Brevet FR2696365A1 — publié le 19940408

La présente invention concerne un mécanisme d'avance pour un laminoir à pas de pèlerin froid, comportant au moins un chariot d'avance, dont le mouvement d'avance peut être dérivé d'au moins un arbre d'avance entraîné continuellement5 en rotation, dont, à la rotation, peut être superposé un mouvement axial oscillant. Dans le laminage à pas de pèlerin froid de tubes, le tube à laminer est tourné et avancé, pas à pas, de façon synchrone au mouvement de la cage de laminoir Entre ces mouvements,10 le tube est maintenu généralement stationnaire et n'effectue aucun déplacement De façon usuelle, on utilise des appa- reillages mécaniques pour engendrer le mouvement de rotation et le mouvement d'avance, qui sont entraînés par l'entraîne- ment de la cage de laminoir On connaît également des15 laminoirs à pas de pèlerin froid dont les appareillages mécaniques pour engendrer le mouvement de rotation et le mouvement d'avance pas à pas ont été remplacés par des servoentraînements électriques ou hydrauliques Ces servo- entraînements sont déplacés, selon des prescriptions déter-20 minées, de façon dépendant de l'entraînement de la cage de laminoir. Un mécanisme d'avance du type décrit ci-dessus est connu, par exemple, par le brevet DE-2 116 604 Dans cet état de la technique, la rotation de l'arbre d'avance pour les deux25 chariots d'avance est dérivée de l'entraînement de la cage de laminoir, un engrenage à roues droites coûteux étant utilisé pour cela A la rotation continue de l'arbre d'avance, est superposé un déplacement axial en translation, de sorte que, par le même entraînement, un mécanisme à cames30 est mis en mouvement, lequel, par l'intermédiaire d'un système de leviers, entraîne un mouvement en va-et-vient de l'arbre d'avance Par adaptation correspondante du mécanisme, le mouvement rotatif de l'arbre d'avance et son mouvement axial oscillant s'additionnent ou se soustraient en une avance ou un arrêt du chariot d'avance. De tels appareillages d'avance mécaniques sont coûteux et sujets à l'usure, et les possibilités d'adaptation sont limitées, de sorte que, dans le passé, on a souvent utilisé des appareillages d'avance dans lesquels étaient utilisés des servoentraînements électriques ou hydrauliques régla- bles de façon séparée. En particulier, dans le cas de servo-entraînements électri- ques pour engendrer le mouvement d'avance, on doit prendre en compte des délimitations claires relativement aux valeurs d'avance qui peuvent être atteintes Les entraînements d'avance électriques utilisés déplacent directement les15 organes entraînés, c'est-à-dire que la vitesse à la sortie est toujours directement proportionnelle à la vitesse du moteur d'entraînement La puissance totale pour engendrer le déplacement doit ainsi être appliquée par les servo- entraînements, du fait de quoi des limites d'avance assez20 étroites doivent être acceptées. Comme le mouvement d'avance n'est pas inversé, mais se déroule toujours dans le même sens, toute la plage possible des vitesses de rotation des servo-entraînements ne peut pas être exploitée Cependant, les servo-entraînements doivent recevoir les moments de charge dans leur totalité La proportion du couple du moteur disponible pour l'accéléra- tion est en conséquence inutilement faible, de sorte que les valeurs d'avance qui peuvent être atteintes sont réduites par des charges externes liées à la technique de laminage30 (forces de laminage en retour) Comme, pour les servo- entraînements d'avance, les arbres en engagement avec le chariot d'avance sont tournés de façon intermittente, cette rotation nécessite d'importants moments d'accélération, ce qui s'exerce, à son tour, de façon désavantageuse sur les valeurs d'avance qui peuvent être atteintes. Les étages de démultiplication entre le servomoteur et l'arbre doivent être dimensionnés en considérant la meil-5 leure accélération possible Généralement, cela entraîne de grands rapports de démultiplication, c'est-à-dire des vitesses de rotation élevées du moteur pour de petites vitesses de rotation de l'arbre Les étages de démultiplica- tion ainsi choisis entraînent automatiquement que le rappel10 du chariot d'avance dans sa position initiale dure assez longtemps quand le servomoteur tourne à rebours à sa vitesse de rotation maximale Pour l'opérateur, cela représente une perte non négligeable de temps de production. La présente invention a pour but de perfectionner un méca- nisme d'avance pour un laminoir à pas de pèlerin froid du type indiqué, de sorte que, d'une part, il soit souple et puisse être adapté à différentes prescriptions et que, d'autre part, il fournisse des valeurs d'accélération élevées pour une réalisation simplifiée du mécanisme. A cet effet, le mécanisme d'avance pour un laminoir à pas de pèlerin froid, du type indiqué ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que, pour engendrer le mouvement axial de l'arbre d'avance, un arbre à rouleaux planétaires connu en soi est prévu, lequel est relié à une extrémité de25 l'arbre d'avance et coaxialement à celui-ci, en pouvant tourner indépendamment, et dont le boîtier est agencé de façon stationnaire dans le carter du mécanisme d'avance, l'arbre à rouleaux planétaires pouvant être entraîné en rotation et en translation, par l'intermédiaire d'un engre-30 nage à roues droites, par un entraînement séparé. Pour un entraînement usuel de l'arbre d'avance, dérivé de l'entraînement de la cage de laminoir ou séparément entraîné par des entraînements hydrauliques ou électriques, l'inven- tion consiste à fournir un nouveau type d'entraînement pour le déplacement axial en translation de l'arbre d'avance. Pour cela, on utilise un arbre à rouleaux planétaires connu5 comme élément de machine, c'est-à-dire que l'entraînement en translation de l'arbre d'avance est engendré à l'aide du déplacement axial de l'arbre à rouleaux planétaires tourné dans son boîtier Celui-ci est ainsi relié à la face fron- tale de l'arbre d'avance, de sorte qu'il peut effectuer,10 avec l'arbre d'avance et l'arbre d'avance avec lui, des déplacements axiaux, une rotation indépendante des deux arbres étant cependant possible Pour tourner l'arbre à rouleaux planétaires et, ainsi, obtenir son déplacement axial, celui-ci est muni d'un entraînement séparé qui15 entraîne l'arbre à rouleaux planétaires dans les deux sens de rotation par l'intermédiaire d'un engrenage à roues droites De plus, l'entraînement séparé permet une liberté complète pour le réglage de la course de l'arbre, sans avoir les inconvénients précédemment décrits de l'entraînement20 direct de l'arbre d'avance par des servomoteurs. Avantageusement, l'entraînement de l'arbre à rouleaux planétaires est un servomoteur, qui est relié à une roue à denture hélicoïdale de l'engrenage à roues droites par l'intermédiaire d'une vis sans fin Le servomoteur peut être25 commandé dans les deux sens de rotation Le servomoteur tourne, pendant l'arrêt de la loupe, "à rebours" Pendant la phase d'avance, il modifie son sens de rotation et accélère à une vitesse de rotation maximale positive, de sorte que, dans le cas extrême, toute la plage des vitesses de rotation peut être exploitée Cet avantage est particulièrement important pour des servomoteurs de forte puissance, du fait que ceux-ci présentent souvent une vitesse de rotation maximale assez faible. Un avantage particulier de l'invention consiste en ce que la puissance à fournir en totalité pour l'entraînement d'avance est répartie sur au moins deux entraînements De plus, l'entraînement en rotation continu de l'arbre d'avance peut5 de même être effectué par l'intermédiaire d'un ou plusieurs servomoteurs Grâce à la proposition de l'invention, le servomoteur pour le déplacement axial en translation est largement déchargé des couples, qui sont appliqués, par la force de laminage, dans l'arbre d'avance Ces forces sont10 reçues par les entraînements en rotation de l'arbre d'avance lui-même. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins une roue dentée de l'engrenage à roues droites présente une largeur adaptée à la course axiale de l'arbre d'avance.15 Grâce à cette proposition, l'engrenage à roues droites reste en engagement dans chaque position axiale de l'arbre à rouleaux planétaires. Dans une réalisation particulière de l'invention, il est prévu que, entre l'arbre d'avance et l'arbre à rouleaux20 planétaires, est agencé un palier axial recevant les forces axiales provenant du processus de laminage Il est avanta- geux que l'arbre à rouleaux planétaires soit en état de recevoir les forces de laminage en retour qui sont transmi- ses par l'arbre d'avance, par l'intermédiaire du palier25 axial Les couples, qui sont engendrés par ces forces dans l'arbre, sont beaucoup mieux contrôlés que dans le cas o l'arbre d'avance est déplacé en rotation directement par le servomoteur Grâce à la réalisation selon l'invention, les forces arrivant en définitive sur le servomoteur sont très30 faibles Ainsi, le servomoteur n'est pas chargé aussi fortement par les forces de laminage et peut rendre disponi- bles, pour l'accélération du chariot d'avance, une plus grande partie de son couple moteur. Comme les arbres d'avance des chariots sont accélérés en translation, moins de puissance est nécessaire que lorsque les arbres sont accélérés en rotation directement par les servomoteurs Malgré cela, le domaine de variation, lors du5 réglage de l'avance, demeure conservé par rapport à la solution coûteuse utilisant des cames. Par découplage du servomoteur, entraînant le mouvement axial en translation de l'arbre d'avance, des entraînements en rotation pour le déplacement continu de l'arbre d'avance, le10 retour du chariot d'avance peut être également amélioré Le mécanisme qui engendre le déplacement axial en translation n'est pas décisif pour la vitesse de retour Ce mécanisme peut ainsi être dimensionné de façon optimale en ce qui concerne les exigences de l'entraînement d'accélération sans15 que, comme indiqué ci-dessus, la vitesse de retour du chariot soit influencée de façon néfaste par le mécanisme. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une représentation très schématique d'un mécanisme d'avance selon l'invention. La figure 2 est une coupe longitudinale de la partie du mécanisme d'avance engendrant le mouvement axial en transla- tion. La figure 3 est la coupe A-B de la figure 2. Sur la figure 1, la cage du laminoir à pas de pèlerin froid est désignée par la référence numérique 1, laquelle est animée d'un mouvement en va-et-vient par un entraînement à manivelle 2 dans la direction de la flèche 3 Les chariots d'avance désignés par 4 et 5 saisissent, par leurs disposi-30 tifs de serrage 6 et 7, alternativement, le tube et le déplacent d'une course d'avance, aussitôt que la cage de laminoir 1 traverse la position de point mort Les chariots d'avance 4 et 5 sont entraînés de façon continue par l'in- termédiaire des arbres d'avance 8,9, les arbres 8,9 pouvant5 être commandés indépendamment l'un de l'autre et leur sens de rotation pouvant être inversé, de sorte que le chariot d'avance 4 ou 5 qui n'est pas en engagement avec le tube peut être ramené dans sa position initiale, tandis que l'autre chariot d'avance prend en charge l'avance du tube.10 Dans l'exemple de réalisation représenté, les deux arbres d'avance 8,9 peuvent être entraînés par des moteurs séparés ,11 par l'intermédiaire d'engrenages à roues droites 12. Selon l'invention, à la rotation des arbres d'avance 8,9, est superposé un mouvement de translation oscillant qui est15 engendré par un arbre 13 à rouleaux planétaires Pour cela, on fait plus particulièrement référence à la figure 2. Sur la figure 2, le carter de la partie de mécanisme selon l'invention est désigné par la référence numérique 14 Dans ce carter, est monté l'axe 15 de l'arbre 13 à rouleaux20 planétaires en 16 dans une paroi médiane 17, d'une part, tandis que l'axe 15 portant l'arbre 13 à rouleaux planétai- res est monté, d'autre part, dans le boîtier 18 de l'arbre à rouleaux planétaires Le boîtier 18 est fixé de façon stationnaire en 19 au carter 14 du mécanisme et permet une25 rotation de l'arbre à rouleaux planétaires en même temps qu'un mouvement axial Pour engendrer la rotation de l'axe , il est prévu le servomoteur 20 qui est relié, par l'intermédiaire d'une vis sans fin 21 tournée par celui-ci, à une roue à denture hélicoïdale 22, laquelle est agencée sur l'axe 23 coaxialement à une roue droite 24 La roue droite 24 engrène avec une roue droite 25, laquelle est fixée, de façon solidaire en rotation, sur l'axe 15 Pour garantir que, pendant le déplacement axial, se produisant lors de la rotation de l'arbre à rouleaux planétaires, de l'axe 15, la paire de roues droites 24,25 reste en engage- ment, la roue droite 25 présente une largeur de dent corres- pondant à l'étendue de course Le palier 16 de l'axe 15 est réalisé en tant que palier à glissement et permet de même le5 déplacement axial dudit axe. L'extrémité de l'axe 15 opposée à l'arbre à rouleaux plané- taires présente un collet 26 contre lequel s'appuie un palier axial 27, grâce auquel l'arbre d'avance 29 est relié, par appui, à l'axe 15 par l'intermédiaire d'un organe de10 liaison 28 La liaison est telle que l'axe 15 et l'arbre d'avance 8 ou 9 sont fixés rigidement l'un à l'autre en direction axiale, une rotation indépendante étant cependant possible. Sur la figure 3, est représentée la coupe A-B de la figure 2 Les mêmes pièces sont désignées de la même façon. En référence à la figure 1, le fonctionnement du mécanisme peut être décrit comme suit La cage de laminoir 1 est déplacée en va-et-vient par l'entraînement à manivelle 2 Le chariot d'avance 4 a saisi le tube sur la figure 1, le20 chariot d'avance 5 ayant libéré le tube Pendant que le chariot d'avance 5 est ramené, dans la direction de la flèche, dans sa position initiale, le chariot d'avance 4 déplace le tube dans la direction d'avance Pour cela, les arbres d'avance 8,9 sont entraînés, en sens inverse, par les25 moteurs d'avance 10,11, en rotation constante A la rotation des arbres d'avance créant l'avance, est superposé un mouvement de translation oscillant qui est créé dans l'arbre à rouleaux planétaires Pour cela, le servomoteur 20 est entraîné en rotation et entraîne, par l'intermédiaire de la vis sans fin 21, de la roue à denture hélicoïdale 22, et de la paire de roues dentées 24,25, une rotation de l'axe 15 de l'arbre 13 à rouleaux planétaires, grâce à quoi celui-ci se déplace en direction axiale dans son boîtier Comme l'axe 15 est axialement relié en 28 à l'arbre d'avance 8,9, l'arbre ou les arbres d'avance 8,9 sont déplacés axialement, le déplacement axial en translation et le déplacement rotatif des arbres d'avance se superposant Lorsque le sens de5 rotation du servomoteur 20 est inversé, par adaptation correspondante des entraînements, le mouvement du chariot d'avance est arrêté par rapport à la cage de laminoir, du fait que le mouvement d'avance des arbres 8 ou 9 est compen- sé par le déplacement axial de l'arbre à rouleaux planétai-10 res. REVENDICATIONS 1 Mécanisme d'avance pour un laminoir à pas de pèlerin froid, comportant au moins un chariot d'avance, dont le mouvement d'avance peut être dérivé d'au moins un arbre d'avance entraîné continuellement en rotation, dont, à la5 rotation, peut être superposé un mouvement axial oscillant, caractérisé en ce que, pour engendrer le mouvement axial de l'arbre d'avance ( 8,9), un arbre ( 13) à rouleaux planétaires connu en soi est prévu, lequel est relié ( 28) à une extrémi- té de l'arbre d'avance ( 8) et coaxialement à celui-ci, en10 pouvant tourner indépendamment, et dont le boîtier ( 18) est agencé de façon stationnaire dans le carter ( 14) du méca- nisme d'avance, l'arbre ( 13) à rouleaux planétaires pouvant être entraîné en rotation et en translation, par l'intermé- diaire d'un engrenage à roues droites ( 24,25), par un entraînement séparé ( 20,21,22). 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraînement de l'arbre ( 13) à rouleaux planétaires est un servomoteur ( 20), qui est relié à une roue à denture hélicoïdale ( 22) de l'engrenage à roues droites ( 24,25) par l'intermédiaire d'une vis sans fin ( 21). 3 Mécanisme selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une roue dentée ( 25) de l'engrenage à roues droites ( 24,25) présente une largeur adaptée à la course axiale de l'arbre d'avance ( 8,9). 4 Mécanisme selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, entre l'arbre d'avance ( 8,9) et l'arbre ( 13) à rouleaux planétaires, est agencé un palier axial ( 27) recevant les forces axiales provenant du proces- sus de laminage.