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PERFECTIONNEMENTS AUX ENROULEURS DE FEUILLARDS. (Inventeur : M. Langen).
L'enroulement des feuillards dans les laminoirs à feuillards continus modernes soulève différents problèmes principalement à cause des grandes vitesses auxquelles le feuillard sort du laminoir et aussi à cause du poids élevé des rouleaux de feuillard à manipuler Ces problèmes sont exposés ici avec référence à la figure 1 qui est une coupe radiale d'un type-d'en rouleur utilisé généralement pour enrouler le feuillard chaud sortant de la dernière cage d'un laminoir continu à feuillards.
Cet enrouleur comprend un certain nombre de galets guides 16 pla- cés autour d'un mandrin central entraîné 15. Ils sont soutenus par un dispositif à pression qui les repousse vers le centre du mandrin et ils sont portés par des supports rétractables du mandrin par des mécanismes à tringles ou autres. La position des galets guides par rapport au mandrin est réglable de sorte que la largeur initiale de l'espace radial entre les galets guides et le mandrin peut être modifiée.
Le mandrin 15 est rétractile afin de permettre l'enlèvement facile des rouleaux terminés et il comporte à cette fin un certain nombre de segments 19 qui sont mobiles par rapport au noyau 17 du mandrin. Le développement des segments 19 s'effectue au moyen d'extenseurs 20 en forme de coin qui peuvent .pénétrer entre deux segments adjacents 190
La représentation de l'enrouleur sur la figure 1 est purement schématique et les détails tels que le dispositif à pression et les structures des supports des galets guides 16 ainsi que le mécanisme des extenseurs 20 sont omis pour plus de clarté,
L'enroulement se fait d'une façon générale de telle manière qu'un feuillard S entre dans l'intervalle entre les galets guides 16 et le mandrin 15 et est dévié par les galets guides de manière à s'enrouler autour du mandrin.
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De cette façon, les premières spires du rouleau sont formées 0 Ensuite, les segments se déploient et l'enroulement continue avec les galets guides rétractés dans des positions inactiveso On enlève finalement le rouleau terminé du mandrin dans une direction axiale au moyen d'un dispositif approprié après avoir rétracté les segmentso
Les difficultés rencontrées au cours de l'enroulement ressortiront de la description détaillée plus suivante :
Avant d'enrouler un feuillard, on place les galets guides 16 à une distance du mandrin 15 telle que l'intervalle radial entre les galets guides et le mandrin soit légèrement supérieur à l'épaisseur du feuillard à enrouleroOn met alors l'enrouleur en marche avec le mandrin 15 tournant à une vitesse linéaire de préférence légèrement supérieure à celle à laquelle le feuillard sort du laminoir.
Une longueur de feuillard S est alors introduite dans l'intervalle précité suivant une direction en substance tangentielle. Le feuillard, à cause de la force centrifuge à laquelle il est soumis pendant son déplacement dans l'intervalle , est en contact intime avec les galets guideso Ces derniers impriment alors au feuillard, lorsqu'il passe,une trajectoire circulaire et ils forment ainsi les premières spires du rouleau.
Le mandrin, d'un autre côté, n'agit pas sur le feuillard car il n'y a pas ou très peu de contact entre eux.
C'est principalement à ce stade de 1*'opération d9enroulement que les défauts des enrouleurs existants sont apparentso Ils sont dûs aux causes suivantes
Lorsque le feuillard se déplace dans l'intervalle, les galets guides sont successivement poussés de côté pour faire place au feuillard.
Le mouvement communiqué aux galets guides est instantané ce qui implique une forte accélération des galets aussi bien que de leurs supportso Cette accélération à son tour produit des forces d'inertie qui font rebondir les galets guides d'avant en arrière avec grande violence pendant que le feuillard défileIl en résulte que l'extrémité menante du feuillard est martelée sur les parties du feuillard comprises entre l'extrémité menante et les galets guides car le mandrin n'est pas élastique et se comporte donc comme une en- clumeo De cette façon, des bosselages et des plissements se forment sur les premières spires de feuillard bien que leur profondeur décroisse graduellemento Un autre martèlement du feuillard se produit chaque fois que les galets guides passent sur un tel plie.
Ce martèlement intense et répété des galets guides est susceptible de détériorer le feuillard considérablement, au point que l'extrémité doit souvent être mise à mitraille En outre, le martèlement augmente sensiblement l'usure des galets guides et de leurs supports et en particulier leurs articulations;, ce qui nécessite plus d'entretien.
Le dommage causé au feuillard peut être particulièrement important lorsque le feuillard est considérablement plus étroit que le mandrin et les galets guides, La surface du feuillard soumise aux forces de martèlement est dans ce cas relativement petite et l'impact sur le feuillard est augmenté de manière correspondante.
Les plis aigus martelés dans le feuillard, outre les dégats causés à la surface, offrent l'inconvénient supplémentaire d'empecher l'extrémité menante du feuillard de glisser vers l'avant par rapport à la spire suivante du rouleau. Si ce déplacement de l'extrémité menante est empêché, l'enroulement serré du feuillard sur le mandrin devient incertain et difficile et le feuillard peut glisser sur le mandrino Si cela se produit après le retrait des galets guides, l'enroulement du rouleau peut souffrir en ce que ses spires individuelles sont déplacées axialement l'une par rapport à l'antre ou, en d'antres mots, l'enroulement est télescopique.
Un but de la présente invention est de fournir un enroulement de feuillard métallique comprenant des galets guides placés autour d'un mandrin central, qui soit exempt des différents inconvénients décrits ci-dessus.
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Suivant l'invention, un enrouleur de feuillard métallique compre- nant un mandrin central entraîné et un certain nombre de galets guides soute- nus par un dispositif à pression et rétractables possède un certain nombre d'éléments placés à la périphérie du mandrin et susceptibles de céder sous l'action de la force centrifuge. Lorsque le mandrin tourne, ces éléments sont lancés vers les galets guides de sorte que les éléments sont seuls en contact avec l'intérieur du feuillard se déplaçant dans l'intervalle entre les galets guides et le mandrinoComme ces éléments sont relativement légers, ils peu- vent céder jusque un certain point lorsqu'ils sont poussés vers l'intérieur par les galets guides.
Le support offert au feuillard par les éléments lorsqu'ils sont lancés vers l'extérieur est par conséquent de nature élastique et les impacts des galets guides sur le feuillard sont fortement amortis et rendus inoffen- sifso Toute action de martèlement telle qu'on la rencontrait antérieurement est éliminée. Un feuillard enroulé sur un enrouleur conforme à l'invention reste donc exempt de dommage. En même temps, l'usure des galets guides et de leurs supports est fortement réduite. Comme il n'y a aucun pli aigu dans les premières spires du rouleau, l'extrémité menante du feuillard peut glisser en avant par rapport à la spire suivante du rouleau sans aucun empêchement de sorte que l'enroulement serré du feuillard sur le mandrin est assuréo
L'invention peut être mise à exécution de différentes façons.
Le mandrin d'un enrouleur conforme à l'invention peut être compo- sé d'un certain nombre de segments expansifs, comme décrits ci-dessus, bien que cela ne soit pas indispensable.
Les éléments soumis à l'action de la force centrifuge servant de supports élastiques au feuillard peuvent avoir la forme de sabots disposés à la périphérie du mandrin et s'étendre dans une direction sensiblement parallèle à l'axe du mandrin, les sabots étant susceptibles de céder à la force centrifuge, qui les lance vers les galets guides, lorsque le mandrin est mis en rotation. Les sabots peuvent être logés dans des fentes disposées à la périphérie du mandrin dans lesquelles ils coulissent radialement sur une longueur prédéterminée la disposition étant telle que les sabots reposent dans leurs fentes lorsqu'ils sont dans leur position intérieure et qu'ils quittent ces sièges lorsqu'ils sont lancés vers l'extérieur par la force centrifuge.
A mesure que l'enroulement progresse, les sabots sont graduellement repoussés vers leurs sièges jusqu' à ce qu'ils soient fortement pressés sur les sièges au moment où les galets guides sont rétractés et que le couple d'enroulement est appliqué par le mandrin.
Les sabots peuvent avoir une hauteur telle qu'ils ne dépassent pas la surface du mandrin lorsque ce dernier est au reposo Dans ce cas, les sabots et le mandrin forment ensemble une surface cylindrique continue lorsque les sabots reposent sur leurs sièges. En variante, la hauteur des sabots peut être telle qu'ils dépassent légèrement la surface du mandrin, cette saillie augmentant lorsque le mandrin étant mis en rotation, les sabots sont lancés vers l'extérieur par la force centrifuge.
Le déplacement vers l'extérieur des sabots peut être arrêté par des butées appropriées, ce qui permet de maintenir leur saillie en dehors du mandrin dans des limites prédéterminées. Ces butées peuvent être disposées de manière que le diamètre extérieur des sabots, lorsqu'ils sont lancés vers l'extérieur, soit égal au diamètre extérieur des segments lorsqu'ils sont développéso Les sabots avec les segments forment donc ensemble une surface cylindrique continue après le développement des segments.
On décrira maintenant à titre d'exemple plusieurs formes d'exécu- tion de l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels : les figures 2 à 5 inclusivement sont des coupes dans une forme d'enrouleur suivant l'invention,à différents stades de l'opération d'enrou- lement;
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la figure 2 montre l'enrouleur vide au repos; la figure 3 au commencement d'une opération d'enroulement$- la figure 4 vers la fin de l'enroulement; la figure 5 après l'achèvement de l'enroulement., avec un rouleau prêt à être retiré de 1 enrouleur; la figure 6 est une coupe suivant 1 axe de 1 enrouleur des figures 2 à 5suivant la ligne VI-VI de la figure 2;
la figure 7 est une coupe axiale partielle de l'enrouleur des figures 2 à 5suivant la ligne VII-VII de la figure 2; les figures 8 et 9 sont des coupes radiales d'une autre réalisation de l'enrouleur suivant l'invention montrant son mandrin à différents stades de l'opération., la figure 8 montrant le mandrin au repos la figure 9 au début de l'enroulement; les figures 1011 et 12 sont des coupes radiales d'une autre réalisation d'un enrouleur suivant l'invention montrant son mandrin à différents stades de l'opération, la figure 10 montrant le mandrin au repos avec les sabots non sortis, la figure 11 montrant le mandrin au repos avec les sabots sortis,, la figure 12 montrant le mandrin pendant sa rotation.
L'enrouleur représenté sur les figures 2 à 7 inclusivement est en substance du même type que celui de la figure l, les pièces 1516, 17 19 et 20 étant communes aux deux enrouleurs et ayant les mêmes dispositions et les mêmes fonctions. Comme dans le cas de la figure 1, plusieurs éléments de l'enrouleur qui sont d'importance secondaire ne sont pas représentés,
Le mécanisme de développement et de rétraction des segments 19 à 1 aide des extenseurs 20 est représenté plus en détails sur la figure 60
Les extenseurs qui sont placés le long des segments présentent sur leurs faces inférieures une série de cames 27 ayant en substance un profil dentelé destiné à entrer en contact avec des cames de formes analogues 28 sur des crémaillères 29 se déplaçant axialemento Ces dernières peuvent être déplacées simultanément au moyen d'une crosse commune 30 et une tige de commande 31 qui traverse le mandrin 15 jusqu en un point en dehors de 1$en= rouleur pour recevoir le dispositif de commande mécanique ou automatique qui n'est pas représenté ici.
Pour permettre aux segments 19 de se rabattre;,la tige de commande 31 est déplacée vers la droite sur la figure 6 et ce dépla- cement provoque le dégagement des cames 27 et 28 et libère les extenseurs 20 qui reprennent leurs positions inactivesil est entendu que le mécanisme de commande des segments peut avoir toute autre forme appropriée différente de celle représentée et décrite Ici.
Suivant la présente invention, l'enrouleur des figures 2 à 7 possède un certain nombre de sabots 25 placés dans des fentes ou sièges à la périphérie des segments 19 du mandrino Ces sabots ont un poids relativement faible et ils sont par conséquent susceptibles de céder rapidement à Inaction de la force centrifuge lorsque le mandrin 15 est en rotationoNormalement, les sabots reposent dans leurs sièges et ils sont maintenus dans une posi- tion ne faisant pas saillie sur le mandrin par un dispositif tel que par exemple les légers ressorts 43 qui sont attachés aux broches à tête 44 (figure 7)
Les sabots 25,
lorsqu'ils sont soumis à la force centrifugesont lancés hors de leurs sièges et font saillie sur le mandrin 15.Leur déplacement radial est limité par des bagues 26 (figure 6) placées aux extrémités du mandrin et fixées aux pièces 34 et 36 qui sont séparées des segments 19
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et par conséquent, ne prennent pas part à leur extension et à leur rabatte- ment. Les bagues 26 dépassent axialement des extrémités à épaulement des sa bots et ces derniers sont, dans la position ne faisant pas saillieécartés des bagues d'une distance correspondant au déplacement des sabots permis vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge.
Les bagues 26 sont ici disposées de manière qu'elles arrêtent les sabots 25 lancés vers l'extérieur dans une position radiale qui correspond à celle prise par les segments 19 lorsqu'ils sont développés. Les sabots sor- tis et les segments étendus peuvent donc former ensemble une surface cylin- drique continue sur laquelle le feuillard s'enroule au cours de l'opération.
La pièce 34,sur laquelle la bague de gauche 26 est attachée,est fixée au moyen de boulons 33 au noyau 17 du mandrin et elle se termine dans un arbre d'entrainement creux 32 du mandrin porté dans un boîtier 35. La pièce
36 à laquelle est attachée la bague de droite 26 a la forme d'un tambour qui constitue le prolongement du mandrin et couvre les parties du mandrin en sail- lie à l'extérieur.
Afin d'empécher les segments 19 de céder sous l'action de la force centrifuge et se développer ainsi prématurément,on a prévu des ressorts 37 (figure 6) qui tendent à tirer les segments 19 vers le noyau 17 du mandrin
Ces ressorts sont logés dans des enveloppes à rebord 38 ménagées dans les segments 39 et ils sont maintenus comprimés par des boulons à testes 40 qui sont vissés dans le noyau 17, Les pièces 37;, 38 et 40 sont logées dans des alésages radiaux dans les segments 19 qui sont recouverts par des pièces 41 de manière à éviter de marquer le feuillard, ce dernier étant serré sur les segments par des ceintures 42.
Les ressorts 37, outre qu'ils empêchent un développement prématuré des segments 19, aident à la rétraction de ces segments après que les extenseurs 20 sont retombéso
L'enrouleur suivant les figures 2 à 7 fonctionne de la manière suivante :
Après avoir placé les galets guides 16 à une distance du mandrin 15 telle que 1 intervalle radial entre ces galets et le mandrin soit légèrement supérieur à l'épaisseur du feuillard à enrouleron met l'enrouleur en marche en lui donnant une vitesse linéaire légèrement supérieure à celle du feuillardo On fait alors entrer un feuillard S dans l'intervalle radial entre les galets guides 16 et le mandrin 15 suivant une direction en substance tangentielle grâce à des canaux ou autres guides appropriés (non représentés ici)
Pendant qu'il se déplace dans cet intervallele feuillard est soumis à Inaction de forces centrifuges qui amènent le feuillard en contact intime avec les galets guides 16 qui font dévier le feuillard de manière à en former des spires autour du mandrin, la pression agissant de l'arrière sur les galets guides assurant le maintien de ce contact aussi longtemps que les galets guides restent en positiono
Au cours de cette phase de l'opération,représentée sur la figure 3, les sabots 25 sont lancés vers l'extérieur par la force centrifuge jusqu'à ce que leurs extrémités à épaulement rencontrent les bagues 26 tandis que pendant ce temps les segments 19 sont maintenus dans la position rétractée,, Les sabots dépassent donc de la surface des segments 19 en formant ainsi les seuls supports du feuillard à l'intérieur du rouleau.
Comme les sabots sont relativement légers, ils peuvent céder jusqu'à un certain point s'ils sont poussés vers l'intérieur. Le support fourni au feuillard par les sabots est donc de nature élastique et tous les chocs provenant des galets guides sont amortis et leur action de martèlement avec toutes ses conséquences désastreu- ses est éliminée.
Comme le montre la figure 3,les sabots 25 sont graduellement repoussés vers leurs sièges par l'enroulement du feuillard. Après la formation des premières spires d'un rouleau de cette manière, les segments 19 se développent grâce aux extenseurs 20 et ils forment alors avec les sabots sortis 25 une surface cylindrique continue sur laquelle le feuillard est supporté pendant que l'enroulement continue, les sabots étant fermement ramenés sur
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leurs sièges dans les fenteso Cette phase de l'opération est représentée sur la figure 4.
Comme aucun coude brusque n'a été formé dans le feuillard, son extrémité menante peut glisser vers l'avant sans aucune difficulté après le développement des segments ce qui assure un enroulement serré du feuillard sur le mandrin et le danger de voir les spires du rouleau se déboîter est évitéo
Après que le feuillard a été serré sur le mandrin à la suite du développement des segments, les galets guides 16 sont rétractés, L'enroule- ment continue jusqu'à ce que la longueur voulue de feuillard soit enroulée, le couple d'enroulement étant transmis au feuillard par le mandrin.
On arrête alors 1?enrouleur et les segments 19 sont rétractés-après la rétraction des extenseurs 20, de sorte qu'on peut enlever axialement le rouleau terminé de l'enrouleur de la manière habituelle, par exemple au moyen d'un extracteur non représenté ici.
L'enrouleur suivant les figures 8 et 9 est d'une manière générale semblable à celui décrit ci-dessus, en ce qu'il comprend un certain nombre de galets guides, non représentés ici, correspondant aux galets 16 de la forme de réalisation suivant les figures 2 à 7. L'enrouleur est en outre pourvu d'un mandrin 115 constitué par un noyau 117 et des segments 119,
ces derniers pouvant être développés au moyen d'entenseurs 1200Des sabots 125 semblables aux sabots 25 décrits ci=dessus sont placés dans des fentes à la périphérie des segments 119 d'une manière qui permet aux sabots d'être lancés vers l'ex= térieur par la force centrifugeun dispositif approprié correspondant aux bagues 26 étant prévu pour limiter le déplacement vers l'extérieur des sabots 1250 Ges butées sont placées de manière qu'elles limitent le déplacement des sabots 125 vers l'extérieur seulement après que la distance radiale entre les sabots et le centre du mandrin 115 dépasse la distance atteinte par le développement des segments 119.
Les sabotslorsqu'ils sont lancés dehors par la force centrifuge,dépassent donc de la surface des segments développéso Ceci donne la possibilité de développer les segments 119 avant de faire entrer le feuillard dans 19 enrouleur et même pendant que le mandrin est encore au repos comme le montre la figure 8.
Lorsque le mandrin 115 est mis en rotation, les sabots 125 sont lancés vers l'extérieur de la même façon que le sont les sabots 25,.quittant leurs sièges dans les fentes,de sorte qu'ils peuvent servir de supports é- lastiques pour le feuillard pendant la formation des premières spires du rouleauo Cette phase de l'opération est représentée sur la figure 9. Lorsque l'enroulement progresse,, les sabots 125 sont graduellement repoussés sur leurs sièges par l'action d'enroulement du feuillard.
Ce dernier est par conséquent fermement serré sur le mandrin qui peut alors transmettre le couple d'enroulement pendant le restant de l'opération d'enroulement, les galets guides étant rétractés comme cest le cas pour l'enrouleur conforme aux figures 2 à 70
Après l'achèvement de l'enroulement, les segments 119 sont rabattus en actionnant les extenseurs 120de sorte que le rouleau peut être reti- ré du mandrin dans une direction axiale comme d'ordinaire.
Le mode de fonctionnement de l'enrouleur suivant les figures 8 et 9 présente certains avantages sur celui de l'enrouleur suivant les figures 2à 7. Dans le cas de ce dernier;,il est nécessaire de régler avec assez de précision le moment du développement des segments par rapport à la formation des premières spires du rouleau.
Dans le cas de l'autre enrouleur, ceci n'est pas nécessaire, car les segments peuvent être développés avant de mettre le mandrin en rotationo Pour la même raison;, 1?enrouleur suivant les figures 8 et 9 ne doit pas être pourvu d'un dispositif empêchant l'expansion prématurée des segments sous Inaction de la force centrifuge et les ressorts correspondant aux ressorts 37 de l'enrouleur suivant les figures 2 à 7, s9ils existent, peuvent être considérablement plus faibles ou complètement supprimés.
L'enrouleur suivant les figures 10 à 12 ne possède pas de segments rétractiles et son mandrin 215 est formé par un tambour inextensible des sabots 225 de section en T étant logés dans des fentes à la périphérie du tam-
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bouro Ces sabots peuvent être lancés vers 1 extérieur par la force centrifu- ge lorsque le mandrin 215 est mis en rotation et ils quittent alors leurs siè- ges et peuvent servir de supports élastiques au feuillard de la même manière que les sabots 25 et 125.Un dispositif mécanique de développement est asso- cié aux sabors 225 et il comporte des barres axiales 229 prenant la place des crémaillères 29 de la figure 60 Les sabots et les barres ont tous deux un pro- fil de came en dents de scie correspondant aux cames 27 et 28 respectivemento
Les barres 229 peuvent être actionnées par un
dispositif semblable à celui prévu pour l'actionnement des crémaillères 29.L'enrouleur est aussi pourvu de galets guides, non représentés ici, semblables à ceux décrits ci-dessus en ce qui concerne leur disposition et leur fonction.
Lorsque cet enrouleur est au repos comme le montre la figure 10, ses sabots 225 se trouvent dans la position intérieure extrêmeAvant de com- mencer l'enroulement, les sabots 225 sont développés au moyen des barres 229 comme le montre la figure 11. Lorsque le mandrin 215 est mis en rotation .. les sabots sont lancés vers l'extérieur par la force centrifuge, ils quittent leurs sièges dans les fentes et servent de supports élastiques au feuillardo
Cette phase de l'opération est représentée sur la figure 12.
Au cours de la progression de l'enroulement, les sabots 225 sont graduellement repoussés sur leurs sièges à cause de Inaction d'enroulement du feuillard, ce qui fait que le feuillard est fortement serré sur les-sabots 225 et le couple d'en- roulement est transmis par ces derniers, les galets guides étant rétractés aussitôt que le feuillard est suffisamment fortement enrouléo Après 1'achèvement de l'enroulement, les barres 229 sont actionnées et les sabots 225 peuvent ainsi être rabattus; on peut alors enlever le rouleau du mandrin 215 dans une direction axiale comme d'habitude.
La section en T des sabots permet de former par les sabots seuls une surface cylindrique presque continue.
L'enrouleur suivant les figures 10 à 12 offre l'avantage d'une construction relativement simple par suite de l'absence de segmentso Ceci permet d'augmenter l'épaisseur de l'arbre d'entraînement du mandrin de sorte que les déformations de ce dernier sous l'effet de moments fléchissants peuvent être fortement réduiteso On élimine ainsi la nécessité d'un palier extérieur pour le mandrin dans beaucoup de cas où autrement un tel palier devrait être prévu.
Il est clair que l'invention peut être mise à exécution d'autres manières. Par exemple, on peut faire varier la disposition des sabots ainsi que le dispositif limitant leur déplacement vers l'extérieur aussi bien que de nombreuses autres dispositions.
REVENDICATIONS.
1.- Enrouleur de feuillard métallique comprenant un mandrin entra±- né placé au centre et un certain nombre de galets guides rétractiles et soutenus par une pression, caractérisé en ce qu'un certain nombre d'éléments placés à la périphérie du mandrin sont susceptibles de céder à l'action de la force centrifuge et constituent des supports élastiques pour le feuillard enroulé sur le mandrin.