Brevet FR2673724A1 — publié le 19920911

La presente invention concerne un procédé de détermination de la tension d'une bande métallique en défilement maintenue entre deux appuis, telle qu'une bande d'acier subissant par exemple un laminage. Lors des opérations de laminage, en particulier de laminage de tôles d'acier, il est particulièrement important, pour obtenir un produit de bonne qualité dont les caractéristiques sont contrôlées, que l'on puisse mesurer la tension exercée sur la bande afin de pouvoir agir éventuellement sur les paramètres de réglage des intallations de laminage. La demande de brevet français n" 90 04 639 du 9 avril 1990, déposée par la demanderesse, décrit un procédé de mesure de la tension d'une bande métallique en défilement dans lequel on réalise une percussion de ladite bande par un corps de frappe, on imprime, avant la percussion, audit corps de frappe une vitesse d'impact reproductible, on détermine, après la percussion, une grandeur représentative de l'énergie dudit corps de frappe qui a été absorbée par la bande lors de ladite percussion et on corrèle le résultat de cette détermination à la tension de ladite bande dans la zone où s'est produite la percussion. Cette demande de brevet décrit également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les essais ont montré que ce procédé de mesure n'est pas totalement fidèle ; en particulier, les mesures par chocs subissent des perturbations au voisinage immédiat des rives de la bande de métal, et pour obtenir un résultat fiable, il faut effectuer plusieurs mesures successives et en considérer la valeur moyenne. Par ailleurs, ce n'est pas seulement la valeur de la tension subie par la bande en un point donné qui est intéressante mais on peut également désirer connaître la répartition de la tension, en divers points répartis sur l'ensemble de la largeur de la bande. A cet effet, la présente invention se propose de fournir un procédé qui permette d'obtenir de manière fiable une détermination de la tension sur toute la largeur de la bande. La présente invention a pour objet un procédé de détermination de la tension d'une bande métallique maintenue entre deux appuis, telle qu'une bande d'acier en défilement subissant un laminage, dans lequel on réalise une percussion de ladite bande par un corps de frappe, on imprime, avant la percussion, audit corps de frappe une vitesse d'impact reproductible, on détermine, après la percussion, une grandeur représentative de l'énergie dudit corps de frappe qui a été absorbée par la bande lors de ladite percussion et on corrèle le résultat de cette détermination à la tension de ladite bande, caractérisé en ce que l'on utilise un ensemble de corps de frappe disposés selon au moins une rangée sensiblement perpendiculaire au sens de défilement de la bande, et en ce que l'on réalise une détermination de la distribution de la tension sur la largeur de la bande. Ce procédé permet de faire une mesure sur toute la largeur de la bande et en particulier sur ses rives préférentiellement, les différents corps de frappe sont actionnés séparément ; chaque mesure est ainsi effectuée isolément si bien que les vibrations et perturbations engendrées dans la tôle par une mesure n'ont pas d'influence sur les autres mesures effectuées dans des zones voisines, le temps séparant deux mesures successives étant suffisamment grand pour que les perturbations apportées par une première mesure soient pratiquement négligeables lorsque l'on effectue la mesure suivante. Selon une autre caractéristique de l'invention, les corps de frappe sont disposés selon plusieurs rangées adjacentes, les corps de frappe d'une rangée étant décalés transversalement par rapport aux corps de frappe de la rangée adjacente ; cette disposition permet diminuer le pas transversal de mesure qui est limité, dans le cas d'une seule rangée, à la distance séparant deux corps de frappe voisins. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les corps de frappe sont disposés sous la bande; grâce à cette disposition, la surface de la bande reste libre et peut toujours subir un contrôle visuel ou par des moyens optiques quelconques. De plus, l'effet de la pesanteur lors du retour du corps de frappe augmente la sensibilité de l'appareil, au lieu de la diminuer comme dans le cas où les corps de frappe seraient disposés audessus de la bande. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. Ce dispositif comporte un ensemble de corps de frappe, des moyens de réarmement des corps de frappe et des moyens de déclenchement des corps de frappe. Avantageusement, les moyens de réarmement des corps de frappe comprennent au moins un vérin solidaire d'un élément mobile de réarmement de chaque corps de frappe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le déclenchement de chaque corps de frappe est obtenu au moyen d'une came, les cames de commande des corps de frappe d'une rangée étant portées par un arbre disposé transversalement par rapport à la bande. Préférentiellement les différentes cames d'un arbre étant décalées les unes par rapport aux autres. Cette disposition permet d'obtenir une commande successive des différents corps de frappe d'une rangée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on prévoit préférentiellement, au voisinage d'au moins un corps de frappe, des tampons exerçant une faible pression sur la bande qui permettent d'amortir les vibrations créées par la percussion du corps de frappe sur la bande et, par suite, d'améliorer la fiabilité de la mesure. Ces tampons sont particulièrement utiles pour les corps de frappe les plus proches des rives de la bande. Avantageusement, ces tampons sont constitués par un galet dont l'axe est sensiblement perpendiculaire au sens de défilement de la bande et montée sur un support à amortissement, par exemple un support à ressort. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les corps de frappe sont munis d'un dispositif de réglage de la course de l'élément mobile de frappe ceci permet d'adapter le dispositif de mesure aux caractéristiques de la bande à contrôler. Selon un mode de réalisation, les corps de frappe d'une même rangée sont montés sur un support commun qui comporte un arbre à cames de commande commun et un dispositif de réarmement simultané des corps de frappe de la rangée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d' un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un corps de frappe de type connu - la figure 2 est une vue en coupe parallèlement à l'axe de défilement de la bande d'une rangée de corps de frappe - la figure 3 est une vue en coupe partielle transversale par rapport à la bande, d'une rangée de corps de frappe ; et - la figure 4 représente en vue de dessus un ensemble de trois rangées de corps de frappe destinés à la détermination de la répartition de la tension sur la largeur d'une bande. On voit sur la figure 1 un corps de frappe de type connu, notamment par le brevet français FR-2290660, qui est normalement destiné à la mesure de la dureté d'une éprouvette de matériau 12. Un tel corps de frappe est commercialisé en France sous le nom EQUOTIP par la société PROCEQ. Il comporte essentiellement un élément mobile de frappe 7 qui est muni d'une bille d'épreuve 8 et qui est monté à translation dans un tube de guidage 2. Cet élément mobile de frappe 7 est soumis à l'action d'un ressort de frappe 9 travaillant à la compression. Il renferme un aimant permanent 57. L'élément mobile de frappe 7 comporte à son extrémité opposée à la bille d'épreuve 8 un élément 13 présentant un épaulement coopérant avec une pince de blocage 11. Cette pince de blocage 11 est montée à l'extrémité d'un tube 14 dans lequel peut coulisser un axe 15 qui est solidaire à son extrémité supérieure d'un bouton de déclenchement 4 et qui présente à son extrémité opposée un élément tronconique 16 permettant d'ouvrir la pince 11. Le tube 14 est solidaire d'un tube de rechargement 1 qui est monté à coulissement sur le tube de guidage 2 et qui est maintenu en position haute au moyen d'un ressort de charge 10 travaillant en compression. Le tube de réarmement 1 comporte à son extrémité supérieure un logement 17 dans lequel le bouton déclencheur 4 est monté à coulissement et maintenu en position haute au moyen d'un ressort 18. A sa partie inférieure, le tube de guidage 2 est fixé dans un porte-tube 3 fixe entourant l'élément de frappe 7 qui est muni d'une bobine de mesure 19 qui est reliée par un câble 5 à un instrument de mesure. Le fonctionnement de ce corps de frappe connu est le suivant. Lorsque l'on appuie sur le bouton du déclencheur 4, la tige 15 descend, écarte la pièce 11 comme représenté sur la figure 1 et libère l'élément de frappe 7 qui, sous l'action du ressort de frappe 9 est déplacé vers l'éprouvette 12. La bobine 19 mesure la vitesse V1 de l'élément mobile 7 juste avant la percussion et sa vitesse V2 juste après la percussion d'après l'intensité des courants induits dans son enroulement par le déplacement de l'aimant 57 inclus dans l'élément mobile de frappe.Lorsque l'on utilise un tel corps de frappe sur une bande métallique en défilement, on obtient, grâce à l'appareil de mesure, une valeur caractéristique de la tension à laquelle est soumise la bande, sachant que celle-ci, pour un matériau de caractéristiques mécaniques données, est d'autant plus élevée que le rapport V2 est V1 éleve. Le réarmement de ce corps de frappe s'effectue en faisant coulisser le tube de réarmement 1 sur le tube 2 jusqu'à ce que la pince 11 vienne s'accrocher sur l'extrémité 13 de l'élément de frappe 7 ; on laisse ensuite remonter le tube 1 pour retrouver la position d'armement. Conformément à l'invention, on dispose au moins une rangée de tels corps de frappe transversalement par rapport à une bande métallique en défilement 20 (voir figure 4) ; on peut, par exemple, prévoir une première rangée centrale 21 comportant des corps de frappe 31 répartis sur l'ensemble de la largeur de la bande 20. Etant donné que la détermination de la tension sur les rives de la bande 20 est particulièrement intéressante, on dispose, des deux côtés de la bande, deux rangées latérales 22 et 23 comportant par exemple trois corps de frappe 32, respectivement 33. On voit que les corps de frappe de deux rangées voisines sont décalés transversalement. Ceci permet d'obtenir un pas de mesure inférieur à la distance minimale D séparant deux corps de frappe voisins d'une rangée. Ainsi avec une rangée centrale et deux rangées latérales, le pas de mesure au niveau des rives de la tôle 20 est égal au tiers de la distance D. Les trois rangées 21,22 et 23 sont disposées sur un banc de mesure 24 disposé transversalement par rapport à la bande 20. Préférentiellement, les différents corps de frappe d'une même rangée sont commandés de manière successive, le temps séparant deux mesures effectuées par des corps de frappe voisins étant suffisant pour que les vibrations et perturbations engendrées par la mesure effectuée par l'un deux n'aient plus d'influence sur celles effectuées ensuite par ses voisins. Un décalage semblable peut également exister entre les déclenchements de corps de frappe voisins appartenant à des rangées différentes. On voit sur la figure 2 une vue en coupe transversale par rapport au banc de mesure 24, c'est-à-dire parallèlement au sens de défilement de la bande 20 d'une rangée de corps de frappe. Selon une caractéristique de l'invention, les corps de frappe 30 sont disposés sous la bande 20, la frappe s'effectuant de bas en haut, ce qui permet de laisser libre la surface supérieure de la bande et d'autoriser ainsi son examen. Le corps de frappe comporte de manière connue le tube de réarmement 1, le tube de guidage 2, la pièce porte-bobine de mesure 3, le bouton de déclencheur 4, le câble 5 de liaison à l'appareil de mesure, l'élément mobile de frappe 7 et sa bille 8. Le tube 2 et la pièce porte-bobine 3 sont fixés sur un support fixe 41 et le tube de réarmement est solidaire d'une pièce mobile 42 qui est commune à tous les corps de frappe d'une même rangée et qui est guidée en translation verticale au moyen de deux guides latéraux 43 ; la pièce 42 est maintenue en position basse- par des ressorts travaillant à la compression 44. Le déclenchement de chacun des corps de frappe 30 est commandé par une came 45 portée par un arbre 46 disposé transversalement par rapport à la bande 20 et dont la rotation est commandée par des moyens non représentés. Le réarmement des corps de frappe d'une rangée est obtenu au moyen de vérins 50 qui entraînent la pièce mobile 42 vers le haut à l'encontre des ressorts 44 en vue du réarmement de l'élément mobile 7. Selon une caractéristique préférée de l'invention, on prévoit, au voisinage de l'extrémité du tube de guidage 2 des tampons maintenant la bande 20 lors de la percussion de manière à amortir les vibrations créées par la percussion. Ces vibrations sont particulièrement nocives pour les mesures effectuées au voisinage des rives de la bande, du fait des ondes renvoyées en écho par les rives. Dans l'exemple représenté, ces tampons sont constitués par des galets 47 dont l'axe est disposé selon la largeur de la bande 20 de manière que les galets 47 roulent librement sur cette dernière ; ces galets sont montées sur des supports à amortissement 48 comportant par exemple un ressort. Grâce à cette disposition, les vibrations entraînées par la percussion de l'élément mobile de frappe 7 sont rapidement amorties, ce qui permet de réduire notablement le temps séparant deux mesures successives tout en évitant les perturbations dues aux mesures précédentes. Conformément à l'invention, on prévoit également un dispositif permettant de régler la course de l'élément mobile de frappe 7. Ce dispositif comprend un bouton moleté de réglage 49 agissant sur une tige 51 qui porte des pignons 52 de renvoi d'angles coopérant avec des pignons 53 portés par des tiges filetées 54 correspondantes vissées dans des poutres 55. Lorsque l'on fait tourner le bouton moleté de réglage 49, on déplace l'ensemble des poutres 55, des pièces fixes 41 et des corps de frappe en translation verticale, ce qui permet de régler la course de frappe de la bille 8. Sur la figure 3, qui est une vue en coupe partielle de l'extrémité d'une rangée de capteurs correspondant à la figure 2, on retrouve le corps de frappe 30, la pièce fixe 41, la came 45 portée par son arbre 46, le vérin de réarmement 50 et la poutre 55. On voit en outre sur cette figure un dispositif 56 qui est destiné à réaliser un réglage de la vitesse d'impact de l'élément mobile par réglage de la tension du ressort de frappe du corps de frappe. Ceci permet de régler la vitesse d'impact de l'élément mobile de manière à ce que celle-ci soit suffisamment faible pour que la mesure ne laisse pas d'empreinte sur le produit, sans pour autant compromettre la sensibilité de l'appareil. D'autre part, les moyens de déclenchement des corps de frappe ne sont pas forcément constitués par des cames. Ils peuvent, en particulier, consister en des dispositifs électromagnétiques pouvant être commandés à distance, simultanément ou indépendamment les uns des autres, de façon à permettre leur déclenchement non simultané. L'invention permet d'avoir très rapidement une image des différences de tension existant entre les différentes zones de la bande. Il est ainsi possible à l'opérateur d'agir sur les réglages de l'installation de manière à obtenir une tension aussi homogène que possible sur l'ensemble de la largeur de la bande, ce qui est l'un des éléments essentiels notamment pour l'obtention d'une bonne planéité de la tôle finale. Par ailleurs, les moyens de réarmement des corps de frappe peuvent être non pas mécaniques, comme on vient de le décrire, mais également fluidiques, par exemple pneumatiques. Enfin, il est bien entendu que cette batterie de corps de frappe peut ne pas être répartie sur l'ensemble de la largeur de la bande, mais seulement sur des portions de celle-ci, telles que ses rives. Elle peut alors agir en complément d'autres moyens habituels de mesure de la tension de la bande, actifs sur les portions restantes de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la tension d'une bande métallique (20) maintenue entre deux appuis, telle qu'une bande d'acier en défilement subissant un laminage, dans lequel on réalise une percussion de ladite bande par un corps de frappe, on imprime, avant la percussion, audit corps de frappe une vitesse d'impact reproductible, on détermine, après la percussion, l'énergie dudit corps de frappe (30-33) qui a été absorbée par la bande (20) lors de ladite percussion et on corrèle le résultat de cette détermination à la tension de ladite bande (20), caractérisé en ce que l'on utilise un ensemble de corps de frappe (31-33) disposés selon au moins une rangée (21,22,23) perpendiculaire au sens de défilement de la bande (20), et en ce que l'on réalise une détermination de la distribution de la tension sur la largeur de la bande. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents corps de frappe (31-33) sont commandés séparément de manière successive. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les corps de frappe (31-33) sont disposés selon plusieurs rangées (21-23) adjacentes, les corps de frappe d'une rangée étant décalés transversalement par rapport aux corps de frappe de la rangée adjacente. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les corps de frappe (31-33) sont disposés sous la bande (20). 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de corps de frappe (30-33), des moyens (50) de réarmement des corps de frappe, et des moyens (45) de déclenchement des corps de frappe. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de réarmement des corps de frappe comprennent au moins un vérin solidaire d'un élément mobile de réarmement de chaque corps de frappe. 7. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le déclenchement de chaque corps de frappe est obtenu au moyen d'une came (45), les cames (45) de commande des corps de frappe d'une rangée étant portées par un arbre (46) disposé transversalement par rapport à la bande. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de déclenchement de chaque corps de frappe fonctionnent d'une manière décalée les uns par rapport aux autres. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte, au voisinage d'au moins un corps de frappe, des tampons (47,48) exerçant une faible pression sur la bande. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits tampons sont constitués par des galets (47) dont l'axe est sensiblement perpendiculaire au sens de défilement de la bande et monté sur un support à amortissement (48). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les corps de frappe (30-33) sont munis d'un dispositif de réglage (49,51-54) de la course de l'élément de frappe (7). 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les corps de frappe (31-33) d'une même rangée (21-23) sont montés sur un support commun (41,55) qui comporte un arbre (46) à cames de commande et un dispositif (50) de réarmement simultané des corps de frappe de la rangée.