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PERFECTIONNEMENTS AUX.TAMBOURS.DE BOBINAGE.
La présente invention est relative aux dispositifs de bobinage pour le bobinage de métaux en bande et vise plus particulièrement un tambour de bo- binage de construction nouvelle établi pour recevoir un métal en bande chaud et pour le bobiner à l'intérieur d'un four maintenant la température à sa sor- tie d'un laminoir.
L'invention est plus particulièrement applicable aux laminoirs du type réversible pour la transformation à chaud d'un larget ou lopin de métal en une bande allangée d'épaisseur convenable pour le bobinage. Les avantages du laminoir à chaud pour bandes du type réversible sur les laminoirs de type continu utilisant une série de cages de laminoir en tandem sont nombreux; ils comprennent une réduction notable des investissements de capitaux et des frais de travail, ainsi qu'une réduction de l'appareillage et de l'encombrement né- cessaires.
Pour réduire la longueur des tables de sortie de chaque côté du laminoir, de même que pour diminuer les pertes de chaleur et l'abaissement de température de la matière soumise au laminage, on monte des bobineurs de chaque côté de la cage de laminoir au-dessus des tables de sortie, de telle manière que, après que le lopin de métal chaud a eu son épaisseur réduite, par laminage à plat sur les tables de sortie, à une valeur convenant pour le bobinage, la matière soit amenée sur les bobineurs et laminée:'ainsi à nouveau jusqu'à l'é- paisseur finale désirée.
Bien que le bobinage de'-la bande chaude réduise les pertes de chaleur dans le laminage en raison du fait que la surface à découvert de la bande n'est qu'une très petite fraction de la surface totale de la pièce travaillée, on a constaté qu'il était préférable de disposer les bobineurs à l'intérieur de chambres ou fours dé conservation de la chaleur pour maintenir la bande à la température voulue et pour réduire la formation d'oxydes sur sa surface.
Les tambours de bobinage du genre susvisé doivent nécessairement travailler dans des conditions très rigoureuses pour ce qui est de la tempéra-
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ture et des efforts. Autrement dit, les tambours doivent être construits et assemblés de manière qu'ils puissent résister aux températures relativement élevées auxquelles la bande de métal doit être maintenue pour permettre le la- minage à chaud; il faut aussi qu'ils puissent résister au poids total de la pièce soumise au laminage ; deplus, les tambours doivent être construits de manière qu'ils puissent recevoir et saisir, ou maintenir, une extrémité de ban- de soumise à un mouvement d'avancement pour le bobinage de ladite bande sous l'action de la rotation du tambour commandée mécaniquement.
On a proposé jusqu'ici divers types de tambours de bobinage utili- sés dans le but précité ; on peut citer des tambours encochés ou rainurés et aussi des tambours comprenant une série de lames inclinées ou biseautées s'é- tendant entre, des disques de fixation, etc...,. mais ces constructions n'ont pas donné Satisfaction en raison de ruptures et de défauts de fonctionnement en service résultant des efforts inégaux provoqués par les taux inégaux de dilatation et de contraction, sous l'effet de variations de température, dans diverses parties et aussi du genre des dispositifs de préhension de la matière utilisés ou de diverses autres causes.
Conformément à l'invention, on a étudié un tambour de bobinage sup- primant les caractéristiques indésirables et les défauts de fonctionnement des constructions antérieures. Le nouveau tambour consiste essentiellement en une lame centrale creuse, renforcée et'de section elliptique aplatie avec laquelle fait corps un manchon "s'étendant axialement et destiné à recevoir un arbre de commande, lame sur les côtés opposés de laquelle sont articulées deux lames périphériques de forme arquée, également creuses et de construction renforcée, chacune de ces lames périphériques coopérant avec la lame centrale pour former des rainures s'étendant dans des sens opposés destinées à recevoir le bord avant de la bande à bobiner.
Les diverses lames sont montées et reliées entre'elles de telle manière par des pièces aux extrémités des rainures que des efforts inégaux de dilatation et de contraction thermiques des lames reliées entre elles puissent se produirersans exercer sur elles des efforts de torsion et de rupture.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va la décri- re maintenant de..manière plus détaillée en se référant au dessin annexé qui en illustre le mode préféré de réalisation et sur lequel :
La Fig. 1 est une vue en élévation par bout d'un tambour de bobi- nage construit conformément au mode préféré de réalisation de l'invention;
Les Figs. 2 et 3 sont des vues en coupe axiale par 2-2 et 3-3, res- pectivement, de la Fig. 1;
La fig. 4 est une coupe transversale par 4-4 de la Fig. 2;
La Fig. 5 est une vue montrant en perspective, séparés les uns des autres,les éléments constitutifs du tambour de bobinage comprenantles lames centrale et périphériques précitées;
La Fig. 6, enfin, est une coupe longitudinale d'une partie d'un laminoir réversible quarto pour la production de bandes à chaud, laminoir com- portant un tambour de bobinage réalisé conformément à l'invention; cette vue comprend les cylindres de travail et les cylindres d'appui de la cage de lami- noir ainsi que des parties de tables sortie de part et d'autre de la cage de laminoir, respectivement, un tambour de bobinage et un ensemble de four avec les appareillages réalisés conformément à l'invention.
Comme on le voit sur les Figs. 1 à 5, le tambour de bobinage est constitué par la lame centrale précitée 10 et par les lames périphériques 11 et 12. La lame centrale 10 est creuse et construite sous forme de coquille; elle est allongée et à contour grossièrement elliptique sur'toute sa longueur, comme on le voit plus particulièrement sur les Figs. 3 et 5. A cet effet, elle est formée de parties superficielles opposées 13, 14 ayant une configuration arquée vers l'extérieur, allant en s'inclinant vers les lignes de jonction communes le long de ses bords opposés, comme on l'a indiqué en 15 et 16.
Un manchon 17 s'étend axialement à travers la lame centrale 10 et fait corps avec
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les parties superficielles supérieure; et inférieure 13, 1', comme on le voit en 18, 19 sur la Fig. 3, ce manchon se terminant à ses extrémités opposées par des douilles 20,21 destinées à recevoir un arbre de commande 22 (Fig. 2) refroi- di par de l'eau et claveté sur elles pour commander la rotation du tambour.
Les douilles 20,21 font corps avec des plaques extrêmes 20a, 21a de contour sensiblement elliptique.
Chacune des lames périphériques 11,12 est également construite en forme de coquille',- mais elle est de forme uniformément arquée en coupe sur toute sa longueur, comme on le voit clairement sur les Figs. 3 et 5. A cet effet, chaque lame périphérique telle,. par exemple, que la lame 11, comprend des parties superficielles extérieure et intérieure 23, 24, la première ayant un contour sensiblement semi-circulaire,.cylindrique et la deuxième ayant un contour légè- rement concave, ces parties superficielles se réunissant suivant une lèvre 25 et suivant une partie 26 d'articulation dirigée vers le bas, partie permettant d'articuler ladite lame à la lame centrale, comme on l'expliquera ci-après.
Afin d'assurer son renforcement interne, on établit chacune des lames périphériques de manière qu'une série de nervures telles que 27, 28 diri- gées vers le haut s'étendant sur la périphérie et espacées axialement fasse corps avec sa surface interne. Les lames 10-12 peuvent être coulées à la forme repré- sentée, chacune d'elles étant faite dune seule pièce coulée; elles peuvent, être faites en un acier capable de résister à la corrosion et à la chaleur et cela plus particulièrement pour?les lames extérieures, tandis qué la lame cen- trale peut être en acier au carbone, étant donné que ladite lame centrale n'est pas soumise à des températures dépassant de beaucoup 926 , tandis que les lames extérieures peuvent être exposées à des températures de l'ordre de 980 à 1010 .
Les lames périphériques 11, 12 sont assemblées sur-la lame cen- trale 10 de manière telle que chacune-des lames composantes puisse se dilater et se contracter individuellement et librement; grâce à quoi on supprime la pro- duction de contraintes excessives dans les éléments assemblés et entre lesdits éléments, spus l'action de degrés différents de dilatation et de contraction thermiques. A cet effet, on forme le long des bords opposés longitudinaux 15 et 16 de la lame centrale 10 deux ou plusieurs segments d'articulation espacés longitudinalement, tels que ceux figurés en 29, 30. Ces segments comportent des alésages alignés 31 et sont espacés au moyen d'entailles, comme on l'a indi- qué en 32 sur la Fig. 5.
Les segments d'articulation 29 prévus le long de l'un des bords de la lame centrale 10 sont combinés avec des segments d'articulation 33 dirigés-vers le haut faisant corps avec Isolément périphérique 12 sur sa surface interne 34; des segments d'articulation semblables 35 faisant corps avec l'autre pièce 11, sur sa surface intérieure 24, sont destinés à coopérer avec les segments d'articulation 30 formés le long du bord opposé de l'élément 10.
Les segments d'articulation 33 de l'élément 12 comportent des alésages alignés tels que 36, tandis que les segments d'articulation 35 de l'élément 11 compor- tent également des alésages alignés tels que 37 pour la fixation articulée des éléments 11 et 12, respectivement, sur les bords opposés 30 et 29 de l'élément central 10, au moyen de broches 38 et 39 (Fig. 3) passant respectivement le long des alésages 37, 31 et 36, 36a des segments d'articulation précités emboî- tés les uns dans les autres. Ces broches sont munies à leurs extrémités op- posées de olavettes de blocage comme on l'a représenté en 40 sur la Fig. 1.
On voit ainsi que les lames périphériques 11,12 sont respecti- vement articulées aux bords opposés 15 et 16 de la lame centrale 10, grâce à quoi chaque lame peut se dilater ou se contracter librement dans la direction transversale sans exercer aucun effort sur les autres lames; il s'ensuit que les degrés inégaux de dilatation et de contraction thermiques dans les divers éléments composants n'engendrent pas d'efforts de rupture dans les pièces.
Pour empêcher la production de contraintes internes dans les éléments constitu- tifs des lames sous l'action de gaz chauds qui s'y trouveraient enfermés, on a prévu sur les lames périphériques 11 et 12 des trous de coulée comme ceux in- diqués en 41; l'échappement des gaz pour la lame centrale 10 se'fait par les entailles en 32 et par les rainures 42 reliant les dites entailles.
Pour ménager des rainures 43, 44 (Fig. 4) s'étendant dans des sens opposés entre les lames périphériques 11, 12 et la lame centrale 10, rai-
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nures dans desquelles le bord avant de la bande chaude sortant de la cage de la- minoir peut être regu, pour le bobinage, comme on l'expliquera ci-après, on fixe les bords libres ou lèvres 25 et 45 des lames 11 et 12 à une certaine dis- tance par rapport à la lame centrale 10, de la manière qui apparaît plus clai- rement sur la fig. 3, au moyen de bandes métalliques telles que celles repré- sentées en 46, 47 et 48, 49 disposées par paires sur les côtés opposés des élé- ments constitutifs des lames ainsi qu'on le voit plus particulièrement sur la
Fig. 5.
Les bandes 48 et 49 s'étendant entre la lame inférieure 12 et la lame centrale 10 sont montées de manière à pouvoir tourner aux extrémités opposées de tirants 50 et 51, respectivement. Le tirant 50 est monté sur la lame centrale 10 en passant, longitudinalement, dans des alésages des parois extrêmes de ladite lame,comme on le voit sur la Fig. 3 ; le tirant 51 est monté sur la-lame périphérique 12 en passant, longitudinalement; dans les alésages des parois extrêmes de cette lame, comme on le voit sur la Fig. 2.
Des bandes semblables 46 et 47 s'étendant entre la lame supérieure.11 et la lame centrale
10 sont montées, de manière à pouvoir tourner, sur des tirants 52 et 53, le premier étant monté dans la lame supérieure 11, comme on le voit sur la Fig. 1, tandis que le dernier est monté sur la lame centrale 10, comme on le voit sur la Fig. 3, l'assemblage étant le même que pour les bandes et les tirants 48 à 51.
Les bandes sont maintenues en place sur les tirants au moyen de clavettes tra- versant les extrémités des tirants de la manière représentée en 54 sur la Fig.l.
On remarquera sur la Fig. 3 que, par l'effet de cet assemblage, les lames périphériques 11 et 12 se trouvent à une distance telle de la lame centrale 10 que les rainures précitées 43, 44 se trouvent ménagées entre elles, ces rainures s'étendant sensiblement sur toute la largeur des lames, sauf pour ce qui est des dispositifs d'articulation ménagés entre elles; il s'ensuit que l'on réalise ainsi des rainures extrêmement profondes pour recevoir une extré- mité de bande sortant de la cage de laminoir, grâce à quoi on peut recevoir l'extrémité de la bande dans l'une ou l'autre de ces rainures sur une profondeur suffisante pour qu'elle se trouve mise en prise de fagon efficace pour le bobi- nage, comme on l'expliquera ci-après de manière plus détaillée.
De plus, pen- dant l'opération de bobinage, les bandes de liaison supportent la charge de la bande tendant à cintrer les lames périphériques vers la lame centrale et à par- tir de celle-ci pendant le bobinage sur elle de la bande métallique chaude de la manière expliquée ci-après. De plus, en raison du fait que les bandes sont réunies par des axes aux tirants des lames périphériques et centrale), respecti- vement, les dilatations et contractions thermiques inégales de ces lames compo- santes sont compensées, sans que des contraintes soient engendrées entre elles, par rotation des bandes autour de leurs extrémités reliées par des axes.
On voit sur la Fig. 4 que les parties, formant lèvres, 25 et 45 des lames extérieures 11 et 12 ont de préférence un contour légèrement dégagé, par comparaison avec la circonférence du tambour qui est indiquée en 90, 91, de telle manière que lorsque la bande a été cintrée pour être mise en prise avec l'une ou l'autre de ces lames extérieures, elle tendeà suivre le contour de la lèvre, ce qui réduit au minimum la tendance de la bande à former en ce point une boucle qui donnerait lieu, sans cela, à un bobinage lâche plusieurs enrou- lements successifs. Cette tendance est particulièrement prononcée dans le bo- binage de bandes de forte épaisseur.
Le tambour d'enroulement objet de l'invention est en outre établi de préférence de manière qu'il soit automatiquement équilibré du point de vue statique, c'est-à-dire qu'il n'ait pas tendance à tourner sous l'action de la gravité quelle que spit la position à laquelle il se trouve immobilisé au cours de sa rotation.
Pour mieux faire comprendre le mode de fonctionnement du bobineur dans l'enroulement et le déroulement d'une bande chaude lorsqu'elle est débitée par un laminoir réversible et passée dans celui-ci, on va se référer maintenant à la fig. 6 dans laquelle on voit une partie du laminoir réversible à chaud dont la construction et le mode de fonctionnement sont, d'une manière générale, sem- blàbles à ceux décrits dans le brevet délivré aux Etats-Unis d'Amériques à A.P.
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Steckel sous le n 1.977.214. Sur la figo 6, l'ensemble du laminoir comprend des cylindres de travail 61 et 62 travaillant entre des cylindres d'appui com- mandés 63, 64 montés dans une cage de laminoir 65. Cette dernière est munie sur des cotés opposés de tables de sprtie 66, 67 sur lesquelles sont montés, en alignement horizontal., les rouleaux habituels commandés 68, 69.
De chaque côté de la cage du laminoir est également prévu un ensemble de rouleaux de pincement représentés de manière générale par 68 et comprenant des'rouleaux de pincement inférieur et supérieur 69, 70, le rouleau 69 étant monté sur'un axe fixe, tandis que le rouleau 70 peut être réglé en hauteur, de la manière décrite dans son ensemble dans le brevet Steckel précité, au moyen d'un cylin- dre 71 à commande hydraulique et d'un piston 72, le tout étant bien connu et décrit dans le brevet précité et ne nécessitant, par suite, pas de description détaillée ici.
Un tambour de bobinage, désigné dans son ensemble par 73 et réa- lisé conformément à l'invention de la manière décrite ci-dessus', est-monté sur un arbre 22 refroidi au moyen d'eau (de la façon représentée sur la Fig. 2) au- dessus de la table de sortie 60, d'un côté de la cage du laminoir; il est bien entendu qu'un tambour de bobinage semblable est monté de la même manière de l'au- tre côté de la cage du laminoir. Le tambour de bobinage 73 est logé dans une chambre ou four 74 de maintien de chaleur à travers les parois latérales duquel passent des ajutages de brûleurs tels que 75, 76 pour l'injection, dans le four, de flammes d'huile ou de gaz 77, 78, afin de réduire au minimum la perte de cha- leur dans la bande métallique chaude en cours de laminage.
Pour dévier la ma- tière en bande chaude 60, sortant des cylindres de travail 61, .62, sur le tam- bour de bobinage 73, il a été prévu un mécanisme releveur représenté dans son ensemble par 79 et comprenant un organe déflecteur 80 articulé par une extrémité sur un arbre 81 et commandé par une pression hydraulique appliquée à un cylindre 82 dont le piston 83 fait monter et descendre l'organe déflecteur 80 par l'in- termédiaire d'un embiellage 84.
Dans le fonctionnement du laminoir, on amène le long des rouleaux 69 de la table un lopin de métal chaud à la manière habituelle et on réduit son épaisseurchaud par des passages successifs entre des cylindres de travail 61,62, la réduction initiale étant exécutée par une opération de laminage à plat dans laquelle on n'utilise pas les bobineurs jusqu'à ce que le lopin ait été amené à l'état de bande allongée de longueur suffisante et d'épaisseur suffisam- ment réduite pour son bobinage.
Il doit être entendu que, pendant l'opération de laminage à plat, le mécanisme releveur 79 est réglé de manière que l'élément déflecteur 80 occupe la position inférieure ou position horizontale représentée par le tracé en pointillé 80a, grâce à quoi le lopin ou la bande en cours de laminage peuvent être ramenés en arrière et'en avant à l'état plan exclusivement au moyen des rouleaux de la table. Pendant l'opération de laminage à plat, le rouleau de pincement supérieur 70 est normalement maintenu dans une position haute, hors de contact avec la matière chaude en bande en cours de laminage.
Mais lorsque l'épaisseur de la bande a été réduite et que sa longueur a été accrue dans une mesure appropriée au bobinage, le rouleau de pincement'supérieur 70 est abaissé, ce qui fait que, lors du passage suivant de la bande entre les cylindres de travail 61, 62, le bord avant de ladite bande est saisi par les rouleaux de pincement 69,, 70 et amené ainsi jusqu'au dispositif releveur 79 aui, entre temps, a été amené à la position haute figurée pour dévier l'extrémité de la bande vers le haut et vers le tambour de bobinage 73. Ce dernier tourne normalement à faible vitesse quand il n'est pas en ser- vice pour que toutes les partie,s de sa surface soient maintenues à une tempéra- ture uniforme et¯qu'il ne puisse pas se produire de gauchissement des éléments constituants.
Mais immédiatement avant la déviation de l'extrémité de la bande vers le haut et vers le bobineur, l'ouvrier lamineur arrête le mouvement de ro- tation du bobineur dans une position telle que l'une des rainures 43, 44 (fig.3) dudit bobineur se trouve â l'alignement de l'élément déflecteur 80.
Dans ces conditions, lorsque 1' xtrémité de la bande est amenée par les rouleaux de pin- cement jusqu'à la surface de l'élément déflecteur 80, elle pénètre dans l'une des rainures 43, 44 du bobineur,, Dès que 1'extrémité 'de la bande a été engagée dans la rainure du bobineur sur toute la profondeur de la dite rainure, l'ou- vrier met en action l'arbre de commande dùdit bobineur pour faire tourner celui-
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ci dans le sens indiqué par la flèche 81:
lorsque le bobineur tourne dans ce sens, il cintre l'extrémité de la bande par dessus la lèvre en saillie de la lame périphérique en prise avec elle, cette action étant facilitée par le rouleau de guidage 82 monté immédiatement au-dessus du dispositif releveur 79, cette courbure de la bande se produisant de la manière illustrée par le tracé en pointillé 83. Dans ces conditions, l'extrémité de la bande est cour- bée de manière à venir en prise avec la lame périphérique du bobineur en contact avec elle, ce qui fait que lorsque la rotation du bobineur 73 se produit dans le sens de la flèche 81, la bande est rapidement enroulée sur le tambour à la vitesse même avec laquelle elle sort d'entre les cylindres de travail 61,62 de la cage du laminoir.
L'ouvrier surveille l'opération de bobinage d'assez près, et, dès que le bord arrière de la bande se dégage des cylindres de travail 61,62 et qu'il approche des rouleaux de pincement 69, 70 on arrête la rotation du bobineur, des cylindres de pincement et des cylindres de la table ; inverse ensuite le sens de rotation de manière à ramener le bord arrière de la bande en sens inverse entre les cylindres de travail, cette opération se reproduisant jusqu'à ce que le bord de la bande qui était précédemment le bord avant se soit dégagé du tambour de bobinage et aussi des rouleaux de pincement 69, 70 et des cylindres de travail 61, 62; à ce moment, on inverse encore une fois le sens de déplacement de la bande et le cycle d'opérations se répète de la manière pré- citée.
Il est bien entendu que le même cycle d'opérations est exécuté par l'é- quipement correspondant existant de l'autre côté de la cage du laminoir pour bobiner et débobiner la bande sur le bobineur et à partir de celui-ci de ce cô- té de la cage du laminoir;
REVENDICATIONS.
1. Un tambour de bobinage particulièrement applicable aux lami- noirs, caractérisé par une lame centrale relativement large et plane comportant des dispositifs pour son montage sur un arbre et une paire de lames périphéri- ques de forme arquée, de contour extérieur sensiblement semi-cylindrique et par des moyens réalisant le montage à articulation desdites lames périphériques, le long d'un des bords de chacune d'elles, sur les bords opposés, respectivement de la lame centrale, des dispositifs d'espacement étant prévus. pour maintenir les bords libres de lames périphériques écartés de la lame centrale susvisée, grâce à quoi on réalise des rainures d'étendant en sens opposé, rainures desti- nées à recevoir une extrémité de la matière en bande à bobiner.
2. Un tambour de bobinage tel que revendiqué sous 1, caractéri- sé par un certain nombre de bords sur la lame centrale précitée pour l'obtention d'un mouvement angulaire relatif entre la lame centrale et les lames périphéri- ques.
3. Un tambour de bobinage tel que revendiqué sous 1, ou 2, carac- térisé par le fait que les lames périphériques sont disposées respectivement sur des côtés opposés de la lame centrale et recouvrent sensiblement celle-ci, des bords libres opposés de chacune des lames périphériques définissant, conjoin- tement avec la lame centrale, les rainures susvisées.
4. Un tambour de bobinage tel que revendiqué sous 1, 2, ou 3 ca- ractérisé par le fait que la lame centrale a une forme sensiblement rectangulaire en plan et,--de préférence, une forme sensiblement elliptique en coupe transversale.
5. Un tambour de bobinage tel que revendiqué dans l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dispositifs d'espacement précités sont constitués par des barres métalliques s'étendant entre les extrémités, respectivement, de chacune des lames périphériques et de la lame centrale ét sont reliés à ces pièces par des axes de manière à permettre les dilatations et contractions latérales relatives desdites lames sans que des con- traintes soient engendrées dans ces pièces et entre elles.
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