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ispositif pour le réglage des cylindres intérieurs aux laminoirs à tubes.
Demande de Brevet déposée en Allemagne le 23 mars 1939.-
On connaît déjà des procédés de laminage pour la fabrication de tuyaux laminés sans soudure, plus particulièrement de tuyaux à grand diamètre, dans lesquels on se sert de cylindres profilés amenés de l'extérieur contre le tuyau, d'autres cylindres profilés, disposés sur une tête de mandrin portée par une tige de support, y étant opposés,à 1.'intérieur des tuyaux.
Afin d'obtenir dans ces procédés de laminage connus des déformations de la matière à laminer aussi bien à l'aller qu'au retour, les cylindres extérieurs sont disposés de manière à pouvoir être amenés dans le sens radial à la matière à laminer et à en pouvoir être retirés de la même manière. Afin d'atteindre ce but, on a renoncé, dans le dispositif pour l'exécution d'un des procédés rendus publics, à utiliser une tête de mandrin proprement dite et on a monté les paliers des cylindres intérieurs
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dans un mécanisme à levier, pouvant être réglé au moyen d'une broche filetée de manière telle que par son intermédiaire, les cylindres puissent être amenés à et éloignés de la matière à laminer.
Le mécanisme à levier a un double but à remplir : le réglage des cylindres intérieurs et leur maintien dans la position nécessaire au laminage, ce système de réglage et de maintien des cylindres intérieurs présente un inconvénient du fait que le mécanisme à levier et plus particulièrement les broches filetées, servant à commander les leviers du mécanisme, sont influencés par les températures de laminage existant à l'intérieur du corps creux à laminer et par les battitures provenant du laminage d'une manière aussi défavorable qu'il était impossible d'en obtenir de bons résultats éprouvés par la pratique.
Les dispositifs d'une telle conception, servant à la commande des cylindres intérieurs dans des laminoirs pour corps creux en général, n'ont été employés que dans des cas où il s'agissait de ne faire travailler qu'un ou deux cylindres à l'intérieur du corps creux.
Dans d'autres procédés connus, servant au laminage de tuyaux au moyen de cylindres profilés intérieurs et extérieurs, faisant emploi d'un plus grand nombre de cylindres, souvent en l'espèce de 4 à 8 cylindres extérieurs et de même de 4 à 8 cylindres intérieurs, il est impossible, vu son encombrement exagéré, d'utiliser un tel dispositif de réglage, opérant au moyen de leviers et de broches filetées. En présence du nombre relativement élevé de cylindres à disposer à l'intérieur du corps creux à laminer, on se sert pour ces raisons de têtes de mandrin trapues, portant des chaises de paliers pour recevoir les corps de palier des cylindres intérieurs.
Dans ce procédé de laminage, il est absolument nécessaire que la pression exercée par un cylindre extérieur soit transmise à travers la matière à laminer sur le cylindre intérieur opposé au dit cylindre extérieur et à travers celui-ci et la tête à mandrin, sans membres intermédiaires mobiles, sur les cylindres intérieurs et extérieurs diamétralement opposés sur la
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circonférence de la matière à laminer, ceci pour la raison que dans ces procédés connus de laminage, il est très important que les forces de chacun des cylindres, agissant radialement sur la matière à laminer s'équilibrent réciproquement dans la mesure du possible. Pour ces raisons, il est essentiel que la pression soit transmise directement en sens radial.
Ensuite, on a essayé dans les procédés de laminage d'obtenir un réglage des cylindres intérieurs en sens radial du fait qu'on disposait les corps de paliers sur un coin. De cette manière, les corps de palier étaient guidés eux-mêmes dans la tête à mandrin et il était possible par le déplacement du coin de les. retirer radialement de la matière à laminer ou de les y amener radialement, cette forme d'exécution ne s'est pas prouvée intéressante, des coins d'une longueur excessive étant nécessaire en vue de permettre les déplacements voulus., En outre, ces coins absorbent un emplacement considérable à 1'intérieur de la tête de mandrin et par conséquent la section de la tête de mandrin devait être réduite, afin de permettre d'amener et de reculer les cylindres. or, en considération des.
efforts, produits dans la tête de mandrin par ce procédé de laminage, il est absolument nécessaire de prendre soin que. les sections déterminant la résistance de la tête de mandrin ne soient pas affaiblies.
Puisqu'il était impossiblejusqu'à présent de régler mécani- quement les. cylindres intérieurs sana affaiblir en même temps. la tête de mandrin, on a préféré renoncer en général au- réglage mécanique des cylindres, intérieurs dans les laminoirs. destinés. à l'exécution des procédés précités. on se résignait à régler à la main pendant les arrêts du laminoir les cylindres intérieurs, en démontant ces cylindres. et en rehaussant leurs corps de paliers.
Or, ce rehaussement demande beaucoup de temps et, en voulant procéder de cette manière, la matière à laminer après chaque passage entre les cylindres doit nécessairement retourner au four, pour être maintenue à une température convenable ;en même temps la
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tête de mandrin doit être refroidie, les cylindres avec les corps de palier sont démontés de la tête de mandrin, les corps de paliers sont munis de semelles, pour être replacés dans la tête de mandrin. Après avoir exécuté toutes ces manipulations demandant beaucoup de temps, on peut retirer seulement du four la matière à laminer, pour la faire repasser ensuite par le laminoir.
Ce procédé est donc accompagné obligatoirement de pertes de temps très coûteux, et la matière à laminer doit être maintenue à une température convenable dans le four et ces inconvénients sont tels que ce procédé, parfait en soi, est mis en danger par suite de l'impossibilité de sa réalisation économique,
Pour ces raisons, on a renoncé parfois à régler les cylindres intérieurs après un passage de la matière à laminer entre les cylindres, en se limitant à régler les cylindres extérieurs avant le second passage de la matière à laminer.
La figure 1 montre comment ce procédé connu est réalisé sans un réglage des cylindres intérieurs. Dans cette figure, A sont les cylindres extérieurs du laminoir, B ses cylindres intérieurs, E est la tête de mandrin etD sont les corps de palier, au moyen desquels les cylindres B sont montés en E. C est l'épaisseur de la paroi de la matière à laminer. Le dessin représente au moyen des figures en traits pleins la manière suivant laquelle la matière à laminer C, sous l'influence des cylindres A et B, change de forme de manière telle que la fibre neutre de la paroi est conservée à peu près intacte. La matière à laminer, après avoir passé lors du passage de la gauche vers la droite représenté par les traits pleins entre les calibres actifs des cylindres A et B, poursuit sa marche, sans toucher aux seconds calibres de A et de B.
Or, le cylindre A peut être déplacé radialement par rapport à la pièce à laminer et il peut pivoter, si pour un nouveau passage en sens inverse de la pièce entre les cylindres, on veut faire travailler les calibres non employés lors du passage précédent des cylindres A et B, A est amené à la pièce à la-
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miner, en descendant et en faisant pivoter le cylindre d'une manière telle. que représentée par les traits mixtes. Le cylindre A, par intermédiaire de sa partie d'entrée, agit alors sur la pièce à laminer dans un sens tel que d'abord son diamètre soit réduit suivant les indications de la ligne en trait mixte.
Par suite du fait que cette réduction du diamètre de la pièce à laminer a été obtenue par la partie d'entrée du cylindre A, il devient possible d'amener la pièce à laminer en contact avec le calibre maintenant actif du cylindre ± lors du retour de la pièce à travers le laminoir. Par conséquent, il est nécessaire de procéder, pour ce se- cond passage de la pièce à laminer entre les cylindres, à une déformation n'ayant pas dé relation directe en soi avec la déformation recherchée, ciest-à-dire la réduction du diamètre, afin de pouvoir réaliser la.déformation envisagée, c'est-à-dire la réduction de l'épaisseur de la paroi et l'augmentation de la longueur de la pièce à laminer.
La figure 2 montre, tout en maintenant les mêmes repères pour la désignation des parties de détail, l'effet du réglage des cylindres intérieurs sur le fonctionnement du laminoir. Dans ce cas, les cylindres intérieurs, après le premier passage de la pièce à laminer, sont rapprochés de la dite pièce d'une distance égale à la profondeur du calibre du cylindre intérieur. Le cylindre A a été pivoté et amené de même à la pièce à laminer et le second passage en sens opposé de la pièce peut être effectué sans qu'il soit nécessaire de procéder à la déformation involontaire décrite ci-dessus. Au contraire, il est possible d'utiliser la totalité, du rendement disponible en vue d'obtenir la déformation recherchée, c'est-à-dire la réduction de l'épaisseur des parois et l'augmentation de la longueur de la pièce à laminer.
Le nouveau dispositif de la présente invention permet d'obtenir un réglage mécanique des cylindres intérieurs des laminoirs décrit ci-dessus, du fait que la compensation recherchée de pression lors du laminage est obtenue sans l'intercalation de levier,
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de vis ou de moyens analogues. La construction du nouveau dispositif, ainsi que son fonctionnement, apparaissent clairement aux figures 3 à 8.
Dans la figure 3, de même qu'en figure 1, B est un cylindre intérieur, E est la tête de mandrin et D est un corps de palier du cylindre intérieur B. L'arbre du cylindre est prolongé des deux côtés, de manière à dépasser les paliers. Le dessin ne représente qu'une extrémité du cylindre du dispositif. Le dit prolongement peut être fait d'une seule pièce avec l'arbre, mais il peut encore être obtenu par filetage ou par frettage dans l'arbre d'une pièce convenable. L'extrémité prolongée de l'arbre du cylindre traverse l'orifice de tête d'un piston à pression H.
Si le cylindre B, après un passage de la pièce à laminer entre les cylindres doit être réglé, et ceci radialement par rapport à la pièce à laminer, le piston à pression H est soulevé par l'introduction d'un moyen compresseur dans le cylindre prévu dans ce but, jusqu'à ce que sa course soit limitée par un dispositif J, prévu spécialement. Dans un évidement en forme de poche de la tête de mandrin, on a disposé plusieurs semelles superposées F pour le corps de palier. Cet évidement en forme de poche dans la tête de mandrin E sert donc exclusivement de réservoir.pour les semelles F.
Ce réservoir est fermé en haut d'un couvercle Q, de sorte que l'on obtienne une chambre fermée de tous les côtés, présentant seule ment en b vis-à-vis de la tête de mandrin E, une ouverture en fente à dimensions telles qu'une semelle F à la fois puisse partir de la chambre à travers la fente. Avant le départ, la semelle. supérieure, par suite de la pression exercée par les ressorts G, touche de sa surface supérieure la surface inférieure du couvercle du réservoir. Si le cylindre est soulevé au moyen du piston H dans les possibilités limitées par le dispositifJ, il se forme entre le corps de palier D et la tête de mandrin E aux endroits désignés par , un intervalle correspondant à l'épaisseur d'une semelle F.
Ensuite, le piston à pression X est mis en action qui,
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au moyen d'un dispositif L prévu sur sa tête, déplace une des semelles f de manière qu'elle soit introduite en a dans l'intervalle entre D et E, obtenu par suite du relèvement du cylindre B avec le corps de palier D. La pression agissant sur les pistons H et K étant alors interrompue, la semelle F reste dans sa position entre D et E et le déplacement du cylindre B a été réalisé de cette manière. Sous les semelles F, on a disposé des ressorts de pression G qui, après le départ de la première semelle, soulèvent les semelles restantes d'une hauteur telle qu'elles puissent être glissées alternativement dans l'intervalle obtenu en-dessous de D par suite d'une nouvelle poussée du piston H.
Afin de permettre que les. semelles F, déjà introduites, puissent être soulevées solidairement avec D dans sa montée, le corps de palier D et les semelles f, ainsi qu'il ressort clairement des figures et plus, particulièrement de la figure 3, sont munis d'entailles et de .queues d'aronde. Pour que le soulèvement du cylindre B lors du fonctionnement du piston H soit limité à une distance telle que l'introductiond'une semelle soit rendue possible, le dispositif 3 est prévu de manière à permettre de cas en cas le soulèvement de B d'une distance correspondant à.l'épaisseur d'une semelle.
Afin que les corps de palier D avec les semelles fil s'appliquent parfaitement à la tête de mandrin E, on renverse la pression sur le piston H chaque fois après 1' introduction d'une semelle. cette pression ne doit agir que jusqu'au moment où les cylindres, inté- rieurs B ont saisi la pièce, à laminer. Enfin, on a encore prévuun dispositif M, limitant la course des ressorts à pression G.
Il s'agit en l'occurence d'une simple plaque, disposée entre les ressorts à pression G et les semelles F et guidée dans des rainu- res de la paroi de la tête de mandrin E. En vue d'empêcher qu'après l'introduction sous D de. la dernière semelle F, les ressorts G avec la plaque M ne montent jusqu'à. toucher le couvercle du réservoir, mais qu'il reste au contraire entre la plaque M et le couvercle Q un intervalle correspondant à l'épaisseur d'une se-
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melle F, on a disposé dans les rainures de guidage des tiges d'arrêt S ou analogues, arrêtant la plaque M dans la position la plus haute admissible. La plaque M est munie d'une languette correspondant à la rainure d'une semelle F.
De plus, dans sa position la plus élevée, la plaque M se trouve parfaitement au niveau de l'arête en b de la tête de mandrin E, sur laquelle la semelle est glissée. Ceci est indispensable pour qu'en sens inverse les semelles F puissent être retirées de l'espace entre D et E, s'il s'agit non pas d'amener le cylindre B radialement à la pièce à laminer, mais au contraire de l'en retirer. La figure 3 a représente la même disposition qui la figure 3, après l'introduction d'une semelle F entre D et E.
La figure 4 montre la projection horizontale du dispositif représenté en projection verticale de la figure 3. Il ressort de cette figure que les semelles F sont munies de fentes, afin que les branches du dispositif J ne s'opposent pas à l'introduction des semelles F entre D et E. La figure 6 représente la manière suivant laquelle on procède, s'il s'agit de retirer les cylindres radialement de la pièce à laminer. Alors, on peut utiliser des semelles F portant un creux muni de ressorts à serrage aux endroits où L s'engage.
Dans ce cas, L est avancé par K, l'extré- mité de L pénètre dans le creux de F, les ressorts à serrage se ferment et la semelle F peut être retirée au moyen de L dans le réservoir à poche, prévu en E pour recevoir les semelles F. En présence de ce dispositif, il est nécessaire qu'à la fin de ce retrait, une contrefiche 0 ou analogue entre en action, pour desserrer les ressorts, afin que L puisse être retiré complètement.
Pour que l'espace dans le réservoir en forme de poche, prévu en E, soit toujours libre pour recevoir la semelle, qui le cas échéant doit être retirée, la plaque M limitant la course est elle aussi munie de ressorts venant en prise dans une rainure correspondante de la semelle inférieure. En outre, dans ce cas J doit être utilisé pour faire descendre jusqu'au- fond de la poche les
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semelles se trouvant déjà dans le réservoir lors de la descente du piston, afin de libérer l'espace nécessaire à la semelle F suivante, devant être retirée de D.
La figure 7 représente le fonctionnement de ce retrait. Si le cylindre intérieur doit être retiré de la pièce à laminer par suite. du retrait des semelles F, J doit être fixé à demeure à M.
En outre J doit encore être relié solidairement au prolongement de l'arbre du cylindre intérieur B, de manière que J suive le mouvement du piston±, si celui-ci s'enfonce dans son cylindre à pression.
Enfin la figure. 8 représente encore une variante de l'action de la fourche L, introduisant les semelels F dans l'espace D libéré.ou.en les en retirant. Une telle disposition est surtout avantageuse, s'il est à craindre que les cylindres à pression K, exposés comme indiqué en figure 3, puissent être détériorés, lors de l'introduction ou du retrait de la pièce à laminer. Cependant le levier P, prévu dans le dispositif suivant figure 8 et servant à la commande de L, ne peut être comparé aux dispositifs de ré- glage connus pour cylindres intérieurs, collaborant avec un mécanisme à levier, tels que mentionné à. l'introduction de cette description.
Tandis que dans les mécanismes à levier connus-, servant au réglage des cylindres intérieurs, les dits cylindres doivent être maintenus dans leur position de laminage par le mécanisme à levier lui-même, le mécanisme à levier du dispositif représenté en figure 8 par contre sert uniquement à introduire des semelles. sous les paliers ou les retirer, la pression effective pendant le laminage par contre n'étant pas transmise sur le mécanisme de levier.