeu à expansion comprend un manchon, calé sur l'arbre d'entrarnement, au moins deux volets mobiles sensiblement parallèles à l'axe de l'arbre et répartis autour de cet axe, ces volets étant munis à leurs extrémités proches du plateau porteur de bras radiaux orientés en direction de la périphérie. Des moyens de liaison articules, reliant le manchon à chaque volet, sont disposés de façon à permettre à ces volets de s'encarter de l'axe, lorsque les bras radiaux subissent une poussée axiale orientée en direction du plateau. De préférence également, les moyens de liaison articulés reliant le manchon à chaque volet sont au moins deux biellettes, formant parallélogramme déformable dans le plan axial contenant le volet, l'extremite de chaque biellette, articulée en rotation sur le volet, étant plus éloignée du plateau que l'autre extrémité de la même biellette, articulée sur le manchon, lorsque le volet se trouve en position rapprochée de l'axe. Un moyen de blocage permet de verrouiller les volets en position écartée de l'axe. L'arbre d'entratnement est actionné par un moyen moteur qui est avantageusement solidaire du plateau porteur. Avantageusement également, l'extrêmité de l'arbre d'entraînement, éloignée du plateau porteur, est soutenue, libre en rotation, sur un moyen d'appui. L'invention concerne aussi un procédé de déroulage de couronnes de fils ou câbles métalliques. Dans ce procédé on effectue, dans une première phase, le chargement de la couronne sur le dérouleur dont l'arbre d'entratnement est en position verticale. Pour cela, le plateau porteur, sur lequel l'arbre d'entrainement est monté en rotation, est monté basculant autour d'un axe horizontal de façon que l'axe de l'arbre d'entrainement puisse être soit vertical soit horizontal. Le chargement consiste à faire descendre une couronne de fil ou câble métallique autour d'un moyeu à expansion calé sur l'arbre d'entratnement. Ce moyeu est conçu pour s'expanser sous l'action du poids de la couronne qui s'exerce sur des bras radiaux dont sont munis les volets de ce moyeu.Ces volets viennent en appui sur la paroi intérieure de la couronne et ainsi la calent en rotation par rapport à l'arbre d'entrainement. On verrouille alors ces volets en position écartée puis on bascule le plateau porteur de façon à amener l'axe de l'arbre d'entraînement en position horizontale. On effectue alors le déroulage de la couronne en mettant l'arbre d'entratnement en rotation grâce à un moyen moteur. La description et la figure ci-après montrent, de façon non limitative, un mode de réalisation du dérouleur suivant l'invention et aussi un mode de mise en oeuvre du procédé qui fait également l'objet de l'invention. Figure unique : vue en élévation du dérouleur pour couronnes de fils ou câbles métalliques suivant l'invention. La figure unique est une vue en élévation du dérouleur suivant l'invention. I1 comporte un plateau porteur (1) en appui sur un plot (P) et basculant autour d'un axe (X1) horizontal, perpendiculaire au plan de la figure, dans le sens de la flèche (F1). Ce plateau est représenté en position de chargement ; l'arbre d'entratnement (2) est monté en rotation sur ce plateau par son extrêmité inférieure au moyen d'un palier (3) solidaire de ce plateau. L'axe (X2) de cet arbre est vertical.Un moteur (4), monté en bout de l'arbre d'entratnement, est fixé au plateau (1). I1 permet, en position de déroulage, l'arbre (2) étant alors horizontal suivant l'axe (X3), de faire tourner l'arbre (2) à la vitesse voulue pour dérouler une couronne de fil ou câble métallique. Un moyeu à expansion (5) comporte un manchon (6) calé sur l'arbre (2) et donc solidaire de celui-ci. Des volets déployables, dont deux (7, 8) sont représentés, sont répartis autour de l'axe (X2) et parallèles à cet axe. Le volet de gauche (7) est représenté en position rapprochée de l'axe (X2) et le volet de droite (8) en position déployée, c'est-à-dire écarté de l'axe (X2). Chacun de ces volets est articulé par rapport au manchon grâce à deux biellettes : (9, 10) et (11, 12) respectivement. Les axes d'articulation de chacune de ces biellettes sont perpendiculaires au plan axial contenant le volet correspondant. Elles forment donc, avec le volet correspondant, un parallélogrause déformable. On remarque que lorsque le volet (7) est en position rapprochée de l'axe, le point d'articulation tel que (13, 14) sur le manchon de chaque biellette telle que (9, 10) est plus rapproché du plateau porteur que le point d'articulation tel que (15, 16) de la biellette correspondante sur le volet (7). A l'extremite inférieure des volets tels que (7, 8), la plus proche du plateau porteur (1), sont disposés des bras tels que (17, 18) orientés radialement par rapport à l'axe (X2) en direction de la périphérie. La distance entre l'axe (X2) et l'extremite de ces bras est supérieure au rayon intérieur des couronnes qu'il s'agit de dérouler. On comprend que l'introduction par l'extremite supérieure de l'arbre d'entratnement (2) d'une couronne (19) qu'on engage autour du moyeu (5) va provoquer le déploiement des volets tels que (7, 8) dès que la face latérale (20) de la couronne (19) entre en contact avec les bras radiaux tels que (17, 18). Sur la figure unique, la couronne (19) est représentée en deux demi-coupes : à gauche de l'axe (X2), en position (21) avant le déploiement du volet (7), la face latérale (20) de la couronne n'étant pas encore en contact avec le bras radial (17).A droite de l'axe, la même couronne (19) est représentée en position (22), les bras radiaux tels que (18) ayant été poussés par gravité suivant la flèche (F2) et les volets tels que (8) étant en appui contre la paroi intérieure de la couronne (19), calant ainsi celle-ci en rotation par rapport à l'arbre d'entraînement (2). On remarque que, pour introduire facilement la couronne (19) autour du moyeu (5), il est nécessaire que les volets soient maintenus en position rapprochée de l'axe (X2ì, par un moyen de retenue convenable. On peut utiliser pour cela un ou plusieurs ressorts de rappel, tels que (23, 24), dont une extrêmité est reliée au manchon et l'autre à un volet. En l'absence de charge reposant sur les bras radiaux, tels que (17, 18), les volets correspondants sont rappelés en direction de l'axe (X2) par la traction des ressorts tels que (23, 24). Au contraire, lorsque les bras radiaux tels que (17, 18) sont chargés par le poids d'une couronne > la résistance des ressorts au déploiement des volets est calculée de façon à ne pas faire obstacle à ce déploiement. Il est, de plus, nécessaire de verrouiller les volets dans la position déployée, représentée à droite de l'axe (X2) afin que ces volets ne risquent pas de se replier après basculement du plateau porteur. On utilise pour effectuer ce verrouillage un moyen de blocage qui peut être celui représenté à droite de l'axe (X2). Ce moyen est un plateau annulaire (25) vu en coupe qu'on pose sur la face latérale (26) de la couronne (19), ce plateau étant en contact avec l'extremite (27) des volets tels que (8). Un écrou tel que (28) est vissé sur l'extremite filetée (29) du manchon (6) et maintient donc ce plateau. Avantageusement, on peut ménager dans le plateau (25) des logements dans lesquels s'engagent les extrémités supérieures telles que (27) des volets tels que (8). Avantageusement, une butée annulaire (30), vue en coupe, est disposée à l'extremite (31) du manchon (6) proche du plateau porteur. Cette butée permet de limiter la course des volets tels que (7, 8) entrains dans le sens de la flèche (F2) par la force de gravité exercée sur les bras radiaux tels que (17, 18) par la couronne (19). On voit sur la figure unique, à droite de l'axe (X2), l'extremite inférieure du volet (8) et le bras radial (18) qui se trouvent en appui contre la butée annulaire (30). Cette disposition permet un serrage efficace du plateau annulaire (25) au moyen de l'écrou (28). Un moyen de basculement non représenté, tel qu'un vérin à commande par fluide sous pression, permet de faire basculer le plateau porteur (1) autour de son axe (X1), suivant (F1), jusqu a ce que l'axe (X2) de l'arbre d'entrainement (2) se confonde avec l'axe horizontal (X3). Un moyen d'appui permet de soutenir cet arbre tout en le laissant libre en rotation. Dans le cas de la figure unique, ce moyen d'appui est un support (32) dont l'extremite supérieure comporte un logement (33) demi-cylindrique, d'axe (X3) dans lequel vient se placer un palier (34) monté en rotation autour de l'extremite (35) de l'arbre (2). Dans ces conditions, le dérouleur suivant l'invention est en position de déroulage et il est possible de dérouler la couronne au moyen du moteur (4), à grande vitesse contrôlée, sans risques notables de rupture ou d'accrochage. Après déroulage, on bascule à nouveau le plateau porteur (1) en sens inverse, par exemple au moyen d'un vérin non représenté et, une fois l'arbre en position verticale, on peut effectuer immédiatement le chargement d'une nouvelle couronne après avoir enlevé le plateau annulaire (25). De très nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé suivant l'invention qui ne sortent pas du domaine de celle-ci. On peut en particulier disposer de nombreuses façons le moyen moteur qui actionne l'arbre d'entratnement. De même, le moyen de retenue ou de rappel des volets, le moyen de verrouillage de ceux-ci en position déployée, le moyen de basculement du plateau porteur, le moyen d'appui de l'arbre d'entratnement peuvent faire l'objet d'un très grand nombre de variantes de réalisation. Dans tous les cas, ces variantes ne sortent pas du domaine couvert par le dispositif et/ou par le procédé suivant l'invention. REVENDICATIONS 1/ Dérouleur pour couronnes de fils ou cables métalliques, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau porteur (1) sur lequel est monté en rotation par l'une de ses extrêmités l'arbre d'entrainement (2) de la couronne (19), un moyen de basculement du plateau porteur d'environ 90 autour d'un axe (X1) sensiblement horizontal, permettant au plateau de passer d'une position de chargement, l'axe (X2) de l'arbre d'entrainement étant vertical, à une position de déroulage, l'axe (X3) de l'arbre étant horizontal, et inversement, et un moyeu à expansion (5) permettant de caler une couronne en position de chargement sur l'arbre d' entrainement. 2/ Dérouleur suivant revendication 1, caractérisé en ce que le moyeu à expansion (5) comprend un manchon (6) calé sur l'arbre d'entrainement, au moins deux volets mobiles (7, 8) sensiblement parallèles à l'axe (X2) de l'arbre munis à leur extrémité proche du plateau de bras radiaux (17, 18) orientés en direction de la périphérie, des moyens de liaison articulés reliant le manchon à chaque volet étant disposés de façon à permettre à ces volets de s'encarter de l'axe lorsque les bras radiaux subissent une poussée axiale orientée en direction du plateau. 3/ Dérouleur suivant revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison articulés reliant le manchon à chaque volet sont au moins deux biellettes (9, 10) parallèles, formant parallélogramme déformable dans un plan axial dans lequel se trouve le volet (7), l'extremité (15, 16) de chaque biellette articulée en rotation sur le volet étant plus éloignée du plateau que l'autre extrémité (13, 14) de la même biellette articulée sur le manchon, lorsque le volet se trouve en position rapprochée de l'arbre, et en ce qu'un moyen de blocage (25, 28) permet de verrouiller les volets (8) en position écartée de l'axe (X2). 4/ Dérouleur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'arbre d'entratnement (2) est actionné par un moyen moteur (4) solidaire du plateau porteur (1). 51 Dérouleur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en position de déroulage, l'extremite (35) de l'arbre d'entratnement éloignée du plateau porteur (1) est soutenue, libre en rotation, sur un moyen d'appui (32). 6/ Procédé de déroulage de couronnes de fils ou câbles métalliques, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre un plateau porteur basculant autour d'un axe horizontal, sur lequel est monté- un arbre d'entrainement, le plateau étant oriente dans une première phase en position de chargement, l'axe de l'arbre d'entralnement étant vertical, et en ce que l'arbre est muni d'un moyeu à expansion autour duquel on fait descendre par gravité une couronne de fil ou de câble métallique, le moyeu étant conçu pour s'expanseur sous l'action du poids de la couronne et venir en appui par ses volets sur la paroi intérieure de celle-ci en la calant en rotation, et en ce que, après verrouillage des volets du moyeu en position écartée, on bascule le plateau porteur de façon à amener l'axe de l'arbre d'entratnement en position horizontale de déroulage, et en ce qu'on effectue le déroulage de la couronne en mettant l'arbre d'entratnement en rotation grâce à un moyen moteur. 7/ Utilisation d'un dérouleur suivant l'une des revendications 1 à 5 pour l'introduction, à grande vitesse, dans de l'acier liquide de fils, en particulier d'aluminium, en couronnes.