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Perfectionnements relatifs aux appareils servant à soumettre un métal en bande à une tension à peu près constante.
La présente invention se rapporte à un appareil ser- vant à mettre sous tension un métal en bande en l'incurvant vers le haut sous forme d'une boucle, au fur et à mesure qu'il passe entre les cylindres des cages voisines d'un laminoir duo ou d'un laminoir continu à bande.
On sait que, lors du laminage continu de métal en bande,la longueur de la bande entre les points de préhension de paires de cylindres voisins peut varier, cette variation étant due entre autres, aux vitesses circonférentielles rela- tives des cylindres et à des variations dans l'épaisseur, la chaleur et d'autres facteurs et propriétés de la bande depuis @
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son extrémité avant jusqu'à son extrémité arrière. Par suite de ce fait, il est désirable de maintenir la bande sous ten- sion entre les points de préhension de paires de cylindres voisins, c'est ce que l'on a réalisé au moyen de diverses formes d'appareils, connus sous le nom de tensiomètres, qui exercent une pression ascendante contrôlée sur le métal en bande, pour l'incurver vers le haut.
L'objet de l'invention consiste en un tensiomètre perfectionné qui est de construction simple et qui maintient efficacement, lors de son fonctionnement, une tension sensible- ment constante sur la bande lorsqu'on l'incurve vers le haut sous la forme d'une boucle qui varie notablement de hauteur.
Conformément à l'invention, on a prévu un appareil pour soumettre le métal en bande à une tension sensiblement constante dans son sens longitudinal, au fur et à mesure qu'il passe, sous forme d'une boucle variable incurvée vers le haut, entre les cylindres des cages voisines d'un laminoir continu de bandes, cet appareil comportant: un rouleau fou, mobile, verticalement, situé au-dessous de la bande et s'étendant en travers de celle-ci, entre les trains de cylindres, ce rouleau étant construit pour porter contre la face inférieure de la bande et l'incurver vers le haut suivant des inclinai- sons sensiblement égales, par rapport à l'horizontale, de chaque côté du rouleau;
deux supports, chacun d'eux étant re- lié à pivotement à l'une de ses extrémités à ce rouleau pour le supporter et s'étendant latéralement et vers le bas à partir de ce dernier, l'un des supports se dirigeant vers l'un des trains de cylindres et l'autre support vers l'autre train, les extrémités extérieures de ces supports étant mon- tées à pivotement en des points fixes situés au voisinage des points où la bande est incurvée vers le haut, ce qui permet aux supports de se trouver sensiblement parallèles à la bande
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lorsqu'on l'incurve vers le haut d'une manière variable au moyen du rouleau précité, l'un de ces supports étant exten- sible ;
enfin, des dispositifs servant à exercer un effort constant sur ledit support extensible en agissant en un point d'une ligne passant par ses articulations terminales et suivant cette ligne, pour faire varier la distance entre lesdites articulations et, par suite, pour faire varier la hauteur dudit rouleau, ce qui permet de maintenir la bande sous une tension sensiblement constante sur toute une gamme étendue de la déviation vers le haut.
De préférence, l'un seulement des deux supports porte-rouleau est extensible, mais tous deux peuvent l'être.
Le support extensible (ou chacun d'eux, si tous deux sont ex- tensibles) comprend des dispositifs pour exercer un effort constant sur ses parties extensibles en agissant suivant une ligne passant par les extrémités articulées du support. De préférence, les deux parties des supports extensibles sont constituées par un cylindre à pression hydraulique, monté à pivotement sur un support fixe, et par une tige de pistou s'étendant depuis un piston se déplaçant à l'intérieur du cylin- dre jusqu'au rouleau appliquant la pression auquel elle est reliée à pivotement.
En appliquant une pression uniforme cons- tante sur la face arrière du piston logé dans le cylindre, on allonge ou on raccourcit le support suivant la hauteur de la boucle orientée vers le haut de la bande, et on maintient la bande sous une tension sensiblement constante sur une gamme étendue de la hauteur de la boucle. On représentera mathématique- ment ci-après cet effort constant agissant ainsi entre les parties mobiles les unes par rapport aux autres du support extensible pour maintenir la bande sous une tension sensiblement constante.
On équilibre, de préférence, le poids mort du dispositif à supports et rouleau et, si on le désire, le poids mort de la
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bande passant sur le rouleau, en exerçant par exemple, une pression constante vers le haut sur le rouleau ou en appliquant un couple constant à l'extrémité articulée inférieure du sup- port non extensible.
Afin de mieux faire comprendre l'invetio, on va maintenant la décrire en se référant au dessin annexé, sur le- quel: la fig. 1 est une élévation de l'appareil représentant un métal en bande incurvé ou bouclé vers le haut, au fur et à mesure qu'il passe d'un laminoir à un autre, l'axe d'arti- culation fixe de l'extrémité extérieure de chaque support étant au-dessous du point où la bande est incurvée vers le haut et en alignement sensiblement vertical avec ce point; sur cette figure un seul support est extensible; la fig. 2 est un schéma des forces de l'appareil représenté sur la fig. 1; la fig. 3 est un schéma des forces d'un appareil analogue à celui représenté sur la figure 1, mais dans lequel l'axe d'articulation fixe de l'extrémité extérieure de chaque support est situé d'un côté du point où la bande est incurvée vers le haut.
En se référant d'abord à la fig. 1, on voit que l'on a représenté le métal en bande 1 comme étant bouclé ou incurvé vers le haut par un rouleau 2 qui est situé sensible- ment à égale distance des deux cylindres 3 et 4, qui peuvent être les cylindres moteurs supérieurs de deux cages de lami- noirs à bande, ou qui peuvent être des cylindres fous situés entre deux de ces laminoirs. Le rouleau 2 est porté par deux supports 5 et 6 dont les extrémités voisines sont reliées à pivotement au rouleau ou à un bâti qui le supporte. Le support 5, comporte, de préférence, un cylindre à pression 7 et une tige de piston 8 pourvue d'un piston 9 se déplaçant dans le
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cylindre, le fluide sous pression étant envoyé sur la face arrière du piston par une conduite 1 qui est munie d'un obtu- rateur de contrôle 10 et d'un manomètre 11.
L'extrémité infé- rieure du support 5 est supportée à pivotement par un touril- lon horizontal 12 fixé au cylindre 7, l'axe du tourillon étant situé à l'aplomb au-dessous de l'axe du cylindre 3 et à peu près à l'aplomb au-dessous du point où la bande 1 est incurvée vers le haut,à l'endroit où elle passe au-dessous du cylindre 3. L'extrémité extérieure inférieure du support rigide 6 est, de même, montée à pivotement en 13 en un point fixe au-dessous du cylindre 4, et la distance verticale entre les points où la bande 1 est incurvée vers le haut et les points d'articula- tion 12 et 13 des supports 5 et 6 est égale au rayon du rou- leau fou 2.
Afin d'équilibrer le poids du dispositif à rouleau et supports et également, si on le désire, le poids de la bande passant sur le rouleau 2, on relie ce dernier à pivote- ment à l'extrémité supérieure d'une tige de piston 15, dis- posée verticalement, dont l'extrémité inférieure est reliée à un piston 16 se déplaçant dans un cylindre à pression 17, disposé verticalement et supporté à pivotement en un point fixe par un tourillon horizontal 18. On envoie la pression sur la face inférieure du piston 16 au moyen d'une conduite 19 qui est pourvue d'un obturateur de contrôle 20 et d'un manomètre 21.
En appliquant une pression constante déter- minée à l'avance à la face arrière du piston 16 se déplaçant dans le cylindre 17, on peut équilibrer le poids mort de l'appareil à supports et rouleau, ainsi que celui de la bande passant sur le rouleau.
Ainsi qu'on l'a exposé, en appliquant une pression uniforme constante à la face arrière du piston 9 prévu dans le support extensible 5, on maintient la bande 1 sous une
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tension à peu près constante sur une gamme étendue de bou- clage ou de déviation vers le haut de la bande. Ceci ressort de l'examen du schéma des forces de l'appareil de la fig. 1 représenté sur la fig. 2, dans lequel la bande 1 subit une tension T exercée par une pression P appliquée au rouleau 2 par le support extensible 5, tension se traduisant par une pression verticale ascendante R appliquée sur le rouleau 2.
En admettant que des variations négligeables se produisent dans la gamme pratique du déplacement vertical du rouleau 2, la distance verticale h, séparant l'axe du rouleau 2 d'une ligne horizontale 25 passant par les axes d'articulation infé- rieurs 12 et 13 des supports 5 et 6, est la même que la distance verticale h' séparant la ligne du point de tangence de la bande avec le rouleau 2 d'une ligne horizontale 26 passant par les points de tangence de la bande avec les rouleaux 3 et 4. De même, l'angle a. formé entre la ligne 25 et la ligne longitudinale axiale du support 5 est le même que l'angle a' formé entre la ligne 26 et le plan de la partie inclinée de la bande 1.
Dans ces conditions, et en tenant compte du fait que la tension dans la bande tire verticalement vers le bas et que les supports poussent verticalement vers le haut des deux côtés du rouleau 2, la pression verticale R exercée par les supports sur le rouleau 2 et par ce dernier sur la bande, est égale à 2T sin a., et la même pression R exercée par la bande est égale à 2P sin a'. Etant donné que les angles a et a' sont les mêmes pour toutes les positions pratiques du rouleau 2, il s'ensuit que T est égal à P. Par suite, on peut déterminer la quantité de pression constante P qui est néces- saire, en multipliant la section transversale d'une bande donnée par le nombre de kilogs/cm2 de la tension voulue à maintenir dans la bande, au fur età mesure qu'elle passe entre des trains de cylindres voisins.
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Si, dans l'appareil de mise sous tension représenté sur la fig. 1, les cylindres 3 et 4 sont constitués par les cylindres moteurs supérieurs de deux trains de cylindres voi- sins, au lieu d'être constitués par les cylindres fous situés entre les cylindres moteurs, sur la trajectoire qui les sépare, il est nécessaire de supporter à pivotement les extrémités inférieures des supports 5 et 6 à l'extérieur des trains de cylindres pour éviter de gêner les cylindres inférieurs du laminoir. Par suite d'une telle disposition, l'appareil de mise sous tension gêne le libre accès aux laminoirs; dans la plupart des cas, il est donc indésirable de monter ainsi les supports.
Dans le schéma des forces représenté sur la fig. 3, le point de pivotement fixe de l'extrémité inférieure de cha- cun des supports 5 et 6 est situé à proximité du cylindre mo- teur supérieur sur l'un de ses côtés et, lorsqu'il est ainsi disposé, il peut convenablement être monté à l'intérieur des trains de cylindres. Comme on le voit, dans cette disposition de l'appareil de mise sous tension, la tension totale de la bande est égale à la pression dans le support, multipliée par une constante ou, en d'autres termes, T est égal à KP, K étant une constante.
On peut mieux se représenter ceci en supposant un écartement pratique de 6,08 m. entre des cages à 4 cylindres superposés d'un laminoir duo ou continu et en supposant que les axes d'articulation 12 et 13 des extrémités extérieures des supports soient écartés de 0,60 m. à partir de plans verticaux passant par les axes des cylindres.
Lorsque les axes d'articula- tion 12 et 13 sont ainsi écartés des cylindres des cages de la- minoir, ils peuvent être facilement montés à l'intérieur des trains de cylindres sans gêner les laminoirs, et ils peuvent être disposés de telle manière au-dessous des plans inclinés de la bande 1, bouclée ou incurvée vers le haut, que les axes
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des supports se trouvent à l'intérieur de la gamme pratique de déplacement vertical du rouleau de pression 2, et qu'ils soient sensiblement parallèles aux plans inclinés de la bande située de chaque côté du rouleau 2. Les écartements supposés de 6,08 m. entre les trains de cylindres et de 0,60 m. entre les cylindres de chaque train et les axes d'articulation des supports sont commodément donnés en mètres sur la fig. 3.
En utilisant la nomenclature donnée pour la fig. 2, on obtient les équations suivantes :
EMI8.1
Si sin a divisé par sin a.' est maintenu constant pour toutes les valeurs de la hauteur h de l'axe du rouleau 2 au-dessus de la ligne horizontale 25, comme cela est pra- tiquement le cas pour toutes les valeurs des angles a. et a' à l'intérieur de la gamme pratique de la hauteur h, T est alors égal à KP, K étant une constante.
Les données précédentes permettent d'obtenir les équations suivantes, dans lesquelles les quantités exprimées en chiffres sont celles représentées sur la fig. 3 en supposant que les trains de cylindres se trouvent écartés l'un de l'autre de 6 m 08 et en supposant, en outre, que les distances horizontales (2 m. 44) entre les axes d'articulation 12 et 13 et une ligne verticale passant par l'axe du rouleau 2 restent constantes, distances qui se trouvent sensiblement à l'intérieur de la gamme pratique du déplacement vertical du rouleau 2 :
EMI8.2
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9.-
En supposant que la hauteur h est égale à la hauteur h' ce qui peut être réalisé en plaçant convenablement les axes d'articulation 12 et 13 des supports, on obtient les équations suivantes :
EMI9.1
Si l'on résout la dernière équation, en supposant que la hauteur h' est égale à zéro, T est égal à 1,25 P, et en la résolvant en supposant que la hauteur maximum h' est de 0,76 m., T est égal à 1,23 P. Une hauteur maximum de 0,76 m. est la hauteur maximum pratique d'une boucle entre des trains de cylindres qui sont écartés l'un de l'autre de 6,08 m. étant bien entendu qu'un mécanisme de mise sous ten- sion du type décrit:ici est équipé du mécanisme bien connu dans la technique, pour contrôler ainsi les vitesses tangentielles relatives des cylindres moteurs, de telle sorte que la lon- gueur de la bande entre les deux trains de cylindres permette le bouclage de la bande à l'intérieur de limites minima et maxima.
En résolvant la dernière des équations ci-dessus, on voit que la tension T de la bande est constante sur toute une hauteur h allant de 0 à 0,76 m. à l'intérieur de plus ou moins 0,8%. En conséquence, pour obtenir une tension totale constante connue dans une bande, au moyen de la dis- position représentée sur la fig. 3, on peut obtenir la pres- sion nécessaire P appliquée au support extensible en divi- sant la tension connue par 1,24 qui est la moyenne entre 1,25 et 1,23.
Il est évident, d'après ce qui précède que, pour tous les écartements pratiques de trains de cylindres, une
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force constante appliquée au support extensible agissant suivant une ligne passant par ses points d'articulation a pour conséquence le maintien de la bande sous une tension constante dans les laminoirs à chaud ou à froid. Si l'écarte- ment des trains de cylindres est notablement inférieur à
6,08 m. comme il est d'usage dans les laminoirs à froid la hauteur maximum permise de la boucle se trouve diminuée d'une manière correspondante au-dessous de 0,76 m. et si l'on augmente l'écartement des trains de cylindres au delà de 6,08 m., on peut augmenter au delà de 0,76 m. la hauteur maximum permise.
De même, on peut faire varier la distance entre les points d'articulation inférieurs des supports et les côtés des cylindres à l'intérieur de limites pra- tiques, sans faire varier le principe de fonctionnement du mécanisme de mise sous tension ou le résultat qu'il permet d'obtenir.
REVENDICATIONS
1.- Appareil pour soumettre un métal en bande à une tension à peu près constante dans le sens de sa longueur au fur et à mesure qu'il passe dans une boucle variable incurvée vers le haut entre les cylindres de cages voisines d'un laminoir con- tinu à bande, caractérisé en ce qu'il comporte: un rouleau fou mobile verticalement, situé au-dessous de la bande, s'étendant dans le sens transversal de cette dernière entre les trains de cylindres et construit pour porter contre la face inférieure de la bande et l'incurver vers le haut suivant des inclinaisons sensi- blement égales, par rapport à l'horizontale, de chaque côté du rouleau;
deux supports reliés chacun à pivotement à l'une de ses extrémités au rouleau précité pour le supporter, et s'étendant latéralement et vers le bas à partir de celui-ci, l'un de ces
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supports allant vers l'un des trains de cylindres et l'autre vers l'autre train de cylindres, les extrémités inférieures exté- rieures de ces supports étant montées à pivotement en des points fixes à proximité des points où la bande s'incurve vers le haut, ce qui permet aux supprots d'être à peu près parallèles à la bande lorsque celle-ci est incurvée vers le haut, d'une manière varia- ble au moyen du rouleau susvisé, l'un de ces supports étant extensible ;
et un dispositif servant à appliquer une force constante audit support extensible, agissant entre les articu- lations terminales de celui-ci et suivant une ligne passant par ces articulations terminales, pour faire varier la distance entre ces articulations et, par suite, la hauteur du rouleau, ce qui permet de maintenir la bande sous une tension à peu près constante sur toute une gamme étendue de déviation vers le haut de celle-ci.
2. - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support extensible comporte un cylindre pourvu d'un piston et un élément rigide relié audit piston, l'autre support ayant la même longueur entre ces points d'articulation à toutes les positions verticales du rouleau.
3. - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour appliquer une pression constante audit cylindre afin d'allonger le support extensible suivant une direction passant par ses articulations.
4.- Appareil suivant les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour équilibrer le poids du rouleau et des supports.
5. - Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'équilibrage comporte une tige de pis- ton disposée verticalement, dont l'extrémité supérieure est re- liée au rouleau et dont l'extrémité inférieure est reliée à un piston se déplaçant dans un cylindre à pression disposé vertica- lement, qui est supporté en un point fixe par un tourillon
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horizontal, des dispositifs étant prévus pour envoyer la pres- sion sur la face inférieure dudit piston.
6. - Appareil pour soumettre un métal en bande à une tension à peu près constante, construit et agencé, en substance comme décrit ci-dessus et comme représenté aux figures 1 et 2 ou 3 du dessin annexé.
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Improvements relating to apparatus used to subject a strip metal to an almost constant tension.
The present invention relates to an apparatus for tensioning a strip metal by curving it upward in the form of a loop as it passes between the cylinders of adjacent cages. a duo rolling mill or a continuous strip rolling mill.
It is known that, during the continuous rolling of metal into a strip, the length of the strip between the gripping points of pairs of neighboring rolls can vary, this variation being due, among other things, to the relative circumferential speeds of the rolls and to variations. in thickness, heat and other factors and properties of the web from @
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its front end to its rear end. As a result of this fact, it is desirable to keep the web under tension between the gripping points of pairs of neighboring cylinders, which has been achieved by means of various forms of apparatus, known as name of tensiometers, which exert a controlled upward pressure on the strip metal, to bend it upwards.
The object of the invention is an improved tensiometer which is of simple construction and which effectively maintains, in operation, a substantially constant tension on the web as it is bent upwardly in the form of a web. a loop which varies considerably in height.
In accordance with the invention, an apparatus is provided for subjecting the strip metal to a substantially constant tension in its longitudinal direction as it passes, in the form of a variable loop curved upwards, between the rolls of the stands adjacent to a continuous strip rolling mill, this apparatus comprising: an idle roller, movable, vertically, located below the strip and extending across the latter, between the trains of rolls, this the roll being constructed to bear against the underside of the web and upwardly curving it at substantially equal inclinations, with respect to the horizontal, on either side of the roll;
two supports, each of them being pivotally connected at one of its ends to this roller to support it and extending laterally and downwards from the latter, one of the supports pointing towards the 'one of the cylinder trains and the other support towards the other train, the outer ends of these supports being pivotally mounted at fixed points situated in the vicinity of the points where the strip is curved upwards, which allows supports to be substantially parallel to the strip
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when the curvature is variably upwards by means of the above-mentioned roller, one of these supports being extendable;
finally, devices serving to exert a constant force on said extensible support by acting at a point of a line passing through its terminal articulations and following this line, to vary the distance between said articulations and, consequently, to vary the height of said roll, thereby maintaining the web under substantially constant tension over a wide range of upward deflection.
Preferably, only one of the two roll holder supports is expandable, but both can be.
The extensible support (or each of them, if both are extensible) comprises devices for exerting a constant force on its extensible parts by acting along a line passing through the articulated ends of the support. Preferably, the two parts of the extendable supports are constituted by a hydraulic pressure cylinder, pivotably mounted on a fixed support, and by a piston rod extending from a piston moving inside the cylinder to the cylinder. to the roller applying pressure to which it is pivotally connected.
By applying a constant uniform pressure on the rear face of the piston housed in the cylinder, the support is lengthened or shortened according to the height of the loop facing the top of the strip, and the strip is maintained under a substantially constant tension. over a wide range of the height of the loop. This constant force will be represented mathematically below, thus acting between the parts movable with respect to one another of the extensible support to maintain the strip under a substantially constant tension.
Preferably, the dead weight of the support and roller device and, if desired, the dead weight of the roller are balanced.
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tape passing over the roll, for example by exerting constant upward pressure on the roll or by applying constant torque to the lower hinged end of the non-expandable carrier.
In order to better understand the invention, it will now be described with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is an elevation of the apparatus showing a band metal curved or looped upwards as it passes from one rolling mill to another with the fixed hinge pin of the end the exterior of each support being below the point where the web is curved upwardly and in substantially vertical alignment with that point; in this figure a single support is extendable; fig. 2 is a diagram of the forces of the apparatus shown in FIG. 1; fig. 3 is a diagram of the forces of an apparatus similar to that shown in figure 1, but in which the fixed hinge axis of the outer end of each support is located on one side of the point where the strip is curved to the top.
Referring first to fig. 1, it can be seen that the strip metal 1 has been shown as being looped or curved upwards by a roller 2 which is located substantially equidistant from the two cylinders 3 and 4, which may be the upper motor cylinders. of two cages of strip rollers, or which may be idle rolls located between two of these rolling mills. The roller 2 is carried by two supports 5 and 6 whose neighboring ends are pivotally connected to the roller or to a frame which supports it. The support 5, preferably comprises a pressure cylinder 7 and a piston rod 8 provided with a piston 9 moving in the
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cylinder, the pressurized fluid being sent to the rear face of the piston via a pipe 1 which is provided with a control shutter 10 and a pressure gauge 11.
The lower end of the support 5 is pivotally supported by a horizontal journal 12 fixed to the cylinder 7, the axis of the journal being located plumb below the axis of the cylinder 3 and approximately plumb below the point where the strip 1 is curved upwards, where it passes below the cylinder 3. The lower outer end of the rigid support 6 is likewise pivotally mounted at 13 at a fixed point below cylinder 4, and the vertical distance between the points where the strip 1 is curved upwards and the points of articulation 12 and 13 of the supports 5 and 6 is equal to the radius of the idler roller 2.
In order to balance the weight of the roller device and supports and also, if desired, the weight of the tape passing over the roller 2, the latter is pivotally connected to the upper end of a piston rod. 15, arranged vertically, the lower end of which is connected to a piston 16 moving in a pressure cylinder 17, arranged vertically and pivotally supported at a fixed point by a horizontal journal 18. The pressure is sent to the face lower part of the piston 16 by means of a pipe 19 which is provided with a control valve 20 and a pressure gauge 21.
By applying a constant pressure determined in advance to the rear face of the piston 16 moving in the cylinder 17, the dead weight of the carrier and roller apparatus, as well as that of the web passing over the roller, can be balanced. roller.
As has been explained, by applying a constant uniform pressure to the rear face of the piston 9 provided in the expandable support 5, the strip 1 is maintained under a
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almost constant tension over a wide range of upward looping or deflection of the web. This emerges from an examination of the force diagram of the apparatus of FIG. 1 shown in FIG. 2, in which the strip 1 is subjected to a tension T exerted by a pressure P applied to the roller 2 by the extensible support 5, this tension being expressed by an ascending vertical pressure R applied to the roller 2.
Assuming that negligible variations occur in the practical range of the vertical displacement of the roller 2, the vertical distance h, separating the axis of the roller 2 from a horizontal line 25 passing through the lower hinge axes 12 and 13 supports 5 and 6, is the same as the vertical distance h 'separating the line of the point of tangency of the strip with the roller 2 from a horizontal line 26 passing through the points of tangency of the strip with the rollers 3 and 4 Likewise, the angle a. formed between the line 25 and the axial longitudinal line of the support 5 is the same as the angle a 'formed between the line 26 and the plane of the inclined part of the strip 1.
Under these conditions, and taking into account that the tension in the web pulls vertically downwards and the supports push vertically upwards on both sides of the roll 2, the vertical pressure R exerted by the supports on the roll 2 and by the latter on the strip, is equal to 2T sin a., and the same pressure R exerted by the strip is equal to 2P sin a '. Since the angles a and a 'are the same for all practical positions of the roller 2, it follows that T is equal to P. As a result, one can determine the amount of constant pressure P which is required, by multiplying the cross section of a given strip by the number of kilogs / cm2 of the desired tension to be maintained in the strip as it passes between neighboring roll trains.
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If, in the switching device shown in fig. 1, cylinders 3 and 4 are formed by the upper engine cylinders of two neighboring sets of cylinders, instead of being formed by the idle cylinders located between the engine cylinders, on the path which separates them, it is necessary to pivotally supporting the lower ends of the supports 5 and 6 to the outside of the roll trains to avoid interfering with the lower rolls of the rolling mill. As a result of such an arrangement, the tensioning device hinders free access to the rolling mills; in most cases it is therefore undesirable to mount the brackets in this way.
In the diagram of forces shown in fig. 3, the fixed pivot point of the lower end of each of the supports 5 and 6 is located near the upper motor cylinder on one of its sides and, when so disposed, it can suitably be mounted inside the cylinder trains. As can be seen, in this arrangement of the tensioning apparatus, the total tension of the tape is equal to the pressure in the support, multiplied by a constant or, in other words, T is equal to KP, K being a constant.
This can best be visualized by assuming a practical gauge of 6.08 m. between cages with 4 superimposed rolls of a duo or continuous rolling mill and assuming that the articulation axes 12 and 13 of the outer ends of the supports are spaced 0.60 m apart. from vertical planes passing through the axes of the cylinders.
When the hinge pins 12 and 13 are thus separated from the rolls of the mill stands, they can be easily mounted inside the rolls of rolls without hampering the rolling mills, and they can be arranged in such a way. - below inclined planes of strip 1, looped or curved upwards, that the axes
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supports are within the practical range of vertical displacement of pressure roll 2, and are substantially parallel to the inclined planes of the web on either side of roll 2. The assumed spacings of 6.08 m . between the cylinder trains and 0.60 m. between the cylinders of each train and the articulation axes of the supports are conveniently given in meters in fig. 3.
Using the nomenclature given for fig. 2, we obtain the following equations:
EMI8.1
If sin a divided by sin a. ' is kept constant for all the values of the height h of the axis of the roller 2 above the horizontal line 25, as is practically the case for all the values of the angles a. and a 'within the practical range of height h, T is then equal to KP, K being a constant.
From the previous data it is possible to obtain the following equations, in which the quantities expressed in figures are those shown in fig. 3 assuming that the sets of cylinders are spaced from one another by 6 m 08 and assuming, in addition, that the horizontal distances (2 m. 44) between the articulation pins 12 and 13 and a vertical line passing through the axis of roller 2 remain constant, distances which lie substantially within the practical range of vertical displacement of roller 2:
EMI8.2
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9.-
Assuming that the height h is equal to the height h 'which can be achieved by properly placing the articulation axes 12 and 13 of the supports, we obtain the following equations:
EMI9.1
If we solve the last equation, assuming that the height h 'is equal to zero, T is equal to 1.25 P, and solving it assuming that the maximum height h' is 0.76 m., T is equal to 1.23 P. A maximum height of 0.76 m. is the maximum practical height of a loop between sets of cylinders which are spaced from one another by 6.08 m. it being understood that a tensioning mechanism of the type described here is equipped with the mechanism well known in the art, thereby to control the relative tangential speeds of the driving cylinders, so that the length of the web between the two sets of cylinders allows the web to wrap within minimum and maximum limits.
By solving the last of the above equations, we see that the tension T of the strip is constant over a whole height h ranging from 0 to 0.76 m. within plus or minus 0.8%. Accordingly, in order to obtain a known constant total tension in a strip, by means of the arrangement shown in FIG. 3, the necessary pressure P applied to the stretchable support can be obtained by dividing the known tension by 1.24 which is the average between 1.25 and 1.23.
It is evident from the above that, for all practical cylinder train spacings, a
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constant force applied to the extensible support acting along a line passing through its points of articulation results in maintaining the strip under constant tension in hot or cold rolling mills. If the cylinder train spacing is significantly less than
6.08 m. as is customary in cold rolling mills, the maximum permitted height of the loop is correspondingly reduced below 0.76 m. and if we increase the spacing of the cylinder trains beyond 6.08 m., we can increase beyond 0.76 m. the maximum height allowed.
Likewise, the distance between the lower articulation points of the supports and the sides of the cylinders can be varied within practical limits, without varying the principle of operation of the tensioning mechanism or the result. 'it helps to get.
CLAIMS
1.- Apparatus for subjecting a strip metal to an approximately constant tension along its length as it passes through a variable loop curved upward between the rolls of neighboring stands of a rolling mill continuous belt, characterized in that it comprises: a vertically movable idler roller, located below the belt, extending in the transverse direction of the latter between the trains of rolls and constructed to bear against the face lower part of the strip and bend it upwards at substantially equal inclinations, with respect to the horizontal, on each side of the roll;
two supports each pivotally connected at one of its ends to the aforementioned roller to support it, and extending laterally and downwardly therefrom, one of these
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brackets going towards one of the rollers and the other towards the other train of rollers, the outer lower ends of these brackets being pivotally mounted at fixed points near the points where the web bends towards the top, which allows the supports to be approximately parallel to the strip when the latter is curved upwards, variably by means of the above-mentioned roller, one of these supports being extensible;
and a device for applying a constant force to said extensible support, acting between the end joints thereof and along a line passing through these end joints, to vary the distance between these joints and hence the height of the support. roller, thereby maintaining the web under approximately constant tension over a wide range of upward deflection thereof.
2. - Apparatus according to claim 1, characterized in that the expandable support comprises a cylinder provided with a piston and a rigid element connected to said piston, the other support having the same length between these points of articulation at all positions. verticals of the roller.
3. - Apparatus according to claim 2, characterized in that it comprises a device for applying a constant pressure to said cylinder in order to extend the expandable support in a direction passing through its joints.
4.- Apparatus according to claims 1, 2 or 3, characterized in that it comprises a device for balancing the weight of the roll and the supports.
5. - Apparatus according to claim 4, characterized in that the balancing device comprises a piston rod arranged vertically, the upper end of which is connected to the roller and the lower end of which is connected to a piston. moving in a vertically arranged pressure cylinder which is supported at a fixed point by a journal
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horizontal, devices being provided for sending pressure to the underside of said piston.
6. - Apparatus for subjecting strip metal to an approximately constant tension, constructed and arranged, substantially as described above and as shown in Figures 1 and 2 or 3 of the accompanying drawing.