Brevet FR2651456A1 — publié le 19910308

La présente invention concerne un dispositif de cisaillage-refendage circulaire à froid de tôles, notamment de tôles minces et extra-minces, de toutes largeurs usuelles. Les lignes de cisaillage-refendage, spécialisées dans la fabrication de tôles et de feuillards minces de moins de 2mm d'épaisseur et extra-minces c'est a dire de moins de 0,1 mm d'épaisseur, sont généralement constituées d'un dispositif de cisaillage comportant deux arbres cylindriques parallèles qui supportent des couteaux de cisaillage et des entretoises de réglage de l'écartement desdits couteaux, en fonction des largeurs à cisailler. Le produit en bobine de grande largeur, provenant d'une dérouleuse est cisaillé en bandelettes de faible largeur, qui sont enroulées à leur tour sur une enrouleuse formant ainsi des bobines multiples de faible largeur. Mais, pour des tôles minces et extra-minces des difficultés apparaissent, compte tenu de la faible épaisseur recherchée et de l'augmentation du nombre de bandelettes finies à partir d'une largeur de départ donnée. A ces difficultés viennent également se joindre des contradictions parfois insurmontables entre les impératifs techniques et les impératifs économiques. Ainsi, en cisaillage de bandes d'acier inoxydable d'épaisseur inférieure à 0,5 mm, pour satisfaire aux impératifs économiques, on est conduit à réaliser un nombre de bandelettes importants, à partir d'une bande d'entrée la plus large possible, par exemple 30 bandelettes de 40 mm de large à partir d'une bobine mère de 1350 mm de large. Dans le même temps, les impératifs qualitatifs au niveau de la coupe sont très difficiles à obtenir, en particulier, 1' obtention d'une coupe sans bavure. Les paramètres qui ont une influence directe sur la qualité de la coupe sont la maitrise et la parfaite régularité du jeu entre les couteaux circulaires ainsi que la maitrise parfaite de la valeur du croisement des couteaux de cisaillage. C'est avant tout la qualité des outillages utilisés qui assure la parfaite régularité du jeu entre les couteaux circulaires. En effet, l'outillage de cisaillage est essentiellement consitué d'une part de couteaux ou lames de cisaillage qui assurent par leurs deux arêtes circulaires la coupe, et d'autre part, d'entretoises circulaires qui sont empilées entre les couteaux pour assurer l'écartement recherché. La qualité de ces outillages réside essentiellement dans la parfaite maitrise de l'épaisseur des lames et entretoises, cette épaisseur devant prendre en compte tous les écarts géométriques et en particulier le voilage. Par ailleurs, la qualité de la coupe dépend de la valeur du croisement des lames, cette valeur étant fonction de l'épaisseur et de la nuance d'acier du feuillard à traiter. Lorsque l'on utilise sur un même montage, un nombre de lames important, la valeur de ce croisement peut varier le long des arbres à cause d'une part de la flexion des arbres due aux efforts de coupe. et d'autre part du défaut de parallélisme entre les deux arbres et lors de leur déplacement. La flexion des arbres due aux efforts de coupe peut être maitrisée par un dimensionnement judicieux des arbres supports d'outillage. De plus, les couteaux de cisaillage constituent les pieces d'usure du montage. En effet, leurs arêtes pendant la coupe, sont sujettes à usure plus ou moins rapide suivant la vitesse de coupe, la nature du matériau à traiter et leur propre résistance à l'usure. De ce fait, leurs arêtes de coupe doivent être régulièrement rafraîchies par rectification cylindrique. Le diamètre des couteaux varient donc en diminuant au cours de leur vie. Cette réduction de diamètre ou usure possible des couteaux peut varier de 1Omm à 40mm ou plus, suivant les installations. De ce fait, l'un ou les deux arbres du dispositif de cisaillage-refendage doivent pouvoir se déplacer dans un plan vertical pour permettre l'utilisation de couteaux de différents diamètres et pour assurer le croisement des couteaux nécessaire à la coupe. Pendant la totalité du déplacement du ou des arbres, leur parallélisme doit rester parfaitement rigoureux. Par exemple, sur un dispositif de cisaillage possédant des arbres d'une longueur utile de 1350 mm, capables de cisailler des épaisseurs minimum de 0,1 mm, l'erreur de parallélisme des arbres maximum tolérée sur toute la plage de croisement est de 0,02 mm. Les dispositifs de croisement connus jusqu'à présent et les plus couramment utilisés sont de deux types - le déplacement des arbres est obtenu par un système vis-écrou agissant comme un verin à vis sur les supports d'extrémité d'arbres, en leur appliquant un mouvement rectiligne. - le déplacement des arbres est obtenu par la mise en rotation de deux excentriques qui servent de support de palier aux extrémités de l'arbre, qui appliquent à l'axe des arbres un mouvement circulaire. Dans les deux cas de figure, une force motrice unique assure le mouvement de déplacement et la synchronisation est réalisée mécaniquement par l'intermédiaire d'un arbre de liaison assurant un entrainement unique des deux dispositifs de déplacement des arbres. Ce type de dispositif présente de nombreux inconvénients. En effet, il est nécessaire d'obtenir pour les dispositifs de déplacement des qualités d'usinage très difficiles à réaliser et très coûteuses. La précision du parallélisme étant une fonction directe de la qualité de ces usinages, les ensembles mécaniques doivent fonctionner avec des jeux très faibles, ce qui entraine des usures rapides des pièces fonctionnelles et, ne permet pas de garantir la durée des résultats. D'autre part, un grand nombre de pièces en mouvement est impliqué dans le déplacement, chaque pièce nécessitant des jeux fonctionnels qui nuisent au résultat final. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de cisaillage-refendage qui ait une précision supérieure au dispositif existant jusqu'à présent, la qualité propre et l'usure éventuelle de la partie mécanique n'ayant que peu d'influence sur cette précision. La présente invention a pour objet un dispositif de cisaillage-refendage circulaire à froid de tôles, notamment de tôles minces et extra-minces, comportant deux arbres cylindriques parallèles supportant chacun des lames circulaires de coupe, au moins l'un desdits arbres étant mobile dans un plan vertical pour assurer le croisement des lames de coupe, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande et des moyens de déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile disposés à chaque extrémité du ou de chaque arbre mobile et indépendant pour chacune desdites extrémités, et des moyens de détection de la position des arbres, l'un par rapport à l'autre, pilotant les moyens de commande du déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile pour assurer le positionnement des lames de coupe. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de commande sont constitués par des moteurs régulés indépendamment par une unité de traitement des informations transmises par les moyens de détection de la position des arbres, - les moyens de détection de la position des arbres sont constitués par des capteurs de position disposés aux extrémités desdits arbres, - les moteurs sont des moteurs hydrauliques, - les moteurs sont des moteurs électriques pas-à-pas, - les moteurs sont des moteurs électriques à courant continu, - les moteurs sont des moteurs électriques à courant alternatif, - les moyens de commande sont constitués par des vérins à déplacement linéaire et à commande hydraulique ou pneumatique, - les moyens de déplacement vertical du ou de ou de chaque arbre mobile sont constitués par un système à excentrique, - les moyens de déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile sont constitués par un système vis-écrou, - et les moyens de déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile sont constitués par un système à vérin pneumatique ou hydraulique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant à la figure unique annexée qui est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de cisaillage-refendage conforme à l'invention. En se reportant a la figure unique, le dispositif de cisaille-refendage comporte un socle 1 qui supporte deux bâtis verticaux 2 et 3. Le dispositif comporte, entre les bâtis 2 et 3, un arbre cylindrique inférieur 4 et un arbre cylindrique supérieur 5, les arbres 4 et 5 étant parallèles entre eux. De manière classique, l'arbre cylindrique inférieur 4 est supporté dans les bâtis 2 et 3, par l'intermédiaire d'empoises 6 dans lesquelles sont montés des coussinets ou des paliers 7 recevant chaque extrémité dudit arbre inférieur 4. L'arbre cylindrique supérieur 5 est également supporté, dans les bâtis 2 et 3, par l'intermédiaire d'empoises 8 dans lesquelles sont montés des coussinets ou des paliers 9 recevant chaque extrémité dudit arbre supérieur 5. Sur chaque arbre cylindrique 2 et 3 sont montées des lames circulaires de coupe 10 et des entretoises 11, disposées entre les lames 1 0, qui permettent de régler l'écartement desdites lames en fonction des largeurs à cisailler. Dans l'exemple réprésenté, et, dans un but de simplification, un seul des deux arbres, par exemple l'arbre supérieur 5 est mobile dans un plan vertical, ce qui donne une ligne de passage du feuillard à cisailler variable en fonction des diamètres des lames 10. Dans le cas où une ligne de passage constante est nécesaire, les deux arbres 4 et 5 peuvent être mobiles, symétriquement par rapport à la ligne de passage. Le dispositif comporte des moyens de commande et des moyens de déplacement vertical 20a et 20b de l'arbre supérieur 5 disposés à chaque extrémités Sa et 5b dudit arbre et indépendant pour chacune desdites extrémités. Les moyens 20a sont constitués par un moteur 21a entraînant par une transmission 22a, par exemple un système vis-écrou 23a qui déplace dans un plan vertical l'extrémité Sa de l'arbre supérieur 5 par l'intermédiaire de l'empoise correspondante 8. De manière analogue, les moyens 20b sont constitués par un moteur 21b entraînant par une transmission 22b, par exemple un système vis-écrou 23b qui déplace dans un plan vertical l'extrémité 5b de l'arbre supérieur 5 par l'intermédiaire de l'empoise correspondante 8. Les moteurs 21a et 21b peuvent être des moteurs hydrauliques, des moteurs électriques pas à pas ou encore des moteurs électriques à courant continu ou à courant alternatif. Les moteurs 21a et 21b peuvent être remplacés par des vérins à déplacement linéaire et à commande hydraulique ou pneumatique. D'autre part, les systèmes vis-écrou 23a et 23b peuvent également être remplacés par un système excentrique ou un système à vérin pneumatique ou hydraulique. De plus, le dispositif comporte des moyens de détection, par exemple éléctronique, de la position des arbres 4 et 5 l'un par rapport à l'autre. Ces moyens sont constitués par exemple par deux capteurs de position 25a et 25b qui mesurent par une lecture directe la position réèlle de chaque extrémité des arbres 4 et 5 en détectant soit la position des paliers supports 7 et 9, soit la position des empoises 6 et 8. Chaque capteur 25a et 25b est relié à une unité de traitement 26 qui est elle-même reliée à chaque moteur 21a et 21b. Les capteurs de position 25a et 25b mesurent la position des extrémités de chaque arbre 4 et 5 et transmettent les informations à l'unité de traitement 26. Dès qu'un défaut de parallélisme des arbres 4 et 5 apparait, dû par exemple à une usure des pièces en mouvement, l'unité de traitement 26 commande l'un des moteurs Zia ou 21b ou les deux à la fois, qui commandent les systèmes de déplacement vertical 23a et 23b de façon à rétablir le parallélisme entre les arbres 4 et 5 en déplaçant de manière indépendante l'une-des extrémités ou les deux extrémités de l'arbre supérieur 5. Lorsque la course de déplacement demandée est atteinte et lorsque le parallélisme des deux arbres détecté par les capteurs de position 25a et 25b est rétabli, l'unité de traitement 26 commande l'arrêt des moteurs 21a et 21b et ainsi de suite. Les deux arbres 4 et 5 peuvent être mobiles symétriquement par rapport à la ligne de passage et le déplacement des extrémités de chaque arbre peut être commandé et régulé par une motorisation indépendante. Grâce à cette motorisation indépendante, assurant le déplacement de chaque extrémité du ou de chaque arbre, l'écart minimum de parallélisme que l'on obtient a'vec un dispositif selon l invention, sur toute la course de croisement et de façon répétitive, est de l'orde de 0,01 mm. De plus, la précision du parallélisme des arbres est directement liée à la sensibilité, à la précision, et à la fiabilité du dispositif de mesure utilisée, ce qui permet de diminuer la qualité d'usinage des différentes pièces et par conséquent de réduire le coût du dispositif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de cisaillage-refendage circulaire à froid de tôles, notamment de tôles minces et extra-minces, comportant deux arbres (4, 5) cylindriques parallèles supportant chacun des lames circulaires de coupe (10), au moins l'un desdits arbres cylindriques (4, 5) étant mobile dans un plan vertical pour assurer le croisement des lames de coupe (tu), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (21a, 21b) et des moyens de déplacement vertical (23a, 23b) du ou de chaque arbre mobile (4, 5) disposés à chaque extrémité du ou de chaque arbre mobile et indépendant pour chacune desdites extré- mités, et des moyens (25a, 25b) de détection de la position des arbres (4, 5), l'un par rapport à l'autre, pilotant les moyens (21a, 21b) de commande du déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile (4, 5) pour assurer le positionnement des lames de coupe (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués par des moteurs (21a, 21b) régulés indépendamments par une unité de traitement (26) des informations transmises par les moyens de détection (25a, 25b) de la position des arbres (4, 5). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détection de la position des arbres (4, 5) sont constitués par des capteurs de position (25a, 25b) disposés aux extrémités desdits arbres (4, 5). 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moteurs (21a, 21b) sont des moteurs hydrauliques. 5. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moteurs (21a, 21b) sont des moteurs électriques pas à pas. 6. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moteurs (21a, 21b) sont des moteurs électriques à courant continu. 7. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moteurs (21a, 21b) sont des moteurs à courant alternatif. 8. Dispositif selon la revendications 1, caractérisé en ce que les moyens de commande sont constitués par des vérins à déplacement linéaire et à commande hydraulique ou pneumatique. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (23a, 23b) de déplacement vertical du ou de chaque arbre mobile (4, 5) sont constitués par un système à excentrique. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement vertical (23a, 23b) du ou de chaque arbre mobile (4, 5) sont constitués par un système de vis-écrou. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement vertical (23a, 23b) du ou de chaque arbre mobile (4, 51 sont constitués par un système à vérin pneumatique ou hydraulique.