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La présente invention est relative à une cisaille, et plus particulièrement à un appareil conçu afin de sectionner une longueur de métal se déplaçant rapidemento
Selon des procédés d'application courante, on sectionne en plusieurs tronçons les importantes longueurs de produits laminés amenés en vue des manutentions ultérieures sur une table de refroidissement où le produit est soutenu afin d'être maintenu rectiligne pendant son refroi- dissement. Cette sus division du produit en tronçons ayant une longueur tel- le qu'ils puissent être logés sur la table de refroidissement doit être effectuée par une cisaille au vol qui découpe le produit en tronçons de longueurs données pendant que celui-ci est en mouvement.
Divers types de cisailles au vol sont utilisés à cette fine Toutefois, dans le passé, aucun des divers types utilisés n'a donné satisfaction pour le sectionne- ment des profilés de forme irrégulière, comme les cornièreso C'est ainsi qu'un type de cisaille communément usité à cette fin porte des lames coupan- tes qui s'étendent vers l'extérieur à partir de la surface de tambours qui tournent sur des axes parallèles, les lames de la cisaille étant parallèles aux axes des tambours.
Si l'on utilise ce type de cisaille pour couper des profilés de section irrégulières, tels que des cornières, il en résulte un aplatissement de la section au point de coupure, et par conséquent une déformation qui est si accentuée qu'il devient impossible de maintenir le produit rectiligne pendant le mouvement de celui-ci vers la table de refroidissement et lors du parcours de celui-ci par le travers de la dite table de refroidissement. Cette difficulté est commune à tous les types de cisailles utilisés jusqu'à maintenant. Un autre système couram- ment pratiqué est de tronçonner la billette à laminer avant qu'elle n'en- tre dans le laminoir, autrement dit pendant qu'elle a une forme permettant de la couper avec des cisailles à guillotine de type habituel.
Ce procédé est discutable, car il a pour conséquence de réduire la production du la- minoir, d'augmenter les chances "d'embrouillage" et de réduire ainsi la proportion des produits acceptableso Ces difficultés et d'autres difficul- tés analogues sont éliminées par la présente invention.
La présente invention vise donc particulièrement une cisaille assurant le découpage de métal de section irrégulière sans déformation appréciable de celle-ci.
L'invention vise également une cisaille rotative au vol pour couper du fer cornière et autres produits analogues, laquelle cisaille est de construction simple, peu coûteuse à fabriquer et ne demande qu'un entretien réduit.
L'invention vise également une cisaille pour sectionner des pro- filés laminés dont les lames ont une forme telle qu'elles coupent diverses parties de la section en des instants différents et qu'elles soutiennent complètement la partie qui est sectionnée.
L'invention, qui vise donc les objets ci-dessus et d'autres ob- jets apparents pour les hommes de l'art, réside dans la combinaison des éléments exposés dans la description ci-après et couverts par les reven- dications qui suivent .
Toutefois, c'est en se référant aux dessins, ci-annexés à titre purement illustratif, représentant certaines formes de réalisations de l'invention, que celle-ci est la plus aisément compréhensibleo
La figure 1 est une élévation d'une cisaille selon l'invention, vue dans le sens transversal au sens de passage du produit à couper.
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La figure 2 est une élévation de la cisaille vue dans le sens du passage du produit à couper.
Les figures 3 et 4 sont des élévations du couteau supérieur de la cisaille.
Les figures 5 et 6 sont des élévations du couteau inférieur de la cisaille, et la figure 7 est une vue schématique de la disposition de la cisaille et des mouvements relatifs des lames pendant l'opération de sectionnement.
Dans la description qui suit, l'expression "transversal" désig- nera toute direction perpendiculaire à la direction du mouvement du produit à couper, alors que l'expression "longitudinal" désignera la direction suivie par le dit produit. En outre, les expressions "arrière" et "avant" sont définies par rapport à la direction du mouvement du dit produit.
Les expressions "cercle d'engrènement zone de pied", "zone de tête", "cercle de base" et "angle d'engrènement" sont utilisées selon les définitions généralement acceptées et tout particulièrement celles qui sont indiquées au Machinery Handbook, 15ème édition, ppo648, 649 et 650.
Si, l'on se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2, qui montrent de la manière la plus claire les caractéristiques générales de l'inven- tion, la cisaille, qui est répérée dans son ensemble par le nombre 10, comporte un socle 11 fixé sur les fondations 12. Un carter 13, qui con- tient les engrenages d'entraînement et de transmission, est boulonné sur le socle 11. On peut accéder au carter par le couvercle 14, qui est boulon- né en haut du dit carter. Un moteur d'entraînement 15 est également monté sur le socle et il est réuni par un accouplement 16 aux engrenages logés dans le carter. Les organes de commande 17 de la cisaille sont montés sur le socle 11 et reliés au moteur.
Le moteur et les appareils auxiliaires à celui-ci sont protégés par un capot 18 qui s'étend à partir du carter 13 de la cisaille et qui est approximativement parallèle au socle 11.
Transversalement à partir du carter de la cisaille, et du côté opposé au moteur, sont disposés deux tambours de forme générale cylindrique 21 et 22. Les axes de ces tambours, placés verticalement l'un au-dessus de l'autre, sont parallèles l'un à l'autreo Un porte-couteau 23 se trouve placé sur le tambour supérieur 21 dans une direction générale radiale et un porte-couteau 24 analogue au précédent est partie intégrante du tambour inférieur 22. Les tambours sont reliés aux engrenages contenus dans le carter de la cisaille, de telle sorte qu'en l'un des points de la rotation les porte-couteaux soient verticaux et alignés dans la position montrée par le dessin. Chaque porte-couteau comporte à son extrémité un logement pour le couteau correspondant.
Un couteau supérieur 25 est fixé par bou- lons dans le logement du porte-couteau supérieur 23, alors qu'un couteau inférieur 26 est fixé par boulons dans le logement du porte-couteau in- férieur 24. Les pattes de fixation des couteaux et les logements ont des formes telles que lorsque les porte-couteaux sont verticaux, les axes des pattes de fixation des couteaux soient alignés et passent par des centres des tambours. La flêche indique la direction de passage du produit qui est coupé ainsi que la direction du mouvement des couteaux au moment de l'entrée en action de ceux-ci.
Si l'on se réfère maintenant aux figures 3 et 4, on voit que le couteau supérieur 25 a une patte de fixation 27 laquelle est percée de trous pour la fixation du dit couteau sur le porte-couteauo Le reste du couteau est constitué par la lame proprement dite 28 qui comporte une
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face avant transversale en forme de développante. Cette surface à déve- loppante a une forme telle que lorsque le couteau 25 est boulonné sur le porte-couteau, l'axe du tambour 21 passe par le centre du cercle de base de la dévaleppante.Le cercle de base choisi a un petit diamètre, à sa- voir à peu près le même diamètre que le tambour 21, de sorte que le tron- çon de développante intéressé a un faible rayon de courbure.
En outre, la développante est choisie de telle sorte que le cercle d'engrènement soit sur le point médian entre les deux axes des deux tambours et traverse la lame à proximité de son extrémité extérieure.
Ainsi qu'il ressort de la figure 3, qui montre le couteau vu de l'arrière, celui-ci comporte dans le sens longitudinal ce que l'on peut désigner gros- so-modo comme une entaille en V 30. L'intersection de l'entaille 30 avec la surface à développante 29 constitue l'arête de coupe 31 du couteau.
On pourrait décrire plus exactement cette intersection en la définissant comme la projection sur la surface à développante d'une entaille en V contenue dans un plan tangentiel à la développante et adjacent à la patte de fixation 27. Les faces latérales de l'entaille sont inclinées vers 1' arrière en s'écartant l'une de l'autre, de telle sorte que leur intersec- tion avec la face arrière du couteau a lieu selon une ligne 32 en V, qui est beaucoup plus grande que l'arête de coupe 31. Ceci procure la dépouil- le de l'arête de coupe, laquelle doit être suffisamment importante pour assurer de bonnes conditions de coupe tout en étant limitée afin de ne pas affaiblir l'arête de coupe.
Ainsi que cela a été indiqué, le cercle d'engrènement de la dé- eloppante est placé à proximité de la pointe du couteau , ce qui a pour conséquence que le fragment de la développante dans lequel se trouve l'arê- te de coupe 31 est entièrement dans la zone correspondant au pied de la dent d'une roue d'engrenage équivalenteo
Les figures 5 et 6 montrent les détails de construction du cou- teau intérieur 26. Ce couteau comporte une patte de fixation 35 compor- tant des trous pour fixer le couteau sur le porte-couteau et une lame proprement dite 36. La lame proprement dite comporte une face arrière 37 à développante et une face plane avant 38.La surface à développante est analogue à celle de l'autre couteau avec certaines différences impor- tantes.
Les points d'analogie sont les suivants :le centre du cercle de base coïncide avec l'axe du tambour correspondant 22 et le cercle de base- a le même diamètre que celui de l'autre couteau.
En outre, le cercle d'engrènement a aussi le même diamètre que le cercle d'engrènement du couteau supérieur et il est évidemment tangent à celui- ci au point médian entre les axes des deux tambourso Toutefois, le frag- ment de la développante qui définit la surface 37 est choisi de telle sorte que le cercle d'engrènement coupe le couteau dans la zone de la lame qui est près de la patte, de fixation. Ceci a pour conséquence que la plus grande partie de la surface 37 se trouve dans la zone de la dévelop- pante qui correspond à la tête de la dent de la roue d'engrenage équiva- lente.
Dans la figure 5, qui montre le couteau 26 vu de l'arrière, on peut voir que la lame comporte une pointe 39 en forme de Vo Une arête de coupe 41 est définie par l'intersection de la surface à développante 37 avec les plans qui définissent la pointeo Ces plans sont inclinés vers l'avant afin de procurer la dépouille voulue pour l'arête de coupe, et coupent donc la surface avant 38 selon ùne ligne en V 42, qui est plus petite. Des épaulements latéraux 43 et 44 sont disposés de chaque côté de la pointe de coupe 39.
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La figure 7 montre la façon dont les surfaces en prise des cou- teaux sont formées et comment elles se déplacent l'une par rapport à l'au- tre de façon analogue aux surfaces appartenant à deux dents en prise de deux roues dentées à l'engrènement. Les surfaces des couteaux ont des for- mes à développante. Autrement dit, on peut se les imaginer comme tracées à l'aide de l'extrémité d'une corde déroulée du cercle de base. Chaque couteau a un cercle d'engrènement 45 qui est concentrique de son cercle de base 46.
Ces cercles d'engrènement sont tangentiels l'un à l'autre, la partie de chaque couteau qui correspond au pied 47 de la dent de la roue dentée équivalente est celle qui se trouve entre le cercle de base et le cercle d'engrènement, alors que la partie de chaque couteau qui corres- pond à la tête 48 de la dent de la roue dentée équivalente est celle qui est disposée en dehors du cercle d'engrènement. Lorsque les surfaces à développante viennent en prise l'une sur l'autre, les points successifs de contact viennent tous se placer sur une ligne droite appelée la ligne d'engrènement 49, l'angle d'engrènement 50 étant l'angle entre cette lig- ne et une ligne imaginaire tangente aux deux cercles d'engrènement laquel- le tangente perpendiculaire à la ligne réunissant les centres des cercles de base.
La figure correspond au point de contact 51 où le fer cornière a juste été coupé et où un mouvement de glissement des surfaces l'une par rapport à l'autre est achevé.
Le fonctionnement de l'appareil ressort clairement de la descrip- tion ci-dessus. Le produit à sectionner passe entre les deux tambours 21 et 22 au niveau du point médian. Si le dit produit est un fer cornière, l'angle des deux ailes est en haut les deux ailes s'étendant obliquement vers le bas de façon symétrique.
A l'instant où doit être opéré le sectionnement le moteur 15 fait tourner les tambours de la manière usuelle et les porte-couteaux et les couteaux se déplacent pour entrer en contact avec la barre à coupero Ainsi que le montre la figure A l'ensemble constitué par le tambour supérieur avec son porte-couteau, et son couteau, tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre alors que l'ensemble constitué par le tambour inférieur avec son porte-couteau et son couteau tourne dans le sens des aiguilles d'une mon- tre. Lorsque les couteaux se rapprochent de la position montrée par la fi- gure A la surface à développante 29 du couteau supérieure 26 vient en prise avec la surface à développante 37 du couteau inférieur 22.
Comme les cer- cles de basé, les cercles d'engrènement et les angles d'engrènement sont les mêmes et qu'en outre les cercles d'engrènement sont tangentiels les deux surfaces entrent en prise exactement de la même façon que deux dents d'un engrenage. De fait comme la surface du couteau supérieur appartient dans sa plus grande partie à ce que l'on peut appeler le pied de la dent de la surface du couteau inférieur appartient dans sa plus grande partie à la tête de la dent, le mouvement relatif d'un couteau par rapport à l'autre est analogue à celui de la surface arrière d'une dent d'une roue d'engrenage par rapport à la surface avant de la dent suivante de l'autre roue d'engrenage,
au début de l'engrènement.A l'instant où les couteaux en- trent en prise l'un avec l'autre l'arête supérieure de la cornière est com- primée dans le creux de l'arête de coupe 31 en forme de V alors que la par- tie supérieure de la pointe 29 est enfoncée dans le coin de l'angle. Le mouvement relatif des deux couteaux se poursuivant, la pointe transperce la zone de raccordement entre les deux ailes de la cornièreo La poursuite du mouvement relatif entraine le cisaillement des ailes de la cornière jrsqu'à ce que finalement les bords des ailes soient atteints et que la cornière soit complètement sectionnés. Il va de soi que le contact entre les deux surfaces à développante a lieu.selon une ligne et que la ligne de contact en question est transversale .
En pratique tou-
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tefois le cisaillement du métal suppose un contact selon une mince bande transversaleo Dans le cas actuel où l'on utilise des cercles de base de petit diamètre la courbure des développantes est très importante et l'aire de contact est réduite au minimum. Il va de soi que plus le contact entre les surfaces a lieu sur une surface petite plus faible est la zone des arêtes de coupe 31 à 41 qui sont intéressées. En théorie ces arêtes ne se toucheraient qu'en un point. Evidemment si cette action de sectionnement avait lieu sur une barre de très faible épaisseur ainsi que ce serait, par exemple, le cas si la cornière était en papier, l'action de coupe des couteaux progresserait le long des côtés de la cornière à la manière d'une paire de cisailles.
Même si, en pratique l'épaisseur d'un fer cornière ne saurait être négligée, le fonctionnement n'est toutefois guère différent.
En chaque instant de la coupe, le métal est sectionné par une lame de couteau de part et d'autre de la matière.
Dans ces conditions on n'a jamais l'effet de coupe exercé par une arête de coupe sans qu'une arrête correspondante n'exerce une réaction de l'au- tre côté de la section coupée, il ne peut donc pas y avoir de déformation de la cornière ainsi que cela est le cas lorsqu'une cornière de profil analogue est sectionnée dans une cisaille de type traditionnel. Dans une cisaille de type traditionnel, les extrémités des ailes viennent en contact avec une arête de coupe qui est droite, l'autre arête de coupe qui est éga- lement droite venant en contact avec le coin de la cornièreo Il en résulte que la cornière est écrasée et s'évase latéralement.
Il y a lieu de noter le rôle du choix effectué pour les zones des développantes devant constituer les surfaces en prise des couteaux. Lorsque la tête de la face arrière d'une dent d'engrenage appartenant à une roue d'engrenage vient en prise avec le pied de la dent suivante sur l'autre roue de l'engrenage il se produit entre les deux un mouvement de glissement qui tend à les séparer. Ceci a lieu juste avant que le contact entre les dents ne vienne à cesser. Toutefois lorsque les mêmes dents d'engrenage entrent en contact la tête de la première dent entre en prise avec le pied de l'au- tre dent et les deux surfaces intéressées glissent l'une vers l'autre.
Evidemment lorsque le point de contact est sur le cercle d'engrènement le glissement est nul le seul mouvement relatif étant une déviation angulaire.
En fait dans une certaine zone placée de chaque côté du cercle d'engrène- ment le glissement reste très faible. La présente cisaille doit être con- struite de telle sorte que les couteaux glissent l'un contre l'autre afin que le mouvement relatif des arêtes de coupe produise l'effet recherché de cisaillage.
Il est évident que les modifications d'ordre secondaire peuvent être apportées à la forme et au mode d'exécution de l'invention sans en trahir le principe. Il est donc bien entendu que l'invention ne saurait être limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et qu'elle s'étend à tous les domaines revendiqués ci-après.