Brevet FR2656096A1 — publié le 19910621

L'invention a pour objet un dispositif d'étalonnage de capteurs associés à un rouleau de mesure des contraintes appliquées par un produit en bande recouvrant un secteur angulaire du rouleau L'invention s'applique plus spécialement à l'étalonnage d'un rouleau de mesure de la distribution des contraintes dans un produit en bande en cours de laminage. Dans les installations de laminage , pour vérifier et corriger les défauts de planéité de la bande laminée, on peut utiliser un rouleau de mesure placé à la sortie du laminoir et constituant un rouleau déflecteur recouvert, sur un secteur angulaire , par la bande en cours de laminage et défilant suivant une direction longitudinale Dans un mode de réalisation souvent utilisé et décrit , par exemple, dans le brevet européen EP 028191 de la même Société, le rouleau est constitué d'une enveloppe cylindrique montée rotative autour d'un axe perpendiculaire à la direction de défilement et à l'intérieur de laquelle sont placés une pluralité de détecteurs disposés de façon à mesurer les contraintes appliquées par la bande sur différentes zones de mesure réparties sur la face extérieure de l'enveloppe et correspondant chacune à un capteur .Par exemple, la face extérieure du rouleau peut etre constituée par une frette déformable enfilée sur une paroi massive tubulaire dans laquelle sont ménagés des logements dans lesquels sont placés les détecteurs Dans le document EP 028191, les détecteurs sont constitués par des capteurs de déplacement comprenant chacun un organe sensible, tel qu'un palpeur , qui mesure la déformation de la partie de la frette recouvrant le logement du capteur et constituant la zone de mesure . Chaque capteur fournit ainsi un signal représentatif de la déformation de la frette et, par conséquent, de la pression appliquée par la bande à cet endroit . Mais d'autres types de détecteurs peuvent être utilisés , comme par exemple, des transducteurs à maqueto-Striction (US-A-3 481 194). En outre, le rouleau de mesure pourrait être constitué de bagues juxtaposées (FR-A-2 357 876). La connaissance de la distribution des contraintes sur la largeur de la bande permet de localiser les défauts éventuels de planéité pour les corriger par différents moyens . Pour celà , il faut évidemment établir avec une grande précision la relation entre le signal fourni par le capteur et les contraintes appliquées et, par conséquent, disposer d'une courbe d'étalonnage du capteur . En outre, les capteurs peuvent, à la longue, se déplacer légèrement dans leur logement et on peut être amené à les remplacer.Il faut donc avoir la possibilité de réaliser l'étalonnage du capteur après sa mise en place dans le rouleau. Cette opération peut être réalisée sur un banc d'étalonnage comportant des paliers sur lesquels est monté le rouleau et une bande sans fin recouvrant une zone de messure et simulant le produit laminé, qui est appliquée sur le rouleau et entraînée par une poulie . En réglant la tension de la bande, on peut faire varier la pression appliquée sur les rouleaux et réaliser l'étalonnage des capteurs placés dans la zone de mesure recouverte par la bande . Un tel dispositif nécessite, cependant , le démontage du rouleau alors qu'il est préférable de réaliser l'étalonnage dans des conditions aussi proches que possible des conditions d'exploitation. On a donc mis au point différents systèmes permettant de réaliser l'étalonnage des capteurs in situ , de façon à éviter le démontage du rouleau. Dans le document FR-A-2.608 760, par exemple, l'étalonnage est réalisé par application d'une pression sur chacun des capteurs, au moyen d'un dispositif comprenant une sorte de cloche formant une enceinte ouverte vers le bas et pouvant être appliquée sur le rouleau en recouvrant une zone de mesure associée à un capteur . En reliant l'intérieur de l'enceinte à une source de fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, on peut soumettre la zone recouverteà une pression dont on règle l'intensité pour réaliser l'étalonnage du capteur correspondant à la zone recouverte. Un tel dispositif est relativement simple et peu encombrant et nécessite simplement de l'air comprimé que l'on trouve habituellement dans les installations industrielles.Toutefois, il existe obligatoirement une fuite entre le bord inférieur de la cloche et le rouleau et les mesures sont donc légèrement faussées . Même si l'on associe un joint d'étanchéité à la cloche , il subsiste certains risques d'erreurs en raison du contact entre le joint et le rouleau Par ailleurs, la cloche ne peut , normalement, recouvrir qu'une seule zone de mesure associée à un capteur à moins d'augmenter exagérément ses dimensions et, par conséquent , son encombrement et les problèmes d'étanchéité. I1 faut donc réaliser l'étalonnage des capteurs l'un après l'autre, ce qui peut être très long compte-tenu du nombre de capteurs associés au rouleau. L'invention a pour objet un nouveau dispositif d'étalonnage basé sur un autre principe et permettant de remédier à l'ensemble de ces inconvénients. Conformément à l'invention, le dispositif comprend un bottier cylindrique rigide, de diamètre supérieur à celui du rouleau et entourant celui-ci en couvrant une partie de sa longueur , une enveloppe fermée déformable placée à l'intérieur du boitier, dans l'espace entre ce dernier et le rouleau , ladite enveloppe ayant la forme d'un ruban creux recouvrant au moins une partie de la périphérie du rouleau et comprenant une paroi interne de diamètre sensiblement égal à celui du rouleau et une paroi externe appliquée contre la face interne du bottier , et un circuit de gonflage de l'enveloppe sous une pression réglable, pour l'application de la paroi interne sur le rouleau par appui sur la paroi externe sur le boîtier. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux , le boltier est constitué d'au moins deux coquilles reliées de façon amovible de façon à pouvoir être montées sur le rouleau sans démontage de ce dernier . L'enveloppe déformable d'abord appliquée sur le rouleau est ensuite recouverte par les deux coquilles qui sont alors reliées entre elles pour la solidarisation de l'ensemble. L'enveloppe est munie d'une tubulure reliée de façon amovible à une conduite de gonflage et qui est placée sur la paroi externe et dans la partie centrale de l'enveloppe, sensiblement à égale distance de ses deux extrémités. L'enveloppe peut ne recouvrir qu'un secteur angulaire du rouleau mais , pour faciliter les mesures, on pré- fère lui donner une longueur sensiblement égale à celle de la circonférence du rouleau , de façon que les deux extrémités de l'enveloppe se rejoignent le long d'une génératrice de contact . Pour la mesure, l'enveloppe est placée de telle sorte que les zones de mesure recouvertes par l'enveloppe soient aussi éloignées que possible des deux extrémités. Mais l'invention sera mieux comprise par la description d'un mode de réalisation particulier , donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés La figure 1 est un schéma d'ensemble du dispositif dans son application à un laminoir. La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif d'étalonnage. La figure 3 est une vue en coupe axiale selon III-III de la figure 2. Sur la figure 1 , on a représenté très schématiquement la sortie d'une cage du laminoir 1, de type quarto, comprenant deux cylindres de travail 11, 12, prenant appui sur deux cylindres d'appui 13, 14, et entre lesquels passe le produit 2 à laminer . A la sortie de laminoir , le produit 2 passe sur un rouleau de mesure de planéité 3 qui est disposé de façon à constituer un rouleau déflecteur recouvert par le produit 2 sur un secteur angulaire A. Le rouleau 3 peut être, par exemple, du type décrit dans le brevet européen EP-A-028 191 de la demanderesse. Comme on l'a représenté schématiquement sur les figures 2 et 3 , le rouleau 3 comprend donc une enveloppe cylindrique 31, montée rotative autour d'un arbre 32, d'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal 20 de la bande 2 , et recouverte par une paroi mince 33 formant une frette. A l'intérieur de l'enveloppe cylindrique 31 sont montés une pluralité de capteurs de pression 4. Chaque capteur 4 comporte un corps 41 associé à un palpeur 42 et placé dans un logement 34 constitué avantageusement par un alésage ménagé radialement dans l'enveloppe 3 et fermé par une partie 35 de la frette 33 constituant le fond du logement 34. Le corps 41 du capteur 4 peut être fixé, par exemple, par une collerette 43 s'engageant dans un lamage 36 ménagé sur le bord interne du logement 34. Lorsque chaque capteur 4 est ainsi monté dans son logement 34, le palpeur 42 prend appui sur la face interne de la partie 35 de la frette 33 qui, étant constituée par une paroi mince, est légèrement déformable dans la zone 35 constituant le fond du logement 34. De la sorte, lorsque un capteur tel que 4 passe dans le secteur angulaire A recouvert par la bande métallique 2, le palpeur 42 enregistre les déformations de la zone 35 résultant de la pression appliquée par la bande et toute variation des contraintes appliquées se traduit par une variation de la position du palpeur 42. Les capteurs 4 peuvent être excités sélectivement par un collecteur 45 placé en bout d'arbre et qui émet des signaux représentatifs du déplacement du palpeur 42 de chaque capteur 4 excité, par rapport à une position zéro, lesdits signaux de mesure étant appliqués à l'entrée d'un système de mesure 44. Le zéro du palpeur correspond à la position de repos pour laquelle la zone de mesure 35 n'est pas recouverte par la bande et on voit qu'il dépend du positionnement du capteur 4 dans son logement 34, 36 . Le capteur doit donc être étalonné pour établir la relation entre les signaux émis et la pression de la bande. Le dispositif d'étalonnage est représenté plus en détail sur les figures 2 et 3 et comprend, d'une façon générale un boîtier 5 associé à une enveloppe déformable formant vessie 6 La vessie 6 a la forme d'un ruban creux allongé limité par une paroi interne 61, une paroi externe 62 et deux parois latérales 63. Le boîtier 5 est constitué, de préférence, de deux coquilles demi-cylindriques 51, 52 munies , à leurs extrémités , de brides de fixation 53 appliquées l'une sur l'autre et serrées par des boulons 54.Les deux coquilles 51, 52 ont un diamètre supérieur à celui du rouleau 3 de façon à laisser entre la frette 33 et la face interne 55 du bottier 5, un espace de largeur e correspondant sensiblement a' l'épaisseur de la vessie 6 non gonflée . De plus , les deux coquilles 51, 52 sont munies, le long de leurs bords latéraux, de parois annulaires 56 dont le diamètre interne D3 est légèrement supérieur au diamètre D1 du rouleau de façon que le bord interne 57 des parois latérales 56 soit séparé de la frette 33 par un léger jeu. La vessie 6 est logée dans l'espace de largeur e entre le rouleau 3 et le boîtier 5 dont les dimensions internes correspondent sensiblement à celles de la vessie dégonflée . Celle-ci est munie d'autre part d'une tubulure 64 passant dans un orifice 58 ménagé sur l'une des coquilles 52 et débouchant dans la partie centrale de la vessie 6, c'est-à-dire sensiblement à égale distance des deux extrémités 65, 65' de celle-ci. Comme on l'a représenté sur les figures , la vessie 6 a, de préférence, une longueur sensiblement égale à celle de la circonférence du rouleau 3 de façon que les extrémités 65 , 65' se rejoignent suivant une génératrice de contact. La vessie 6 est munie sur sa face externe 62, d'une tubulure 64 placée dans sa partie centrale, sensiblement à égale distance des extrémités 65, 65' et qui passe dans un orifice 58 de la coquille 52. La tubulure 64 est branchée sur un circuit 7 d'alimentation en fluide sous pression comprenant, par exemple , une bouteille d'air comprimé 71 reliée à la vessie 6 par une conduite d'alimentation 72 sur laquelle est placé un détendeur régulateur 73 permettant de régler la pression à une valeur déterminée que l'on peut faire varier de façon continue . Un capteur de pression 4 permet de mesurer la pression appliquée dans la vessie 6 et émet un signal représentatif de la pression mesurée, qui est appliqué sur le système de mesure 44 , celui-ci étant associé, par exemple à une table traçante 45 On constate que le dispositif qui vient décrit peut être monté sur le rouleau 3 sans démontage de ce dernier. En effet , on peut placer tout d'abord la vessie 6 sur le rouleau, à l'endroit désiré, puis la coiffer par les demicoquilles 51, 52 qui sont solidarisées par les boulons 54.0n peut alors faire coulisser le long du rouleau 3 l'ensemble du boîtier 5 et de la vessie 6 de façon à recouvrir la zone de mesure désirée. On sait, en effet, que le rouleau de mesure 3 est muni de toute une série de capteurs 4 qui, dans la disposition du brevet EP 028191 de la demanderesse, sont disposés en hélice sensiblement à 90" les uns des autres de façon à couvrir plusieurs bandes B1, B2, B3, B4 parallèles à l'axe 30 du rouleau . On voit donc que, dans une position, la vessie 6 peut recouvrir quatre capteurs si sa largeur 1 est supérieure au pas de l'hélice Pour que les mesures soient effectuées dans de bonnes conditions , il faut, en outre ,que chaque capteur 4soit relativement éloigné des bords de la vessie. Pour cela comme on l'a représenté sur la figure 2 , le dispositif est placé de façon que les extrémités tangentes 65 , 66 de la vessie soient sensiblement à égale distance de deux bandes BI, B2.De plus, la largeur 1 de la bande est largement supérieure au pas de l'hélice de façon que les capteurs 4 recouverts par la vessie se trouvent à une certaine dis tance des bords latéraux 63 de celle-ci Les capteurs 4 placés dans l'emprise du dispositif 5 sont excités par le collecteur 45 et émettent des signaux de mesure qui sont appliqués à une entrée du système de mesure 44 . Ce dernier fonctionne en conditionneur de signal et reçoit par ailleurs un signal émis par un transducteur de pression 74 et fonction de la pression dans la conduite 72 d'alimentation de la vessie 6. Le signal de pression et le signal de mesure de chaque capteur 4 sont appliqués à un système de comparaison 45 qui, en faisant varier la pression détermine l'étalonnage du capteur correspondant. Le système de mesure 44 , 45 effectue ainsi le relevé des déplacements de chaque capteur en fonction de la pression appliquée par la vessie 6 et peut être associé, par exemple à une table traçante 45 permettant de réaliser les courbes d'étalonnage de chacun des capteurs. On peut faire coulisser le dispositif le long du rouleau de façon à contrôler l'ensemble des capteurs par groupe de quatre Au début des mesures, il peut être intéressant de faire des mesures sur un capteur en différents points de la vessie 6, en faisant tourner et en déplaçant axialement l'ensemble du dispositif , de façon à quantifier les effets de bords latéraux et au niveau des extrémités 65, 65' pour déterminer le positionnement du dispositif permettant d'obtenir des résultats fiables. Le dispositif qui vient d'être décrit présente donc de multiples avantages. Tout d'abord, contrairement au dispositif à cloche, il ne nécessite aucune étanchéité et il n'y a pas de risque de fuite . I1 en résulte une souplesse d'utilisation que ne possèdent pas les autres systèmes connus. De plus, la vessie 6 recouvre le rouleau sur une assez grande longueur et se comporte donc de façon similaire à la bande 2, et , en outre, un certain nombre de capteurs peuvent être vérifiés en même temps. Du fait de son faible encombrement , et de sa structure en plusieurs parties démontables, le dispositif peut être placé sur le rouleau in situ . De plus, les coquilles étant autoportantes une fois montées, il ne nécessite, normalement , aucun supportage extérieur risquant de perturber les mesures. A cet égard , on notera que les coquilles peuvent être réalisées en alliage léger ou en matériau composite pour en diminuer le poids et faciliter la mise en position D'une façon générale, l'invention n'est évidemment pas limitée au détail du mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre de simple exemple . C'est ainsi que certains détails tels que la forme et le nombre des coquilles, leur largeur 1, ainsi que la longueur de la vessie 6 seront adaptés aux circonstances. Par ailleurs, la constitution du dispositif lui permet de s'adapter aux autres types de rouleaux de mesure constitués , par exemple, de bagues accolées, le dispositif étant alors, appliqué successivement sur chaque bague. REVENDICATIONS l.Dispositif d'étalonnage de capteurs (4) associés à un rouleau (3) de mesure des contraintes appliquées par un produit en bande (2) recouvrant un secteur angulaire du rouleau (3) ce dernier étant monté rotatif autour d'un axe (30) et comprenant une pluralité de capteurs (4) régulièrement répartis sur la largeur du produit (2) et comportant chacun des moyens (42) de mesure des contraintes appliquées par le produit en bande (2) sur une zone de mesure (35) correspondant audit capteur (4), le dispositif d'étalonnage étant associé à des moyens (5) d'application d'une pression réglable sur le rouleau, susceptibles d'être déplacés le long du rouleau de façon à recouvrir successivement tous les capteurs, et étant caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier cylindrique rigide (5),de diamètre supérieur à celui du rouleau (3) et entourant celui-ci en couvrant une partie de sa longueur une enveloppe fermée déformable formant une vessie (6) placée à l'intérieur du boîtier (5) dans l'espace entre ce dernier et le rouleau (3) ,ladite vessie (6) ayant la forme d'un ruban creux recouvrant au moins une partie de la périphérie du rouleau et comprenant une paroi interne (61) de diamètre sensiblement égal à celui du rouleau (3) et une paroi externe (62) appliquée contre la face interne du bol- tier (5), et un circuit (7) de gonflage de la vessie (6) sous une pression réglable, pour l'application de la paroi interne (61)sur le rouleau (3)par appui de la paroi externe (62) sur le boîtier (5). 2.Dispositif d'étalonnage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le boîtier (5)est constitué d'au moins deux coquilles (51,52)reliées de façon amovible de façon à pouvoir être montées autour du rouleau (3) sans démontage de ce dernier, la vessie déformable (6) étant d'abord appliquée sur le rouleau (3) puis recouverte des deux coquilles (51,52)qui sont alors reliées entre elles pour la solidarisation de l'ensemble, la vessie (6) étant munie d'une tubulure (64) reliée de façon amovible à une conduite de gonflage (72). 3.Dispositif d'étalonnage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tubulure (72) de gonflage de la vessie (6) est placée sur la paroi externe (62) et dans la partie centrale de celle-ci , sensiblement à égale distance des extrémités (65,65'). 4.Dispositif d'étalonnage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la vessie gonflable (6) a une longueur sensiblement égale à celle de la circonférence du rouleau (3),de façon que ses deux extrémités (65,65') se rejoignent le long d'une génératrice de contact