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" Mécanisme de command pour cisailles à métaux "
La présente invention se rapporte à un mécanisme de com- mande pour des cisailles à métaux, du type connu sous le nom de .cisailles volantes" qui sont employées dans des laminoirs d'aciéries pour couper le produit laminé chaud, animé d'un mouvement rapide,sortant du laminoir, à des longueurs commer- ciales au fur et à mesure qu'il est débité par les cylindres finisseurs du laminoir.
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Il est de pratique courante, dans un tel mécanisme de ci- saillage, d'employer un dispositif avec cylindre et piston ac- tionné par de la vapeur, pour produire le déplacement des la- mes de la cisaille en synchronisme avec les laminés, de maniè- re à ne pas retarder le mouvement de ces laminés pendant que les opérations successives de coupe ont lieu.
Dans un mécanise me de cisaille volante ainsi actionné, après chaque course ra- pide des lames de la cisaille dans la direction du déplacement des laminés, il se produit un lent mouvement de retour des par- ties dans leur position normale; la raison de ce fait est que le piston, actionné par de la vapeur, qui est utilisé pour ob- tenir ces mouvements, est en fait un'piston à simple effet, c'est-à-dire que sa course de travail seule utilise l'effet total de la pression de la vapeur vive ; sa course de retour, d'autre part, se produit habituellement sous l'influence de la pression totale de la vapeur sur les deux côtés du piston et est due au fait qu'un côté du piston présente une surface effective plus grande que l'autre côté.
Une telle course de retour lente, qui est caractéristique de l'action de tous les mécanismes de commande de cisailles volantes actionnées par de la vapeur employés jusqu'ici, est bien suffisante lorsque les laminés en mouvement sont coupés en tronçons relativement longs, étant donné que ces tronçons laissent amplement le temps aux lames de la cisaille, après avoir effectué chaque coupe, de revenir dans leur position nor- male. Mais, pour couper les laminés en mouvement en tronçons plus courts, ou même en tronçons plus longs lorsque la vitesse d'avancement des laminés est assez élevée, un tel mouvement lent de retour des parties de la cisaille volante est tout fait insuffisant et impose des limitations très sérieuses au débit et au rendement du laminoir.
La présente invention obvie à ces difficultés par une con- struction qui fait du piston de oommande de la cisaille un pis-
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ton à double effetde sorte que sa course de retour, servant à ramener les lames de la cisaille dans leur position normale de coupe, peut avoir lieu à toute vitesse désirée.
L'invention est décrite ci-après en détail, en référence au dessin ci-joint, dans lequel
La figure 1 est une vue d'ensemble en élévation de coté partiellement en coupe, montrant une cisaille volante avec un mécanisme de commande auivant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale, à échel- le agrandie, du dispositif de piston et cylindre et des orga- nes de distribution coopérant avec ce dispositif, qui sont em- ployés, conformément à l'invention, pour le fonctionnement de la cisaille;
les figures 8 et 4 sont des vues schématiques, semblables à la figure 2, mais à échelle plus petitemontrant les parties dans des positions différentes., les figures 5 et 6 sont des vues partielles en coupe, mon- trant la construction d'une valve-pilote qui peut être employée pour actionner le tiroir cylindrique ou piston-valve de distri- bution de vapeur pour le dispositif de piston et de cylindre; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 2, et la figure 6 est une vue en coupe à échelle agran- die suivant là ligne 6-6 de la figure 5o
Dans les différentes figures, de mêmes nombres de référen- ce désignent les mêmes parties.
En référence tout d'abord à la figure 1, le mécanisme de cisaillage proprement dit peut être monté sur une embase appro- priée 1, comportant un tourillon 2 pour le bâti oscillant 3 de la cisaille. Ce bâti 3 de la cisaille comporte l'ouverture ha- bituelle 4 à travers laquelle passe,, de façon continue, le produit laminé 5, sortant du laminoir et animé d'un mouvement rapide, qui, pendant son déplacement dans la direction de la flèche A sur les rouleaux transporteurs habituels 6,6, doit
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être coupé par la cisaille, sans interruption dans son mouve- ment, en tronçons d'une longueur déterminée.
Près de l'ouverture 4, le bâti 3 de la cisaille porte la lame fixe habituelle 7, disposée de façon à pouvoir coopérer avec une lame mobile 8, qui est portée à pivot par une crosse 9, pouvant coulisser dans des glissières 10 du bâti oscillant 3 ; conformément à la disposition habituelle, cette orosse 9 est reliée à l'arbre transversal 11 formant pivot, de la lame 8, de même que les extrémités supérieures d'une paire de biel- les 12,12 (dont une seule est représentée), qui sont disposées de façon à pouvoir osciller autour d'un tourillon fixe 13 de l'embase 1.
A l'arbre transversal 11, formant pivot, sont éga- lement articulées une paire de bielles 14,14. (dont une seule est représentée), qui sont reliées à et actionnées par une crosse à mouvement alternatif 15, qui est reliée à un piston 16 de commande de la cisaille, lequel est disposé-dans le cy- lindre à vapeur, désigné de façon générale par 17, et construit conformément à l'invention.
La figure 2 montre le piston 16 dans une position corres- pondant à la position normale de repos du bâti 3 de la cisaille, comme représenté sur la figure 1 ; le piston 16 se trouve alors dans le voisinage immédiat du fond'supérieur ou culasse 18 du cylindre, à travers lequel passe la tige de piston 19. Comme représenté sur la figure 2, au cylindre 17 est reliée la boîte 20 d'un tiroir de distribution cylindrique 21, constituant l'or- gane principal de distribution, qui est monté dans un manchon 22, comportant des orifices convenables, qui est logé dans l'a- lésage de la bofte'20, et est fermé à ses extrémités par les fonds 23 et 24.
Cette botte 20 comporte une paire de raccords d'admission de vapeur 25 et 26 et ,un seul raccord d'échappement de vapeur 27, ces raccords étant en communication constante avec l'intérieur du manchon 22, par des orifices convenablement disposés en coïncidence avec ceux des raccords et ménagés dans
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le manchon 22. Une communication peut également être établie entre l'intérieur du manchon et des lumières d'admission de va- peur 28 et 29, débouchant dans les extrémités opposées du cy- lindre 17, et entre l'intérieur du manchon et des lumières d'é- chappement de vapeur 30 et 31, débouchant dans ce cylindre 17 à l'intérieur et au voisinage des lumières d'admission de va- peur 28 et 29, respectivement.
Le tiroir cylindrique 21 comprend deux parties intermédiai- res en forme de piston, 32 et 33; la première commande,comme décrit ci-après, les lumières d'admission et d'échappement de vapeur 28 et 30, respectivement, et l'autre commande, comme dé- crit ci-après, les lumières d'admission et d'échappement de va- peur, 29 et 31, respectivement. Au delà et à une certaine dis- tance de la partie 32, le tiroir cylindrique 21 comprend une partie de guidage, en forme de piston, 34, qui, dans son mouve- ment dans le manchon 22, agit sensiblement à la manière d'un dash- pot.
A l'extrémité opposée, le tiroir cylindrique comprend, à une certaine distance de la partie 33, une partie de commande, en forme de piston, 35, logée dans un prolongement 36, de dia- mètre plus grand, du manchon 220
Cette parti 35 du tiroir cylindrique constitue le moyen par lequel le tiroir cylindrique 21 tout entier, avec ses dif- férentes parties 32, 33 et 34, est déplacé longitudinalement dans le manchon 22, pour produira les courses de travail et de retour du piston 16 à l'intérieur du cylindre 17. Dans la po- sition normale de repos du mécanisme, telle que représentée sur la figure 2, le tiroir cylindrique 21 occupe sa position extrême à droite, par suite de la pression de vapeur non équi- librée.
C'est-à-dire que, bien que les parties 32 et 34, soumi- ses à l'action de la vapeur admise par le repcord 25,s'équili- brent l'une l'autre, et bien que la partie 35, à cause de son orifice capillaire 37, soit également équilibrée, la partie
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33 est cependant soumise à la pression de vapeur sur son cote gauche et est seulement soumise à la pression atmosphérique sur son côté droit, et par suite la pression de vapeur maintient en temps normal le tiroir cylindrique 21 dans la position repré- sentée sur la figure 2. Les conditions de pression dans la cham- bre 38, entre la partie 35 du tiroir cylindrique et le fond 24, sont déterminées par une valve-pilote, dont le fonctionnement, comme décrit ci-après, produit les mouvements du tiroir prin- cipal 21 sous l'action de la vapeur.
Cette valve-pilote et les dispositifs s'y rapportant, qui ne font pas partie de la pré- sente invention, peuvent être de toute construction appropriée; comme représenté à titre d'exemple, on peut employer une valve- pilote rotative. A cet effet, comme représenté sur la figure 5, à la botte 20 du tiroir cylindrique 21 est assemblée, d'un coté, au voisinage de la chambre 38, une boite 39, dans l'alésage de laquelle, dont l'axe est situé à angle droit par rapport à l'a- lésage de la boîte du tiroir cylindrique 21, est logées une val- ve rotative 40.
Deux paires de conduits diamétralement opposés 41,41 et 42,42 sont disposés parallèlement à l'alésage de la boite 39 de la valve-pilote et communiquent avec cet alésage; les conduits 42,42 comportent des prolongements 43,43, qui dé- bouchent dans la chambre 38, comme représenté sur la figure 2.
Ces prolongements 43,43 coïncident avec des évidements longitu- dinaux 44,44 dans la par$1,/ intérieure de la chambre 38, comme représenté également sur la figure 2.
La valve-pilote 40 s'étend diamétralement en travers de l'alésage de sa botte 39; dans la position représentée sur la figure 6, elle obture les deux conduits 42,42, qui communiquent avec la chambre 38. La valve-pilote 40 est fixée à l'extrémité d'une tige 45,par le mouvement de rotation de laquelle cette valve est amenée dans des positions différentes successives
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par rapport aux paires de conduits 41,41 et 42,42. C'est-à- dire que, dans la construction représentée,, la valve 40 est disposée de façon à pouvoir être déplacée;
, de manière inter- mittente, d'angles de 45 , dans le but, d'abord, de faire com- muniquer entre eux des conduits adjacents 41 et 42, et, en- suite, d'obturer l'une ou l'autre paire de conduits diamétrale- ment opposés, en répétant cette opération pour chaque opera-
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'i tion de la cisaille.
Pour actionner la valve-pilote 40, on peut employer tout mécanisme approprié; ce mécanisme de commande de la valve- pilote ne fait pas partie par lui-même de la présente invention, et n'a par suite pas besoin d'être représenté ni décrit en dé- tail. Il est suffisant de noter que chaque déplacement angu- laire de la valve-pilote 40, amenant celle-ci dans une position active, c'est-à-dire une position pour laquelle elle produit une opération de coupe de,la cisaille, peut être provoqué par le déplacement du laminé 5, et que chaque mouvement de retour en position de la valve-pilote 40 peut être provoqué par le mouvement oscillant du bâti de la cisaille, comme représenté schématiquement sur la figure 1.
A cet effet, la tige 45 de la valve 40 porte une roue à rochers;, avec les dents de laquelle peut venir en prise un cliquet 46', qui est monté à articula- tion en 47 sur un levier coudé 48, ce dernier étant tourillonné librement sur l'extrémité de la tige 45 de la valveo L'extrémi- té libre de ce levier 48 est reliée par une bielle 49 au méca- nisme à déclic 50 de la cisailles, qui comporte un doigt 51, di- rigé vers le bas à partir d'un arbre oscillant 52, qui est re- lié par un bras 53 à la bielle 490 Lorsque le doigt 51 est re- poussé vers le haut par l'extrémité avant du laminé 5, ce mou- vement est communiqué par le système de leviers articulés et le mécanisme à roue à rochet et cliquet!, de façon à produire un mouvement angulaire de 45 de la valve 40 et à amener celle-ci,
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de sa position diagonale représentée sur la figure 6 (ou autre position diagonale dans laquelle elle avait été laissée) dans une position verticale ou une position horizontale, suivant le cas, de manière à établir ainsi la communication entre des conduits adjacents 41 et 42 et à produire par conséquent lo- pération de coupe de la cisaille, comme décrit ci-après.
Lorsque la valve-pilote 40 se déplace de 45 de façon à venir occuper la position en traits mixtes sur la figure 6, les deux conduits 41,41, qui ont un orifice commun 54 d'échap- pement à l'atmosphère, produisent, par la communication qu'ils ont ainsi établie avec les conduits 4242., une chute brusque de toute la pression de vapeur qui Irègne dans la chambre 38.
Ensuite, le tiroir cylindrique 21 se déplace complètement vers la gauche, comme représenté sur la figure 3, par le fait que @ le côté de droite de la partie 35 possède une surface plus 7 grande que le côté de gauche de la partie 33; il en résulte que la pression, agissant en temps normal de façon à repous- ser le tiroir cylindrique vers la adroite, est surmontée et que la prépondérance de la pression s'exerçant dans l'autre direc- tion produit un déplacement vers la gauche.
Pour ce déplace- ment à gauche du tiroir cylindrique 21, sa partie 33 découvre la lumière d'échappement 31 et recouvre la lumière d'admission
29, comme représenté sur la figure 3; de cette manière, non seulement l'admission de vapeur vive de l'orifice 26 à l'in- térieur du cylindre 17 est arrêtée, mais la vapeur contenue de dans ce cylindre 17 sur le coté/gauche du piston 16 une chute immédiate de pression, à eau de la communication établie par la lumière 31 avec l'orifice d'échappement 27.
Ce déplace- ment du tiroir cylindrique 21 vers la gauche amène également la partie 32 de ce tiroir cylindrique dans une position pour laquelle elle recouvre la lumière d'échappement 30 et découvre la lumière d'admission 28 à l'extrémité supérieure du cylindre,
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de telle sorte que la vapeur venant de l'enflée d'admission 25, exerce toute sa pression sur le côté de droite du piston 16, de façon à déplacer ce dernier rapidement eomme représenté sur la figure 3, pour produire la course de travail de la ci- saille.
Pendant cette course de travail, la valve-pilote 40 est déplacée à nouveau,, par un autre mouvement angulaire de 45 , de façon à interrompre la communication entre les conduits 41, 41 et 42,42. Ceci peut être produit par le mouvement du bâti 3 lui-même de la cisaille, qui a lieu, comme décrit plus haut, lors de la course du piston 16 vers la gauche, comme représen- té sur la figure 3.
Le mécanisme servant à produire ce retour en position de la valve-pilote 40 ne fait pas partie de la pré- sente invention; ce méaanisme comme représenté sur la figure 1, peut comprendre une roue à rochet 55, fixée sur la tige 45 de la valve-pilote et avec laquelle coopère une pièce 55', for- mant cliquet, reliée par une bielle 56 à un levier coudé 57, qui est relié par une bielle 58, permettant une liaison régla- ble, comme représenté en 59,au bâti 3 de la cisaille. Lorsque ce dernier effectue son mouvement oscillant de travail, le mouvement de la pièce 55' communique un mouvement angulaire de 45 à la valve pilote 40, de façon à ramener cette dernière dans une position pour laquelle elle isole les paires de con- duits 41,41 et 42,42 l'une de l'autre;
ce mouvement angulaire de la valve-pilote isole la chambre 38 de l'orifice d'échappe- ment 54, et produit ainsi un accroissement de pression dans la
37 chambre 38 (par suite de l'orifice capillaire/), de sorte que le tiroir cylindrique 21 est déplacé rapidement de la position de la figure 3 dans la position de la figure 4, cette dernière constituant sa position normale.
Par suite de ce déplacement du tiroir cylindrique 21, la partie 32 de celui-ci, comme re- présenté sur la figure 4, découvre la lumière d'échappement 30,
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de façon à raccorder l'extrémité de droite du cylindre 17 avec l'orifice d'échappement 27;
en même temps, la partie 33 de ce tiroir cylindrique découvre la lumière d'admission 29 et per- met ainsi à la vapeur, venant de l'orifice d'admission 26, d'agir avec toute sa pression contre le côté gauche du piston 16, de façon à produire un mouvement de retour rapide de ce piston dans sa position normale,des figures 2 et 4, De cette manière, la course da retour du bâti 3 de la cisaille est pro- duite, de même que sa course de travail, en mettant une ex- trémité du cylindre à l'échappement et en faisant agir toute la pression de la vapeur sur l'autre côté du piston ;
end'au- tres mots, pour chaque cycle complet de mouvements du bâti de la cisaille (mouvement oscillant de travail et mouvement oseil- lant de retour), il se produit simultanément une admission da vapeur vive contre un coté du piston et un échappement de va- peur à partir de l'autre coté vers lequel le mouvement du pis- ton a lieu. Le mouvement oscillant de retour du bâti de la ci- @ saille peut par suite être rendu exactement aussi rapide et aussi positif que son mouvement oscillant de travail.
Chacune des lumières d'échappement 30 et 31 ont manie d'une valve de-position réglable 60 qu'on peut placer 'à la. main dans la position angulaire voulue pour déterminer la vi- tesse à laquelle la vapeur s'échappe d'une extrémité ou de l'autre du cylindre, à la fois lors de la course de travail et lors de la course de retour. De cette manière,la vitesse de la course de travail ou de coupe de la cisaille peut être déter- minée d'avance, de façon définie et précise, par la position angulaire de la valve d'échappement 60 dans la lumière 31, cette valve étant placée dans une position qui correspond à -la vitesse à laquelle le laminé 5 est débite par le laminoir.
De même, on peut placer la valve d'échappement 60 dans la lu- mière 30 dans la position angulaire voulue pour .obtenir une vitesse désirée quelconque pour la course de xetour du bâti de la cisaille.