Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
3~3~
-- 1 --
L'invention concerne un procede de reglage d'un
laminoir a cylindres obliques, du type utilisé pour le
laminage de barres ou de tubes métalliques afin d'obtenir
en une seule passe un fort taux de reduc-tion. ~'invention
concerne egalement un laminoir permettant la mise en oeuvre
de ce procede de reglage.
Un tel procédé s'applique en particulier au lami-
nage à chaud de barres ou de tubes par exemple en acier.
Le brevet FR 1 576 091 décrit, (voir pages 5 et 6
ainsi qu'à la figure 2), un laminoir à cylindres obliques
comportant trois cylindres de travail en forme de champi-
gnon. Ces cylindres sont disposes à l'interieur d'une cage
formée par un carter, auquel sont fixés trois supports de
cylindre, repartis autour de l'axe de la matiere a laminer.
La cage tourne autour de cet axe, grâce à un moteur dont le
pignon d'entralnement attague une couronne dentée. La rota-
tion de chaque cylindre autour de son axe est obtenue par un
systeme planetaire comprenant une couronne dentée fixée sur
un arbre creux à l'intérieur duquel se déplace la matière à
laminer.
Trois systèmes satellites engrènent sur cette
couronne dentee et font, chacun, tourner un cylindre tel que
au moyen d'un couple de pignons d'angle. L'un de ces
pignons est monte sur l'axe du satellite, l'autre sur l'axe
du cylindre de laminage.
Le moyen de réglage d'un laminoir de ce type, de
façon à ajuster l'avance à la valeur souhaitée en particu-
lier en fonction du diamètre lamine est décrit dans l'arti-
cle de E~J~FoE~ BREITSCHNEIDER publie dans Iron and Steel
Engineer (Octobre 1981 pages 51 à 54)~ Il consiste, (voir
page 51 colonne de gauche), à faire tourner l'axe de chaque
cylindre de laminage autour de l'axe du satellite correspon-
dant, de façon a obtenir le degré d'inclinaison voulu ~ui
permet l'avance. Cette rotation d'un axe autour de l'autre
~4~
3~
- la -
est effectuee sans modifier ltangle que font entre eux ces
deux axes qui est impose par construction, et peut être, par
e
t7t,~7
-2-
(voir page 52 colonne de gauche). Cette lnclinaison permettant
l'avsnce peut, selon l'auteur, varier de O ~ 10~
Par ailleurs, le FR 1 576 091 décrit un moyen per~ettant de régler le
5. diamètr~ de lamlnage. Ce moyen consiste à faire glisser chnque
cylindre de travsil le long de son axe , en aglssant sur un
disposltif d'approche , ce qui permet de faire varier la sectlon
de sortie de la matiere à laminer.
lO.Le réglage des cylindres des lamlnoirs de ce type, par ces deux
moyens, présente de sér~eux inconvénients. En effet, le réglage de
l'avance, qu'on effectue en faisant tourner l'axe de chaque cylindre
autour de l'axe du satelllte correspondant, entra~ne un déplacement
de la zone de trava~l de chaque cylindre au contact du produit.
15. Ce déplacement transversal es~ dû au fait que, plus on augmente
l'angle d'avance et plus le cylindre s'écarte du plan de symétrie qul
passe par l'axe de laminage et l'axe du satellite. Il en résulte une
première cause de perturbation des conditions de laminage, qui, dans
un tel procédé, sont particulièrement critiques et doivent pouvoir
20.etre ajustées avec une grande précision. Le réglage de la sPction de
sortie, obtenu en faisant glisser le cylindre le long de son axe, a
également l'inconvénlent de déplacer la zone de laminage le long de
l'axe de laminage~ La combinaison d'un tel déplacement axial avec le
déplacement transversal consécutif au réglage de l'avance, a pour
25. effet de perturber encore davantage les conditions de laminage et donc
de nuire à la qualité du produit, en particulier en ce qui concerne
l'état de surface et dans le cas d'un tube la régularlté d'épalsseur.
Le brevet français 1 475 645 décrit un autre type de laminoir oblique
30.à trois cylindres dans lequel on effectue un réglage conjugué de
l'écartement des cylindres par rapport à l'axe de laminage et de
l'angle d'avance. Pour cela chaque cylindre est monté sur deu~ paliers
disposés de part et d'autre du cylindre. La figure 1 de ce document
montre que ce réglage conjugué est réalisé en faisant tourner autour
35. de l'axe de laminage un flasque qui porte les trois paliers xitués
d'un ~ême côté des cylindres.
On peut ainsi en cours de laminage, en particulier en fin de laminage
d'une ébauche de tube, faire varier simultané~ent l'Pcartement des
cylindres et l'angle d'avance, pour éviter en particulier
les déchirures d'ébauches et même les blocages. Cet-te
possibilité est particulièrement importante pour les taux
élevés de réduction de section.
Cette méthode de réglage présente l'inconvénient de
provoquer un déplacement de la zone de travail de chaque
cylindre au contact du produit.
Par ailleurs, comme on peut le constater de ce document, la
mé-thode s'applique à des laminoirs dont l'axe des cylindres
n'est que faiblement incliné par rapport à l'axe de
laminage.
La présente invention vise à réaliser un procédé de réglage
d'un laminoir à cylindres obliques, permettant de régler
l'avance du produit en cours de laminage de ~açon
pratiquement indépendante des autres paramètres de réglage.
Elle vise aussi la possibilité dans un tel laminoir de faire
varier dans de larges limites le diamètre des produits
laminés obtenus, en conservant les conditions optimales de
laminage en particulier en utilisant le meme jeu de
cylindres de laminage.
L'invention vise aussi la possibilité de mettre au point un
procédé de réglage d'un laminoir à trois cylindres dont les
axes des cylindres sont inclinés d'au moins 30 par rapport
à l'axe de laminage.
L'invention vise également à réaliser un laminoir perjmettant
d'appliquer un tel procédé de réglage et présentant une
structure aussi compacte et robuste que possible ainsi qu'un
encombrement minimal.
æ~
'73~
Le procédé de réglage suivan-t l'invention apporte une
solution particulièremen-t efficace à ces problèmes.
Selon la présente invention, il est prévu un pxocédé de
reglage d'un laminoir à cylindres obliques pour le laminage
de barres ou de tubes métalliques, comportant au moins trois
cylindres répartis autour de l'axe de laminage, chaque
cylindre étant de section généralement décroissan-te, au
moins dans sa partie assurant la réduction de section du
produit, depuis le côté d~entrée jusqu'au côté de sortie,
l'axe de chaque cylindre étant incliné de 20 à 70 par
rapport à une droite sécante qui le coupe et qui coupe à
angle droit l'axe de laminage, cet axe de chaque cylindre
etant de plus apte à tourner autour d'un axe de réglage,
constitué par une telle droite sécante, à inclinaison
constante par rapport à cette droite, laquelle traverse la
zone de contact entre le cylindre et le produit laminé, de
façon à faire varier l'angle d'avance, procédé dans lequel,
dans le but de faire varier de façon conjuguée, en cours de
laminage, l'angle d'avance et l'écartement de chaque
cylindre par rapport à l'axe de laminag0, on monte chaque
cylindre en rotation sur des paliers logés dans une cage
porte-cylindre, autour de laquelle est disposé un ensemble
de vis/écrou, axé sur l'axe de réglage et dont l'un des deux
composants est solidaire de la cage porte-cylindre, l'autre
composant, libre en rotation par rapport à celle-ci, étant
monté en rotation sur un palier, fixe par rapport au bâti du
laminoir et dans lequel on fait tourner chaque cage porte-
cylindre autour de l'axe de réglage correspondant, grâce à
des moyens moteur, de fa~on à faire varier simultanément
l'angle d'avance de chaque cylindre d'une même quantité,
tout en maintenant le composant libre en rotation de chaque
ensemble vis/écrou calé en rotation par rapport au bâti,
afin de réaliser un même déplacement de chaque porte-
3~7;3~7
-- 5
cylindre le long de l'axe de réglage conjugué avec cet-te
même variation de l'angle d'avance.
De préférence, dans ce procédé on détermine le sens de
rotation de chaque cylindre pour que, en faisant tourner
chaque cage porte-cylindre autour de son axe de réglage,
dans un sens entraînan-t une diminution d'un angle d'avance
positif, on réalise un écartement correspondant de chaque
cylindre par rapport à l'axe de laminage.
On règle de préférence l'angle d'avance ~ entre 3 et 30 ~
Selon la présente invention, il est également prévu un
laminoir à cylindres obliques perme-ttant l'obtention de
barres ou tubes métalliques de révolution, comportant au
moins trois cylindres répartis autour d'un axe de laminage,
chaque cylindre ayant un profil de révolution de section
géneralement decroissante, du moins dans la partie assurant
la réduction de diamètre extérieur du produit à laminer,
depuis le côté d'entrée de celui-ci jusqu'à son côté de
sortie et étant monté en porte à faux à une extrémité d'un
arbre de révolution relié par un moyen de transmission à un
moyen d'entrainement en rotation, cet arbre de révolution
étant supporté par des paliers montés à l'intérieur d'une
cage porte-cylindre, elle-même montée en rotation autour
3~3~
- 6
d'un axe de reglage qui coupe l~axe de révolution du
cylindre en formant avec celui-ci un angle de 20 à 70 ,
traverse la surface du cylindre dans la zone de contact avec
le produit en cours de laminage et coupe a anyle droit l'axe
de laminage, un premier moyen de réglage permettant de
régler l'écartement de chaque cylindre par rapport à l'axe
de laminage en dépla~ant la cage porte-cylindre le long de
l'axe de réglage, laminoir dans lequel.
- le premier moyen de réglage comprend un ensemble vis-écrou
axé sur l'axe de réglage dont l'un des deux composants est
disposé à la périphérie de la cage porte-cylindre et
solidaire de celle-ci, l'autre composant étant monté libre
en rotation sur un palier fixe par rapport au bati du
laminoir, un moyen d'entrainement en rotation permettant de
faire tourner le composant libre en rotation, par rapport à
celui qui est solidaire de la cage porte-cylindre, autour de
l'axe de réglage, d'une quantité déterminée pour déplacer la
cage porte-cylindre de la longueur voulue le long de l'axe
de réglage.
De préférence le composant qui est disposé à la périphérie
de la cage porte-cylindre est la vis.
Chaque cylindre de laminage peut comporter une zone de
calibraget à l'extrémité de la zone de déformation par
réduction.
Avantage~sement, l'axe de réglage traverse la surface du
cylindre dans la zone de calibrage.
Avantageusement l'intervalle de rotation du deuxième
composant par rapport au premier est inférieur à deux tours~
.
7~
~ - 7 -
De préférence le composant libre en rotation de l'ensemble
vis/écrou peut comporter une couronne dentée qui peut etre
entraînée en rotation par un premier moyen moteur qui
actionne un pignon denté qui engrene sur cette couronne. De
préférence également la vis de l'ensemble vis/écrou est
constituée par un filetage, réalisé à la périphérie de la
cage porte-cylindre, l'écrou étant une couronne écrou montée
en rotation sur un palier relie de fa~on ~ixe au bati du
laminoir.
De préférence au niveau de chaque cage porte-cylindre, un
deuxième moyen de réglage comprend un moyen d'entrainement
en rotation qui permet d'entrainer en rotation la cage
porte-cylindre autour de l'axe de réglage, sous l'action
d'un deuxième moyen moteur. Celui-ci permet d'orienter la
cage porte-cylindre de fa~on à donner au cylindre l'angle
d'avance voulu par rapport a l'axe de laminage. De
préférence un moyen de calage peut permettre d'empêcher la
rotation du composant libre en rotation de l'ensembl~
vis/écrou, pendant l'entraînement en rotation de la cage
porte-cylindre autour de l'axe de réglage. L'action de ce
moyen de calage permet d'effectuer, en agissant uniquement
sur le deuxième moyen de réglage, une variation conjuguée de
l'angle d'avance et de l'écartement du cylindre par rapport
à l'axe de laminage.
On peut aussi prévoir de solidariser les deux composants de
l'ensemble vis/écrou lorsqu'on fait agir le deuxième moyen
de réglage, de fa~on à faire varier uniquement l'angle
d'avance.
Une telle disposition faisant appel à un ensemble vis/écrou
entourant la cage, pour la mise en oeuvre du procédé suivant
l'invention, permet de réaliser une structure très robuste
! .i. .~
13~73~
~- 7a -
et très compacte avec en particulier un encombrement radial
réduit au minimum.
Par exemple le moyen d~entraînement en rotation de chaque
cage porte-cylindre peut être un pivot fixé à la périphérie
de ce~te cage sur lequel s~articule une tige actionnée par
le deuxième moyen moteur; celui-ci peut avantageusement être
un vérin. Le pivot peut être avantageusement monté sur une
bague de révolution calée en rotation sur la cage porte-
cylindre et entourant l'ensemble vis/écrou.
De préférence, un moyen de synchronisation des déplacementsangulaires de l'ensemble des cages porte-cylindre relie ces
cages les unes aux autres, de facon à imposer à chaque
instant à leurs cylindres un même angle d'avance par rapport
à llaxe de laminage. Ce moyen de synchronisation peut par
exemple etre réalisé avec des moyens de liaison articulés.
Avantageusement, au niveau de chaque cage porte-cylindre, un
moyen de précontrainte permet de mettre en appui la cage
porte-cylindre sur le bati, en annulant les jeux existan~s,
en particulier au contact vis/écrou et au niveau du palier
contre lequel porte le composant libre en rotation de
l'ensemble vis/écrou. Avantageusement, ce moyen de
précontrainte comporte un moyen de traction, disposé suivant
l'axe de réglage, relié d'une part à la cage porte-cylindre
et d'autre part au bâti. Ce moyen de traction applique sur
la cage porte-cylindre une force orientée parallèlement à
l'axe de réglage et dirigée vers le bâti. Ce moyen de
traction est avantageusement un vérin.
De préférence, le laminoir peut comporter un couple de
pignons coniques qui assure la transmission du mouvement
d'un arbre moteur à l'arbre sur lequel est monté chaque
- 7b -
cylindre du la~inoir. L'arbre moteur de chaque cylindre
peut être monté radialement par rapport à l'axe de laminage,
ou il peut etre perpendiculaire a l'axe de réglage. Le
moteur peut etre relié au moyen moteur par une articulation
flexible, telle qu'une articulation à cardan.
;. . ~
3~ 7
Grâce ~ la difipositlo~ ~uivane l'invention de l'~xe de réglage, et
la variatlon con~uguée, il es~ possible de f~ire ~arler ~lmultané~ent
1'angle d'~vance et l'épaisseur du tube, ce qui p¢r~et de laminer le
tube ~usqu'~ son extrémité en évlt~nt les blocages en fin de lamlnage,
blocages dus aux déformations trlangulaire~ excessives que l'on a
constatées contrairement ~ ce à quol on pouvait s'attendre sur un tel
laminoir à trois cylindres.
Dans ce cas on accroit l'~cartement des cylindres et on réduit l'angle
10. d'avance.
Il est possible d'utiliser des ensembles vis/écrou dont le pas est
adapté de fa~on à ajuster le rapport entre la variation d'angle
d'avance et la variation de l'écartement des cylindres à la valeur
15. optimale. On peut aussi actionner de façon synchronisée le premier et
le deuxième moyen de réglage de façon à superpo5er à la variation
d'écartement conjuguée à la varia~lon d'angle d'avance, une variation
indépendante d'ecartement qui peut s'ajouter ou se retrancher de la
première, suivant le sens d'entra~nement en rotation du co~posant
20. libre en rotation de l'ensemble vis/écrou.
La description détaillée ainsi que les figures ci-après permettent de
mieux comprendre, de façon non limitative, les caractéristiques du
procédé de réglage suivant l'invention d'un laminoir à cylindres
25. obliques, et celles des differents modes de réalisation du laminoir
qui fait egalement partie de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'une cage
porte-cylindre d'un laminoir oblique, comportant les moyens de réglage
30. suivant l'i~vention, équipée d'un arbre moteur monté radialement par
rapport à l'axe de laminage.
La figure 2 est une vue de dessus, du cylindre de laminage de la
figure l en position de travail sur un tube ou une barre en cours de
35. la~inage.
La figure 3 est une vue selon l'axe de lamlnage côté sortie, d'un
laminoir à trois cylindres équipé des moyens de réglage suivant
l'invention.
3 7~3 ~
_9_
La figure 4 est une vue en élév~tion et en coupe d'une cage
porte-cylindre d'un laminoir obllque, co~portant les ~oyens de réglage
suivant l'invention, équipée d'un arbre moteur perpendiculaire ~ l'axe
de réglage.
5.
La fi~ure S est une vue de dessus de la fiKure 4.
Ls figure 6 est une vue schématique du c8té aval d'un autre mode de
réalisation d'un laminoir à cylindres obl~ques, suivant l'invention,
10. permettant la mi8e en oeuvre du procédé suivant l'invention, de façon
particulièrement avan~ageuse.
La figure 7 est une vue en coupe suivant A-A de la figure 6.
15. La figure 8 est une vue schématique du côté amont du laminoir de la
figure 6.
La figure 9 est une vue de dessus de la figure 7.
20. La figure 10 est une vue partielle en coupe suivant H-H de la figure
9.
La figure 1 represente de façon schématique en elévation et en coupe,
un cylindre de laminage, d'un laminoir oblique à trois cylindres
25. équipé du dispositif de réglage suivant l'invention.
Sur cette figure, on remarque l'axe de laminage (Xo Xl), le long
duquel un tube ou une barre de révolution (1) est en cours de
laminage.
30.
Le cylindre oblique (2) est monté sur un axe de révolution (Yo Yl) à
l'intérleur d'une cage (3) de forme générale cylindrique, dans
laquelle il repose sur des paliers (4).
35. La cage (3) est elle-même montée en rotation autour d'un axe de
réglage (Zo Zl~ perpendiculaire a l'axe (Xo Xl~, et l'intersectant.
Cet axe de réglage (Zo Zl) intersecte l'a~e (Yo Yl), et traverse la
surface du cylindre dans la zone de contact avec le tube (1). Le polnt
(5) de traversée de la surface du cylindre par l'axe (Zo Zl)- se
37
--10--
trouve dans la zone de callbrage~ ~ l'extrémlté de la zone de contact
du côté sortl~ d~ tube, zone dans laquelle le travail du cylindre
consiste essentiellement à égaliser la surface cylindrlque du ~ube, de
façon à éliminer les ondulations de profil hélicoldal résultant de
5. l'avance.
Dans le cas de cette figure les axes perpend~culaires (XoXl~ et (Zo
Zl) sont dans le plan de la figure et l'axe de révolution (YoYl) du
cylindre (2) est incliné par rapport à ce plan qu'il traverse d son
10. point d'intersection avec l'axe de ré~lage (Z0zl)-
La figure 2 est une vue de dessus suivant l'axe de réglage (Zo Zl) dela figure l. Le plan de cette figure, perpendiculaire à (Z0zl)
contient l'axe (XoXl~. On a représenté uniquement le cylindre (2) et
15. le tube ou barre (1), la cage (3) étant enlevée. La projection sur le
plan de là figure de 17axe de révolution (YoYl) fait avec l'axe (X~Xl)
un angle (A). Cet angle (A) est, par définition l'angle d'avance du
cylindre (2) par rapport à l'axe de laminage.
20. Cet angle est réglable par rotation de la cage (3) autour de l'axe
(ZOzl)- Il peut être par exemple de 10.
Dans le cas de la figure 2, le cylindre (2) vu de dessus tourne dans
25. le sens de la flèche (sens des aiguilles d'une montre) pour entra~ner
le produit le long de l'axe (X0 Xl) de droite à gauche.
Comme le montre la figure 1, l'angle d'inclinaison (i) de l'axe d~
révolution (Yo Yl) par rapport à l'axe de réglage (Zo Zl) est
30. d'environ 45. Cet angle est fixe et indépendant de l'angle d'avance.
Il peut varier suivant les caractéristiques des laminoirs d'environ
20 à environ 70.
On remarque par ailleurs, que l'axe de révolution (Yo Yl) est orienté
35. de façon à se rapprocher de l'axe de laminage (Xo Xl), en direction de
la ~one de sortie du produit laminé du laminoir. Par construction cet
axe n'intersecte pas l'axe de laminage sauf lorsque l'angle d'avance
(A) est égal ~ 0, ce qui n'est ~amais le cas en position de laminage.
737
Le cylindre de laminage (2~ a un profll de révolution dont la 3ection
décro~t en direction de la zone de ~ortle du produit ~ laminer. Dans
la zone de callbrage, le profil de la génératrice du cylindre est
determiné de façon à lisser la aurface de 18 barre en atténuant ou
5. supprimant les ondulations héllco~dales qutelle peut présenter.
Suivant l'inventlon, le réglage de l'an~le d'avance (A) est effectué
en faisant tourner la cage (3) autour de l'axe de réglage (ZO Zl)
jusqu'à lui donner l'orient~tion angulaire voulue. Dans le cas de la
10. figure 1, on a~ufite l'angle d'avance (A) à la valeur désirée, en
faisan~ tourner, par un moyen connu et non représen~é, la cage (3~ à
l'intér~eur d'une enveloppe annulaire fixe (6), qui est elle-même
solidarisée avec la structure fixe du laminoir également non
représentée~
15.
Un moyen de calage angulaire non représenté permet de caler la cage
(3~ dans une posltion angulaire déterminée à l'Lntérieur de
l'enveloppe (6). On Yoit que, grâce à ce procédé de réglage de l'anglP
d'avance suivant l'invention, il est possible de faire varier l'angle
20. d'avance, dans de très larges limites, sans perturber notablement les
conditions de laminage. On constate en effet, que la rotation de la
cage autour de l'axe (Zo Zl) fait tourner le cylindre, da~s sa zone de
contact avec la barre ou le tube autour du point fixe (5) qui est sur
l'axe de réglage. Ce point (5~ est normalement situé dans la zone de
25. calibrage (C) du cylindre. Sur la figure 1 le repère (7) represen~e
sur le cylindre la limite entre la zone de calibrage (C) et la zone de
r~duction.
De telles possibilités ne sont pas offertes par les méthodes de
30. réglage connues, telles que celle décrite dans l'article publié dans
"Iron and Steel Engineer" (Octobre 1981 pages 51 à 54).
Il est également possible, suivant l'invention, de régler le diamètre
de sortie des produits laminés, sans modifier notablement les
35. conditions de laminage. Ceci est realisé en faisant glisser la cage
porte-cylindre (3), ~ l'intérieur de l'enveloppe fixe (6), suivant
l'axe (Zo Zl)- Des moyens connus et non décrits permettent de réaliser
ce glissement et de caler axialement la cage (3) par rapport à
l'enveloppe (6), en n'impor~e quel point à l'interieur de la plage de
40. réglage. Ce réglage par glissement, le long de l'axe (Zo Zl)-
7.3i7
~ 12n'entraIne pas de déplacement du cyllndre le long de l'~xe (Xo Xl) et
donc pas non plu8 de déplacement de son poin~ (5) de rotstlon au
contact du produit en cours de laminage. Ceci garantlt la posslblll~é
d'a~uster l'angle d'avance (A) aux nouvelles conditions de l~inage
5~ sans per~urbations no~ables. Il est en effet nécessaire d'ad~pter
l'angle d'avsnce au di~ètre de sortie du produit, ~i on veut
maintenir un bon état de surface.
Tou~ours dans le cas de la figure l, le cylindre de laminage (2~ est
lO. Pntrainé en rotation, quelle que soit la position de réglage, par un
couple de pignons coniques dentés (8) et (9). Le pignon ~8) est calé
sur l'arbre (lO) qui entra~ne le cylindre autour de l'axe (Yo Yl). Le
pignon (9) est cale sur l'arbre moteur (11) monté sur l'axe (Zo Zl)
qui l'entra~ne grâce à un moyen moteur non representé.
15.
Un laminoir de ce type comporte au moins trois cages, ~elles que celle
représentée figure l, dont les axes de réglage, tels que (Zo Zl)~ sont
répartis autour d'un axe de laminage, tel que (Xo Xl). Dans le cas
d'un laminoir à trois cylindres, ces axes tels que (Zo Zl) sont
20. disposés, à 120~ les uns des autres autour de l'axe (Xo Xl) et sont
concourants.
Les enveloppes (6) occupent, le plus souvent, une position fixe dans
l'espace, ce qui facilite l'entrainement des arbres moteurs ~11) par
25. des moyens moteurs adaptés. Les vitesses de rotation de ces arbres
sont, de préference, synchronisées.
La figure 3 est une vue selon l'axe de laminage du côté de la sortie
du produit laminé d'un laminoir à trois cylindres obliques suivant
30. l'invention. Le plan de la figure est perpendiculaire à l'axe de
la~inage, lequel est repéré en (X2). On voit trois cylindres de
laminage (12, 13, 14) dont les axes de révolution sout (Y2, Y3, Y~).
Ces cylindres sont ~ontés dans des cages (15, 16, 17) de forme
cylindrique de révolution qui peuvent coulisser et tourner avec un
; 35. minimum de jeu à l'intérieur d'enveloppes annulaires ~18, 19, 20)
montées solidaires entre elles par l'intermédiaire des pièces (55)
(56) (57)-
Chacune de ces cages peut tourner autour de l'un des trois axes de
3t~
réglage ~Z2. Z3. Z~) perpendlculaires a l'axe de laminage et
concourants en (X2) dan~ le cas de la flgure. Chacune de ces c~ges
comporte les mêmes moyens de r~glage conformes ~ l'invention. Ces
moyens 80nt figurés, de façon sch~matique, dans le cas de la C~g2
5. (15). Celle-ci comporte sur sa paroi latérale un ergot (21) qui est
maintenu dang une position angulaire déterminée par deux butées ~ ~i8
(22, 23) butées que l'on peut déplacer en les engageant plu~ ou moins
à llintérieur des loge~ents filetés (24~ 25~ fixés sur l'enveloppe
(18~. En vissant et dévissant ces butées, on peut dépl~cer l'ergot
10. transversalement par rapport à l'axe de réglage (Z2) et donc faire
tourner la cage (15) d'un angle déterminé et la caler dans une
position angulaire bien préciseO On ajuste ainsi l'angle d'avance
co~me cela a été décrit plus haut.
15. De même on peut déplacer la cage (15) le long de l'axe (Z2) de fa~on à
régler 18 section de sortie de la barre la~inée. Des ~oyens simples de
réaliser ce déplacement sont constitués par des butées ajustables.
La figure montre quatre butées comportant des tiges (26), (27)l (28),
20. (29) parallèles à l'axe (Z2) Les tiges (27) (28) qui sont des vis de
pression de longueur réglable, sont montées vissées dans des manchons
filetés (31) (32) fixés sur un couvercle ~34) perpendiculaire à (Z2)
et solidaire de l'enveloppe (18). Les tiges (26) (29) qui sont des
tiges de rappel hydraulique du type tige de vérin sont montées sur des
25. corps (30) (33) fixés sur le couvercle (34) perpendiculaire à (Z2) et
solidaire de l'enveloppe (18). A l'autre extremité les deux tiges (26)
~29) comportent des têtes (35) (36jlogées dans une rainure annulaire
(37), ayant des bords de retenue (39), formée sur la face supérieure
(38) de la cage (15). Les deux tiges à vis (27) (28) sont en appui
30. direct par leurs extremités libres ~40) (41) sur la face (38) tandis
que les tiges (26) (29) exercent une force de rappel dans le sens
opposé.
On comprend qu'en réglant correctement les tiges (26) (27) (28) (29)
35. on peut déplacer axialement la cage (15) et la caler axialement en un
point ~uelconque de l'axe (Z2)-
En variante le dispositif de réglage ax~al a butées tel que décritpeut comporter au lieu de deux vis de pression telles que (27) (28) un
calage en troi~ points ou plus ~u lleu de deux, les tlges de rappel
telles que (26) (29) étant associées selon les besoin3.
On règl~ axialement ch~cune des csges (16) (17), de la même façon que
la cage (15) par des moyens semblables non représentés. On règle ainsi
les trois cylindres de laminage (12), (13) et (14) avec le ~ême angle
d'avance (A) par rapport à l'axe de lamlnage et le même écartement par
rapport à cet axeO
10. L'entralnement en rotation de chague cylindre est fait par un couple
de pignons dentés conlques (42) (43) représentés en ~irets. D s moyens
moteurs non figurés entra~nent des arbres moteurs, disposés
radialement suivant les axes de réglage, tels que l'arbre (44).
15. Un bati (45) maintient l'ensemble en position fixe. Les produits
lami~és au moyen de ce laminoir circulent à travers celui-ci, en
tournant sur eux-mêmes, le long de l'axe de lamlnage.
A titre d'exemple on peut laminer avec un laminoir tel que celui
20. décrit à la figure 3 équipé de trois cylindres dont le diamètre
maximal de la partie utilisée durant le laminage est de 800 mm des
tubes dont le diamètre extérieur fini est compris entre 200 et400 mm
sans changement de cylindres.
25. Avec un montage de cylindres tel que l'angle ~i) soit de 60, le
diamètre fini est obtenu en réglant pour chaque diamètre recherché
l'angle d'avance (A) et la posit$on radiale des cylindres selon leur
axe de réglage respectif (Z2> Z3- Z4)
30. Ainsi pour les dimensions citées, l'angle d'avance peut varier de A =
17 pour un diamètre extérieur fini de 219 mm à A = 11 pour un
diamètre exterleur fini de 406 mm.
Les gammes de laminage, sur mandrin intérieur, suivantes sont
35. utilisées à titre d'exemple :
1) Ebauche : diamètre (extérieur) - 270 mm
épaisseur - 45 mm
-lS
tube ini obtenu : diamètre (extérleur) - 2Ig mm
épaisseur - 8 mm
soit un allongement ~rapport longueur du tube finl/tube ébauche~ de
5. ~.
2) Ebauche : dia~ètre ~extérieur) - 460 mm
épaisseur - 50 mm
O. tube fini obtenu : diamètre (extérieur) - 406 mm
épaisseur - 9,5 ~m
soit un allongement de 5,4.
15. Les figures 4 et 5 representent une variante de réalisativn du procédé
et du dispositif suivant l'invention. Il s'agit d'un lamino$r a trois
cylindres obliques dont un seul cylindre est représenté. La figure 4
est une vue en élévation et en coupe pas~ant par l'axe de reglage. La
figure 5 est une vue de dessus suivant l'axe (Z5 Z6) de la figure 4.
20- Comme dans le cas des figures precedentes, le cylindre (46) tou}nP
autour d'un axe de révolution (Ys Y6) à l'intérieur d'une cage
cylindrique de révolution (47)O Cette cage peut tourner autour d'un
axe de réglage (Z5 Z6)~ ou glisser le long de celui-ci à l'interieur
d'une enveloppe annulaire fixe (48~. L'a~e (Zs Z~) est perpendiculaire
25. et coupe l'axe de laminage (X3 X4). Il coupe également l'axe de
révolution (Y5 Y6). Comme le montre la figure 4, l'axe de réglage
traverse la paroi du cylindre (46) dans sa zone de contact avec le
tube (49), en cours de laminage, conformément à l'invention.
L'entra~nement en rotation du cylindre (46) est fait an moyen d'un
30- couple de pignons coniques dentés (50) (51). Le pignon (51~ est monté
sur l'arbre moteur (52) perpendiculaire à l'axe de réglage (Z5 Z6)~
qui est entra~né par un moteur non représenté.
Cet arbre (52), comme le montrent les figures 4 et 5, est monte de
35. façon à s'écarter le moins possible du parallélisme par rapport à
l'axe de laminage (X3 X4).
Pour cela l'arbre (52) est disposé par construction ~ l'intérieur de
la cage (47) de fason que, en projection sur le plan de la figure 5,
3~7
-16-
il forme, avec l~ pro~ection sur ce meme plan de l'axe de révolutlon
(Ys Y6~, un angle (B) d~nt 1A valeur est proche de la valeur moyenne
qu'on donne a l'angle (A) du cylindre (46). Cette dlsposltlon permet
de reller l'arbre ~oteur (52) ~ un moyen moteur dont l'arbr4 est
5. sensiblement parall~le ~ l'axe de laminage. Afin cependant de pouvoir
régler l'angle dlavance (A) dans la plage de réglage voulue, on
pr~evoit une ou plusieurs liaisons articulées, telles que des cardans
et allonges entre l'arbre (52) et l'arbre du moyen moteur. Une telle
liaison est figurée schématiquement en (53). On comprend que 8i
lO. l'angle SB) a été bien choisi, il suffit de pouvoir écarter l'arbre
(52) de l'axe de llarbre du moyen moteur d'un angle qui n'est pas
supérieur a la moitié de l'angle d'avance (A) maximal. On conserve
donc intégralement la possibilité de reglage de (A) par rotation de la
cage (47) autour de l'axe de réglage (Z5 Z6)- Le mouvement de l'arbre
15. (52) est permis par l'échancrure (54) pratiquée dans la cage (47) et
son enveloppe (48~.
Une telle disposition permet de réaliser un laminoir à trois cylindres
comportant des cages entralnées elles-mêmes en rotation autour de
20. l'axe de laminage (X3 X4) par leurs enveloppes, montées à leur tour en
rotation par rapport à un bâti fixe. En donnant aux cages une vitesse
de rotation égale et de sens contraire à celle du produit en cours de
la~inage on peut laminer ce produit sans qu'il tourne par rapport au
bâti du laminoir. On facilite ainsi l'introduction et l'extraction des
25. produits qu'on lamine, ce qui est particulièrement avantageux dans le
cas des produits de grandes longueurs. Grâce à un tel montage on peut
aussi entra~ner chaque cylindre par engrenage planétaire et
satellite. Il suffit de prévoir une liaison articulée, par exemple à
cardsn entre l'arbr~ porte-satellite et l'arbre d'entra~nement de
30. chaque cylindre, tel que l'arbre (52).
Les figures 6 à 10 représentent un autre mode de réalisation d'un
la~inoir à cylindres obliques suivant l'invention comportant des
moyens particuliers de réglage de l'écartement des cylindres par
35. rapport à l'axe de laminage, ainsi que de l'angle d'avance de ces
cylindres par r~pport à ce même axe.
La figure 6 est une vue schématique d'ensemble, du côté aval, d'un
la~inoir à trois cylindres obliques suivant l'invention, utilisé pour
-17-
le laminage d'ul~e ébsuche de tube (101). L'axe de l~minage (Xs) e8t
perpendiculaire au plan de la flgure. Le8 ~rois cyllndre~ (102~ 1O3J
1043 80nt montés dans des cages porte-cylindre (105, 106, 107)
elle~-mêmes reliées par des plaque8 de ba~e (108, 109, 110) au bâti
5, (111) du la~inolr. Ce bâti est en deux part~eg, articulées l'une par
rapport à 1'autre autour de l'axe (X6~ perpendiculalre au plan de la
figure. ~es extrémités (112, 113) de ces deux parties sont maintenuçs
en appui l'une contre l'autre en 51143, grâce a un Yérin non
représenté. En cas d'efforts excessifs pendant le laminage, dépassant
10. la force de serrag~ du vérin, l'ouverture du bâti per~et d'év$ter les
ruptures de pi~ces.
Trois vérins (115~ 116, 117)9 à commande hydraulique non représentée,
permettent de faire varier l'angle d'avance des cylindre~ (102,
15. 103,104) et aussi, de façon conjuguée l'écartement de ces cylindres.
Les corps de ces vérins sont articulés sur le ba^ti (111) en (118, 119,
120). Leurs tiges (121, 122, 123) sont articulees sur des plvots (124,
125, 126) fixés sur des bagues (127, 128, 129) elles-mêmes solidaires
respectivement des cages porte-cylindre (105, 106, 107). De cette
20. façon les vérins permettent de faire tourner les axes, tels que (Y7),
(voir figure 7) des cylindres, tels que (102), autour de leurs axes de
réglage tels que (Z7).
La figure 7 est une vue en coupe de la cage porte-cylindre (105),
25. suivant un plan passant par l'axe de laminage (Xs) et par l'axe de
réglage (Z7) qui sont, suivant l'invention concourants et
perpendiculaires. L'axe (Y7) du cylindre (102~ intersecte en (M)
l'axe de réglage sous un angle (~) d'environ 30. Cet axe (Y7) est
représenté dans le plan de la figure 7. Son inclinaison par rapport à
30. l'axe de laminage (Xs) est dans cette condition d'environ 60, l'angle
d'avance étant alors nul. Le cylindre ~102) est calé en rotation par
rapport à l'arbre porte-cylindre (130), de révolution, au moyen de la
tige à extrémité filetée (131) qui est vissée dans le logement fileté
(132) du cylindre (102). Une ouverture (133) est ménagée dans le bâti
35. (111) pour le vlssage ou le dévissage de la tige (131).
L'arbre porte-cylindre (130) est monté en rotation autour de (Y7) au
moyen de roulements (134, 135, 177) prenant appui sur la cage
porte-cylindre (105). Ces roulements sont COIIÇUS, de façon connue,
3~
pour suppor~er les eforts de laminage. L'~rbre porte-cylindre (130)
co~porte une couronne ~ denture conique (13$), calée ~n rotatlon sur
lu~, sur laquelle engrène un pignon conique (137) monté sur un arbre
(138~.Ceete di~position est analogue ~ celle représentée ~ la flgure
5. 4~
Dans le c~s de la présente figure 7 l'axe (X7) de l'arbre (138) est
dans le plan de la figure. Dans les condltions de l~minage cet ~xe
fait avec le plan de la figure un angle qui correspond ~ l'angle
d'avance. De façon connue l'arbre (138) est rellé à un arbre moteur,
10. non represen~é, par une ou plusieurs llaisons articul~es, ~elles que
des cardans, qui ne SODt pas non plus représentées.
La cage porte-cylindre (105) comporte une zone annulaire ~139), d'~xe
(Z7), munie d'un filetage mâle (140). Ce filetage comporte moins de
15. trois filets et son pas est calculé de façon à réaliser une relation
déterminée entre la variation d7angle d'avance et la variation
conjuguée de l'écartement des cylindres, par rapport à l'axe de
laminage (Xs) qu'on veut obtenir. Cette relation est principalement
fonction des dimensions des ébauches de ~ubes, des caractéristlques
20. mécaniques du ~étal, dans les conditions de laminage, et des taux de
réduction qu'on se propose de réaliser.
Un anneau écrou (141) est muni d'un filetage femelle (142) en prise
avec le filetage mâle (140) lequel constitue la vis de cet ensemble
2s vis/ecrou. L'anneau (141) est monté libre en rotation ~ur un palier
(143) qui compDrte egalement une bague de centrage et de retenue (144)
qui assure le centrage de l'anneau (141) par rapport à l'axe (Z7) et
le maintient en appui contre la plaque de base (108).
30.L'anneau écrou (141) comporte une couronne dentée (145), sur laquelle
; engrène un pignon denté (146) monté sur un a~e (147) qui traverse lebâti (111) et est entrainé en rotation par un premier moyen moteur tel
qu'un moteur hydraulique représenté en (176) (Yoir figures 9 et 10).
Cette disposition est un premier moyen de réglage indépendant de
3s.1'ecartement du cylindre (102) par rapport a l'axe de laminage (Xs).
En effet pour une position angulaire donnée de la cage porte-cylindre
(105) autour de l'axe de réglage, correspondant à un angle d'avance
déterminé, la rotation de l'anneau écrou (141) dans un sens ou dans
l'autre provoque un déplacement de la cage poree cyllndres ~105) le
40.1Ong de l'axe de réglage et donc une variation de l'écartement du
--19--
~ylindre (102) par rapport à l'axe de laminage (Xs). On peut, de façon
connue9 entraIner l'anneau écrou (141) par le pre~ier moyen moteur de
f3son indépendsnte, ou con~uguée avec l'entra~nement des de~x sutres
anneaux ~crou (149, 150) qui déplacent chacune des deux autre8 cages
5 porte cylindre (106, 107).
La plaque de base (108) es~ fixée par des ~oyeos conn~8, ~el8 que des
vis non représen~ée8~ au bâti (111). La bague (127), montée de
révolution par rappor~ à l'axe (Z7) est calée en rotation sur la cage
10. porte-cylindre (105) et entoure l'en~emble vi~/écrou (140, 141).
Elle comporte un pivot de commande (124) d'axe (Xg) parallèle à (Z7)
sur lequel s'articule en rotation l'extrémité de la tige ~121~ du
verin (115) représenté figure 6.
15.
L'entraînement en rotation de la bague (127) autour de l'axe (Z7))
permet un réglage conjugué de l'angle d'a~ance et de l'écartement du
cylindre (102) par rapport à l'axe de laminage (Xs) l'anneau écrou
(141) étant calé en rotation par un moyen connu. Ainsi dans le cas de
20. la figure 7 une rotation de la bague (127), vue suivant Fl, dans le
sens des aiguilles d'une montre, rapproche le cylindre (102) de l'axe
(Xs) dans le cas d'un système vis écrou ayant un pas à droite et fait
croItre llangle d'avance, initialement égal à zéro.
25. Les articulations des tiges de vérin (121, 122, 123) autour des pivots
de commande (124, 125, 126) et celles (118, 119, 120) des corps de
vérins (115, 116, 117) 3ur le bâti (111) sont conçues pour permettre,
de façon connue, le déplacement des pivots (124, 125, 126)
parallèlement à l'axe (Z7) dans les limites de réglage de l'écartement
30. des cylindres par rapport à l'axe (Xs).
Les trois pivots de synchronisation tl51, 152, 153), diamétralement
OppOS2S aux trois pivots de commande, permeteent de synchroniser de
façon rigoureuse l'action des trois vérins ~115, 116, 117). La figure
35. 8 montre les moyens de sy~chronisation mis en oeuvre dans le cas du
présent laminoir. Deux leviers coudés à 120 (154, 155) sont
articulés chacun autour d'un pivot (156, 157) fixé sur le bâti (111)
et d'axe parallèle à (Xs). L'axe de chacun de ces pivots intersecte
une bissectrice de l'angle de 120 formé par deux droites de réglage.
40. Les déplacements angulaires de ces leviers (154, 155) sont
7~
--zo--
synchroni3és par une biellette (158) articulée en (159, 160) aux
extrémités des bras (161, 162) de ces levier~. Le8 axe8 de~ points
d'articulation (156, 159, 160, 157) sont parall~le~ a l'a~e de
laminage (Xs) et forment les som~et6 d'un parallélogra~e déform~ble.
5- Chacun des trois pivots de synchronisation (151, 152, 153) est relié à
un bras d'un des deux leviers (154, 155) par une blellette identique
tl63, 164, 165) au~ polnts d'articulation (166, 167, 168). Afln
d'annuler le jeu entre les filetages (140) et (142) et de mettre alnsi
en appui chaque cage porte-cylindre, telle que ~1053, contre le bâti
10. (111), un moyen de précontrainte tel que (169) permet d'exercer une
tractlon sur chaque cage sulvant l'axe de r~glage (Z7) en direction du
bâti (111). Ce dispositif romporte une tige de traction (170) d'axe
(Z7~, vissée sur le sommet de la cage porte-cylindre (105). Cette tige
traverse un vérin dont le corps (171) est solidaire du bâti (111). Un
15- piston ~nnulaire (172) coulisse dans le corps (171) et exerce une
poussée sur la collerette (173), par l'intermédiaire du roulement
annulaire (174), lorsqu'un fluide sous pression est lntroduit dans la
chambre annulaire (175) par une canalisation non représentée. La
collerette (173) est solidaire de la tige (170).
20.
Vn tel laminoir présente l'avantage d'une très grande compacité alliée
à une grande robustesse et une grande rigldité. Cela résulte de
l'utilisation d'un ensemble vis/~crou, monté à la péripherie de chaque
cage porte-cylindre qui réduit au minimu~ llencombrement radialO
25.
Le procéd~ de réglage suivant 11invention ainsi que les différents
modes de réalisation d'un laminoir mettant en oeuvre ce procédé
peuvent faire l'objet de très nombreuses variantes. Ces variantes ne
sortent pas du domaine couvert par l'invention.
