Brevet FR2640893A1 — publié le 19900629

"Dispositif de laminage à cylindres comportant un cylindre inférieur à soutien intérieur hydraulique". L'invention concerne un dispositif de laminage à cylindres comportant un cylindre inférieur à soutien intérieur hydraulique. Un tel dispositif comprend un cylindre creux tournant, formant sa périphérie externe en partie active du cylindre et une traverse non-tournante traversant ce cylindre sur sa longueur. Cette traverse laisse subsister un espace avec la périphérie interne du cylindre, vis-à-vis de laquelle le cylindre peut être déplacé radialement d'un seul bloc dans le plan d'action. Cette traverse comprend au moins à proximité de chaque extrémité du cylindre creux, un élément de soutien radial, réalisé sous la forme d'une unité piston-cylindre, qui s'appuie contre la périphérie interne du cylindre creux et dont les parties consti- tutives perdent leur engagement étanche par ouverture de la chambre de l'unité piston-cylindre, avant que le cylindre creux vienne en appui sur le cylindre supérieur. Un tel dispositif fait l'objet de la demande non publiée DE-OS 38 20 974. Dans cette forme de réalisation connue par ce document, l'espace cylindri- que de l'unité piston-cylindre supplémentaire est fermé jusqu'à des alésages d'étranglement. Le piston de l'unité piston-cylindre plonge ensuite, dans l'espace cylindrique, vers la fin du mouvement de descente, et refoule par les alésages d'étranglement le liquide sous pression qui s'y trouve. Cela crée un effet d'amortissement du mouvement de descente dans sa dernière phase. Dans la plage "active" de la course, il y a toutefois un tronçon de course morte, dans lequel il ne se produit aucun amortissement. Dans le cas des cylindres qui sont à la base de l'invention, le cylindre creux n'est pas monté sur les extrémités de la traverse et il n'est donc pas fixé aux extrémités en vis-à-vis de cette traverse. Au contraire, le cylindre creux est susceptible de se déplacer radialement à la manière d'un bloc, un tout, vis-à-vis de la traverse, tout en étant maintenu par extrémités dans le plan d'action, dans des guidages rectilignes. La pression dans l'espace de laminage, forme entre les cylindres est alternée par appui contre la périphérie interne du cylindre, cette pression pouvant être réalisée de la manière la plus différente qui soit, ainsi que ceci est présenté par le DE-PS 10 26 609, le DE-OS 22 30 139, le US-PS 23 95 915, le DE-OS 61 066, le DE-OS 30 03 395 ou le DE-OS 36 40 902. Dans ce dispositif ainsi que dans tous les dispositifs ou un seul élément est entraîné par plusieurs éléments exerçant hydrauliquement une force, il se pose le problème de la commande en synchronisme des déplacements. Pour cela il faut veiller à ce que le cylindre creux ne soit pas disposé de manière inclinée l'autre par rapport au cylindre disposé en vis-à-vis et qu'ils n'appuient pas l'un sur!'autre par une de leurs extrémités alors qu'il subsiste encore un espace de laminage à l'autre extrémité. Comme solution à ce problème, dans le cas de cylindres du type évoqué comportant des éléments d'appui répartis sur la longueur du cylindre pour produire un appui intérieur hydraulique, on prévoit tout d'abord une division du volume de liquide par une pompe à division de volume, à l'aide de laquelle des proportions pratiquement égales de liquide sous pression sont fournies de manière dosée aux éléments d'appui individuels. Cependant, un tel dispositif entraîne une dépense non négligeable et n'est par conséquent pas toujours satisfaisant, parce que les éléments d'appui hydrauliques peuvent présenter une étanchéité différente, de sorte que même dans le cas de proportions volumétriques dosées identiques il peut se présenter des déplacements différents. Une autre possibilité est de réaliser une régulation de synchronisme, dans laquelle on mesure les courses de réglage aux deux extrémités et en cas d'une course plus grande à l'une des extrémités et on réduit la quantité de liquide sous pression fournie aux éléments d'appui qui se trouvent à cet endroit. Cependant, ce type de commande est également coûteux. Vis-à-vis de ces dispositifs connus, l'invention a pour but d'assurer de manière simple le synchronisme du déplacement du cylindre creux inférieur soutenu intérieurement par voie hydraulique, dans un dispositif de laminage à cylindres. Ce problème est résolu par le fait qu'une conduite d'alimentation destinée à un fluide sous pression débouche dans l'espace cylindrique. Si on introduit un fluide sous pression par la conduite d'alimentation menant à l'espace cylin- drique, le cylindre creux est soulevé par rapport à la traverse, jusqu'à ce que l'engagement étanche des deux parties de l'unité piston-cylindre cesse. La position de ce point est déterminée géométriquement, à savoir par la longueur du piston ou du cylindre, ou par la position d'un canal de décharge ou similaire. Si la position limite est atteinte, position pour laquelle le piston et le cylindre de l'unité piston-cylindre viennent hors de prise, ou si un canal de décharge est dégagé, le fluide sous pression s'échappe et il ne s'effectue aucun déplacement supplémentaire. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'alimenter de manière dosée le liquide sous pression aux éléments de soutien prévus aux extrémités. Ces éléments de soutien doivent uni- quement pouvoir sortir indépendamment les uns des autres, la position limite étant réglée de façon que l'espace de laminage entre les cylindres soient presque fermés mais pas complètement. L'application complémentaire de pression, pour obtenir la force de pression linéaire, s'obtient ensuite par l'intermé- diaire de l'appui intérieur hydraulique. Sur la faible course résiduelle d'application, les éléments d'appui selon l'invention ne sont plus actifs, ce qui est sans influence, parce qu'il ne s'agit en fait que d'une faible course qui est d'un ordre de grandeur tel que les commandes de synchronisme usuelles sont à peine en mesure de le fournir. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la course efficace de l'unité piston- cylindre est dimensionnée de façon qu'elle s'ouvre à peu près 1 à 2 mm avant d'atteindre la position de travail du cylindre creux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'espace cylindrique de l'unité piston- cylindrique s'ouvre dans la chambre cylindrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le cylindre de l'unité piston-cylindre est disposé sur le fond de l'alésage borgne cylindri- que. En principe, dans le mode de réalisation ci- dessus, le fluide sous pression s'échappant de l'unité piston-cylindre, qui est un liquide sous pression, est utilisé pour faire fonctionner les chambres à pression hydrostatique de l'organe d'étanchéité. Dans ce cas et selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite d'alimentation de l'espace cylindrique de l'unité piston-cylindre constitue simultanément la conduite d'alimentation de la chambre cylindrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut toutefois être recommandé, dans de nombreux cas, de prévoir pour le fonctionnement de la chambre sous pression de l'organe d'étanchéité une conduite d'alimentation séparée, parce qu'il faut lui fournir des débits importants, sous une pression élevée, qui coopère à la production de la force linéaire, tandis que pour le simple soulèvement du cylindre creux, il ne faut que des débits faibles, déterminés par le volume de l'espace cylindrique, et sous une pression relativement faible. La présente invention est décrite et expliquée en référence à une de ses formes de réalisa- tion préférée, et par référence aux dessins joints donnés à titre illustratif, dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une vue de côté d'un dispositif à cylindres selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de côté partielle d'un dispositif à cylindre selon l'invention, - la figure 3 représente une vue correspondant à la figure 2 d'une autre forme de réalisation. Le dispositif à cylindres comprend un cylindre supérieur 10 et un cylindre inférieur 100, entre lesquels une bande de matériau 30 est soumise à un traitement par compression dans l'interstice de 2640893- cylindre 31. Le cylindre 10 est un cylindre massif classique. Le cylindre inférieur 100 comprend par contre un cylindre creux 1 tournant, dont la péri- phérie externe 2 constitue la périphérie active du cylindre. Ce cylindre 1 est traversé sur sa longueur, par une traverse 3 non tournante, laissant subsister de tous côtés un écartement par rapport à la péri- phérie intérieure 4 du cylindre creux 1, de sorte que cette traverse peut fléchir à l'intérieur du cylindre creux 1, sans entrer en contact avec sa périphérie interne 4. Les tourillons 21 du cylindre supérieur 10, A:nsi que les extrémités 5 de la traverse 3 qui font saillie aux extrémités du cylindre creux 1 sont guidés dans des supports de cylindre et sont pressés l'un vers l'autre au moyen de dispositifs de sollicitation non représentés. Le cylindre creux 1 est guidé sur la traverse 3, par des dispositifs de guidage rectilignes non représentés. Ce guidage du cylindre est réalisé ans le plan d'action, c'est-à-dire, sur la figure 1, parallèlement au plan de liaison des axes des deux cylindres 10 et 100, placé dans le plan du dessin. Ce cylindre peut se déplacer d'un seul bloc dans ce plan, afin de fermer ou d'ouvrir l'interstice de cylindres, sans perturbation de sa possibilité de rotation, vis- à-vis de la traverse 3. Dans l'exemple de réalisation spécial qui est décrit, la force linéaire est produite par des organes d'étanchéité 14 de forme annulaire, les organes sont guidés de manière coulissante, par leur partie inférieure en forme de piston, dans des alésages borgnes cylindriques 15 formés dans la face supérieure de la traverse 3. Ces organes s'appuient de manière étanche, par face frontale 16 formée de manière correspondante, sur la périphérie intérieure 4 du cylindre creux 1. La face frontale 16 présente une nervure d'étanchéité périphérique annulaire qui isole de manière étanche la poche de palier 20 de l'espace intermédiaire 6 situé entre la périphérie intérieure 4 du cylindre creux 1 et la périphérie extérieure de la traverse 3. Dans cette poche de palier 20 ouverte vers la périphérie extérieure du cylindre creux 1, on peut maintenir de cette manière une pression de fluide plus élevée que dans l'espace intermédiaire 6. La pression agit dans des zones 23 contre la périphérie intérieure 4 du cylindre creux 1 et est équilibrée par la résistance à la flexion du cylindre creux 1, de sorte que dans l'interstice de cylindre 31, il se produise une force linéaire qui soit régulière sur toute sa longueur. L'organe d'étanchéité 14 s'engage avec jeu, par une partie inférieure cylindrique en forme de piston 14', dans l'alésage borgne cylindrique radial 15 de la traverse. Ce montage est rendu étanche par un joint d'étanchéité périphérique. Lors d'une flexion de la traverse 3, l'organe d'étanchéité peut de cette manière compenser certains défauts d'alignement entre celle-ci et le cylindre creux 1, sans réaction secondaire et sans perte de l'étanchéité. L'organe d'étanchéité 14 présente sensi- blement la forme d'un disque plat, dont la face supérieure comporte la poche de palier plate 20 délimitée par la nervure 16 et dont la face inférieure se prolonge par la partie inférieure cylindrique 14'. La partie inférieure 14 comporte un évidement coaxial 29 à partir duquel plusieurs canaux 32 se dirigent, axialement, vers la poche de palier 20. Du liquide sous pression provenant de la chambre cylindrique 40 formée dans l'alésage borgne cylindrique 15, entre la face inférieure 33 de l'organe d'étanchéité 14 et le fond 34 de l'alésage borgne cylindrique 15, peut ainsi passer dans ces canaux 32 et pénétrer dans la poche de palier 20. Un cylindre creux 35, dont la périphérie externe 36 laisse subsister un écartement par rapport à la périphérie 37 de l'évidement 29, fait saillie dans l'évidement 29 en partant de la partie en forme de disque de l'organe d'étanchéité 14. Un élément cylindrique 39 en forme de piston, qui est vissé dans le fond 34 de l'alésage borgne cylindrique 15, s'engage dans l'évidement cylindrique 38 du cylindre creux 35. L'élément cylindrique 39 comprend un alésage 41 qui le traverse de part en part et qui est orienté axialement. Pour chaque position de réglage d'étanchéité 14, l'espace intérieur 42 du cylindre creux 35 est fermé jusqu'à l'alésage traversant 41. Sur le fond 34 de l'alésage cylindrique 15, est fixée une pièce cylindrique 43, en forme de pot, ouverte vers le haut. Dans l'évidement cylindrique 44 de cette pièce 43, le cylindre creux 35 peut venir s'engager de manière étanche par sa périphérie extérieure 36, de sorte que les deux pièces 43 et 35 constituent une unité piston-cylindre 45 et qu'un espace cylindrique 50 est formé sous la face frontale 46 de cylindre creux 35, dans l'évidement 44. Lorsque le cylindre creux 35 plonge dans l'espace cylindrique et qu'une pression y est crée, celle-ci déplace l'organe d'étanchéité 14 vers le haut et exerce une force de levée correspondante sur le cylindre creux 1. La position du bord supérieur 47 de l'évidement 44 de la pièce cylindrique 43 d'une part et la position de la face frontale 46 du cylindre creux 35 sont déterminées, l'une par rapport à l'autre, de sorte que lors d'un déplacement de levée de l'organe d'étanchéité 14, le cylizdre creux 35 arrive au-dessus du bord 47 avant que l'interstice de cylindre 31 soit complètement fermé. Dans la pratique, il suffit que cette position soit atteinte à peu près 1 à 2 mm avant la fermeture de "'interstice de cylindre. Le liquide sous pression s'écoule alors hors de l'espace cylindrique 50 par l'arête formée par le bord 47. Ainsi, la mise en pression de l'espace cylindrique 50 permet le soulèvement de l'organe d'étanchéité jusqu'à une position souhaitée, mais ne peut toutefois pas être soulevé plus haut. La périphérie extérieure 48 de la pièce cylindrique 43 présente un diamètre plus faible que la périphérie intérieure 37 de l'évidement 29 de l'organe d'étanchéité 14. Ainsi la pièce cylindrique 43 en forme de pot peut s'engager par son bord, dans l'évidement 29 et l'organe d'étanchéité 14 peut s'enfoncer suffisamment profondément dans la traverse 3. Le mode de travail du dispositif décrit ci- dessus est le suivant: la pompe 12 pompe dans le réservoir 9 du liquide sous pression et le répartit, sous pression, dans les deux conduites d'alimentation 7 et 8. Les conduites d'alimentation 7 et 8 sont reliées aux conduites de dérivation 26 menant, dans l'exemple de réalisation, aux deux organes d'étan- chéité situés le plus à l'extérieur. Lors de l'actionnement de la pompe 12, l'espace cylindrique 50 est mis sous pression et le cylindre creux 1 est soulevé jusqu'à la hauteur souhaité, de la même valeur sur les deux côtés, du fait de la géométrie de la pièce cylindrique 43 et du cylindre creux 35. Normalement, il suffit de ne prévoir qu'une unité piston-cylindrique 45 à chaque extrémité du cylindre creux 1, ceci n'est toutefois pas impératif. La pompe 21 aspire également du liquide sous pression du réservoir 9 et l'amène au régulateur 25 qui détermine l'alimentation de la conduite 18 sous une pression réglée, pression qui est amenée.aux organes d'étanchéité par les conduites de dérivation individuelles 28. Pour des raisons de simplification du dessin, il n'est représenté qu'une seule conduite 28. La conduite 18 peut également être réalisée sous la forme d'un faisceau de conduites à l'aide desquelles ont peut alimenter séparément, avec des pressions différentes, chaque organe d'étanchéité 14 ou des groupes de ces organes d'étanchéité. La pression régnant dans la conduite 28 arrive dans l'espace cylindrique 42 de l'organe d'étanchéité et détermine, lors du fonctionnement, la pression de pressage des organes d'étanchéité 14. La pompe 22 amène du liquide sous pression à un régulateur 24 délivrant une quantité réglée de liquide sous pression à la conduite 17. A partir de cette conduite il est amené, par des conduites de dérivation 27, aux chambres cylindriques 40, des organes d'étanchéité individuels 14, d'o il arrive, par les canaux 32, dans la poche de palier 20 et s'évacue par le bord d'étanchéité 16 en formant à cet endroit un film continu du liquide. La conduite de dérivation 27 est dessinée en pointillée à la figure 2, parce que, dans la forme de réalisation représentée, elle peut également être supprimée dans certaines conditions. En effet, en fonctionnement, c'est-à-dire lorsque l'unité piston- cylindre 45 est placée en prise, le liquide se déversant de l'espace cylindrique 50 dans la chambre cylindrique 40 pourrait servir à l'alimentation de la poche de palier 20. Aux figures 1 et 2, l'unité piston- cylindre servant à soulever le cylindre creux est intégrée dans un organe d'étanchéité. A la figure 3 on a encore représenté un autre mode de réalisation de l'idée de l'invention. Dans ce cas une partie en forme de piston 55 coulis- sant de manière étanche dans un alésage cylindrique 44, réalise dans la face supérieure de la traverse 3, s'appuie par sa face 16 sur la périphérie interne du cylindre creux 1. Un espace cylindrique 50, alimenté en liquide sous pression par la conduite de dérivation 26, est formé sous la partie en forme de piston 55. Tandis que dans la forme de réalisation selon la figure 2 le cylindre creux 35 formant le piston de l'unité piston-cylindre 45 peut ressortir complètement de l'alésage cylindrique 44, dans la forme de réalisation de la figure 3, pour des raison de guidage, il reste par sa partie inférieure dans l'alésage cylindrique 4. Un évidement 54 fendu radialement en au moins un endroit, en 52, est prévu dans la partie inférieure du piston 55. Si ainsi, du fait de la pression régnant dans l'espace cylindrique , le piston 55 a atteint la position représentée, le liquide sous pression peut sortir de l'espace cylindrique 50, par la fente 52, dans le sens de la flèche 54. Tant que la fente 53 n'a pas atteint par son extrémité supérieure, la face supérieure de la traverse 3, pour établir la liaison entre l'espace cylindrique 50 et l'extérieur, le piston 55 peut soulever le cylindre creux 1. La forme de réalisation selon la figure 3 sert uniquement à soulever le cylindre. La partie en forme de piston 55 présente sur sa face supérieure uniquement une surface d'appui 16 réalisée sous la forme d'une surface à glissement, mais elle ne 2640893. présente aucune poche de palier hydrostatique. Cette partie en forme de piston 55 sert uniquement à soulever le cylindre creux 1. Elle perd toutefois sa fonction, lorsque le dispositif de soutien hydraulique entre en action. On peut combiner le dispositif selon la figure 3 avec un dispositif de soutien réalisé d'une autre manière, donc également avec un ou plusieurs de ces éléments de soutien. Outre le positionnement d'un cylindre inférieur dans le cas d'une paire de cylindres correspondant à la figure 1, l'unité piston-cylindre peut également servir dans différentes formes de réalisation possibles à positionner de manière déterminée, le cylindre inférieur a un dispositif de calandrage comportant ce que l'on appelle "une calandre flottante". 2640O93 R E V E N D I CATIONS 1') Dispositif de laminage à cylindres comportant un cylindre inférieur à soutien intérieur hydraulique, qui comprend un cylindre creux tournant, dont la périphérie forme la partie active et une traverse non-tournante traversant ce cylindre sur sa longueur, cette traverse laissant subsister un espace avec la périphérie interne du cylindre, ce cylindre pouvant être déplacé radialement d'un seul bloc dans le plan d'action du dispositif. Ce dispositif comprenant également à proximité de chaque extrémité du cylindre creux au moins un élément de soutien radial, réalisé sous la forme d'une unité piston- cylindre, qui s'appuie contre la périphérie interne du cylindre creux, les parties de cette unité piston- cylindre perdant leur engagement étanche, par ouverture sur l'extérieur de l'espace clos de l'unité piston-cylindre, avant que le cylindre creux vienne en appui sur le cylindre supérieur, ce dispositif est caractérisé en ce qu'une conduite d'alimentation (7, 8, 26) destinée à un fluide sous pression débouche dans l'espace cylindrique (50). 2') Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la course efficace de l'unité piston-cylindre (45) est dimensionnée de façon qu'elle s'ouvre A peu près 1 à 2 mm avant d'atteindre la position de travail du cylindre creux (1). 3') Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un organe d'étanchéité en forme de piston est disposé dans chacun des alésages borgnes cylindriques radiaux formant des chambres cylindriques, organe présentant une surface d'appui, cette surface d'appui étant adaptée à la périphérie interne du cylindre creux, formé par un bord d'entourage d'une poche de palier hydrostatique ouverte vers la périphérie interne du cylindre creux, ce dispositif comportant également une conduite d'alimentation en liquide sous pression débouchant dans la chambre cylindrique, l'unité piston-cylindre disposée dans la chambre cylindrique présentant une partie qui est reliée à l'organe d'étanchéité, alors que l'autre partie est reliée à la traverse, ce dispositif est caractérisé en ce que l'espace cylindrique (50) de l'unité pistcn-cylindre (45) s'ouvre dans la chambre cylindrique (40). 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cylindre (43) de l'unité piston-cylindre (45) est disposé sur le fond (34) de l'alésage borgne cylindrique (15) et en ce que le piston est formé par un appendice cylindrique (35) situé sur la face inférieure de l'organe d'étanchéité (14). ) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (26) de l'espace cylindrique (50) de l'unité piston- cylindre constitue simultanément la conduite d'alimen- tation de la chambre cylindrique (40). 6') Dispositif à cylindres selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'espace hydraulique (50) et la chambre cylindrique (40) com- portent des conduites d'alimentation séparées (26 et 27).