CA1040463A - Rouleau deflecteur pour la mesure et le controle de la planeite d'une tole tendue en deplacement - Google Patents
Rouleau deflecteur pour la mesure et le controle de la planeite d'une tole tendue en deplacementInfo
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Abstract
Rouleau déflecteur pour la mesure et le contrôle de la planéité d'une tôle tendue en déplacement comportant une partie interne fixe en rotation sur laquelle sont répartis, dans la direction axiale, des dispositifs détecteurs des contraintes radiales exercées par la tôle lors de son passage sur le rouleau déflecteur et une partie externe montée rotative sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tôle en déplacement et transmettant les contraintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs fixés sur la partie interne du rouleau. Ce rouleau présente une surface externe en contact avec la tôle qui ne peut causer une détérioration de l'état de surface de la tôle et permet d'avoir une image correcte de la répartition des contraintes radiales exercées par la tôle sur le rouleau. La partie externe du rouleau est constituée par une enveloppe cylindrique continue en une seule pièce dont la flexibilité sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et que la partie inerne présente une succession de zones de mesure où sont placées les dispositifs détecteurs de contraintes et de zones neutres ne portant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale. Les zones de l'envoloppe externe du rouleau recouvrent les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité sous des efforts radiaux inférieure à la flexibilité des zones de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne.
Description
1040463 ~ 'invention concerne un rouleau déflecteur pour la mesure et lé contrôle de la planéité d'une tôle tendue en d~placement, par exemple au cours ou ~ l'issue d'une op~ra-tion de laminage ou d'~tirage de cette tôle.
Il e~t en effet nécessaire, lors du laminage des bandes de métal, plus particulièrement lors du laminage à
froid de bande~ mince~, de détecter les d~fauts de planéité
de ces bandes et de rem~dier à ce~ défaut~ en agissant sur le8 conditions de laminage ou d'opérer un simple contrôle de la qualité du produit en fin dlopération. Pour effectuer ce r~glage ou ce contr81e on utilise g~néralement un rouleau dé~lecteur sur lequel passe la tôle ~ contr81er. Ce rouleau oomporte de3 moyens de mesure r~partis le long du rouleau dans la direction axiale afin de mesurer l'effort appliqué
par des tranche~ successi~e~ de la tôle dans la direction transversale sur ohaque ~l~ment de me~ure de ce rouleau. Les ~ d~fauts de plan~ité tradul~ant un ~tat de contrainte trans-I versale de la tale ~ous tension longltudinale, provoguant lor~ du passage de la tôle sur le rouleau déflecteur, des inégallt~s dans la r~partition des contraintes radiales exer-¦ o~es par la tôle 8ur les différents éléments de mesure dis-pos~s sur le rouleau, ~a mesure de ces contraintes ou des déformations qu'elles provoquent permet de d~tecter les dé-fauts de planéité de la tôle.
~ es syst~mes connus sont réalisés en empilant sur un arbr~ un ¢ertain nombre d'éléments de mesure discontinus, ~a surface extérieure du rouleau est elle-même constituée par la ~uxtaposition du même nombre de bagues cylindriques relabivement libre~ les unes par rapport aux autree afi~ de tran~mettre sans défaut le~ pressions unitaires appliqu~es ~ur chacune d'elles par la t81e. La surface ext~rieure du ¦ rouleau mont~e rotative sur l'arbre po~$ant les éléments de :
~04~463 ' mesure est en contact avec la tôle lors du défilement de celle-ci. Cette surface formée de bagues relativement libres les unes par rapport aux autres présente donc des discontinuités qui peuvent être gênantes dans le processus de laminage par les risques de marques qui peuvent apparaître sur la tôle. On peut remédier a cet inconvénient en recouvrant les bagues cylindri-- ques par une enveloppe souple continue. Cependant, les mesures sont alors entachées d'erreurs car la présence de l'enveloppe crée des interférences entre les contraintes exercées par la tôle ~ 10 sur les différentes zones du rouleau, si bien que les contraintes mesur~es ne donnent plus une image exacte des contraintes exercées par la tôle donc des défauts de planéité de la tôle.
Le but de l'invention est donc de proposer un rouleau déflecteur pour la mesure et le controle de la plan~ité d'une t~le tendue en d~placement comportant une partie interne fixe en rotation sur laquelle sont r~partis, dans la direction axiale, des dispositifs d~tecteurs des contraintes ~adiaLe~ excrc~es p~r la t81e lors de son passaye sur le rouleau déElectcur et une partie externe montée rotative sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tole en déplacement et transmettant les con-traintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs ~ fixés sur la partie interne du rouleau.
¦ Selon l'invention, la partie externe du rouleau est j constitu~e par une enveloppe cylindrique continue en une seule pièce dont la flexibilit~ sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et que la partie interne pr~ente une succession de zones de mesure o~ sont placés les dis-positifs détecteurs de contraintes et de zones neutres ne portant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale, les zones de l'enveloppe externe du rouleau recouvrant les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité
', sous des efforts radiaux inférieure a la flexibilité des zones ., ~
:,~ f .
: . , ; .-. . . . : . . . . . . ~
104(~463 de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne.
Selon une realisation préferentielle de l'invention, la partie interne du rouleau est formee, à sa partie centrale d'un arbre principal et, a sa peripherie, d'un ensemble de bagues fixees a l'arbre central dont la surface interne n'est en contact avec la surface externe de l'arbre central que sur une partie seulement de cette surface, les bagues etant en outre espacees les unes des autres dans la direction axiale et etant en contact sur leur surface interne, dans la zone Oa cette surface n'est pas en contact avec l'arbre central, avec les dispositifs détecteurs de contraintes.
Chacune des bagues fixées à l'arbre comporte, en plus ' de la zone déjà mentionnée où la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, de préférence une seconde zone sy~étrique de la première par rapport ~ l'axe du rouleau o~ la surface interne de la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, l'ensemble ~ des zones ainsi constitu~es, de même amplitude ~ur les différentes ¦ bagues, appelkes zones déformables admettant un même plan diamé-~ 20 tral de rouleau comme plan de symétrie et que des détecteurs de contraintesradiales sont disposés au contact de la surface interne de chacune des zones déformables des bagues, au voi~inage du plan de symétrie de ces zones.
, L'invention vise également un procédé pour la mesure ¦ et le contrôle de la planeité d'une tôle tendue en déplacement et utilisant un rouleau déflecteur tel que décrit ci-dessus, procéd~ selon lequel on utilise comme signal de mesure et de con-trôle la diff~rence des signaux fournis par les détecteurs situés du côté du rouleau recouvert par la t~le en déplacement et par les ~0 détecteurs dispos~s symétriquement par rapport a l'axe du rouleau.
Selon une autre réalisation préferentielle, la partie ;~ interne fixe en rotation comporte, en plus des dispositifs detec- ,, -104~463 ; teurs de contraintes radiales exercées par la tôle, des disposi-tifs détec~eurs des contraintes dues à des différences de tempé-rature entre la partie externe et la partie interne du rouleau disposés dans des zones insensibles aux contraintes exercées ~.
par la tôle et permettant d'effectuer une correction des dérives thermiques entachant d'erreurs les signaux de mesure.
La partie interne du rouleau est formée, de préférence, à sa partie centrale d'un arbre principal sur lequel sont dis-pos~s des ensembles de galets, placés au droit de chaque zone de mesure, sur lesquels sont montées des bagues, celles-ci étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et chacune d'entre elles étant en contact avec des dispositifs détec-teurs de contraintes dans au moins deux des zones comprises entre I deux galets.
~' L'invention vise aussi un proc~de pour la mesure et le contrôle de la planéit~ d'une tôle tendue en d~placement utili-sant un rouleau déflecteur tel que d~crit ci-dessus, proc~d~
selon lequel on utilise comme signal de mesure et de contrôle la diff~rence des signaux fournis par les détecteurs situ6s du côté
du rouleau recouvert par la tôle en déplacement et l'un quelcon-¦ que des autres détecteurs disposés entre deux galets.
i Afin de bien faire comprendre l'invention, on va ! décrire à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs variantes j d'exécution d'un rouleau déflecteur, suivant l'invention en ~e ¦ reportant aux figures jointes en annexe.
~ La figure 1 est une coupe transversale du rouleau au .~ niveau d'une zone de mesure.
La figure 2 est une coupe lonyitudinale du rouleau sui-vant AA de la figure 1 limitee a une zone de mesure et à deux ¦ 30 zones neutres.
;~ La figure 3 représente suivant une vue analogue à celle -'l de la figure 1 une variante d'exécution du rouleau déflecteur..1 .
, ~'i r ~~ 3a -~ ' .
. ~ , , ~V~63 La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 à
échelle reduite, dans le cas où l'on utilise des detecteurs pour la mesure des deformations dlorigine thermique.
- 3b -' ~
~04(~463 ~ a figure 5 e~t une vue analogue à la figure 3 à
lléchelle réduite, dans le cas où l'on utilise des détecteurs pour la mesure de~ déformations d'origine thermique.
~ a figure 6 représente, dans une vue en coupe ; transver~ale au nlveau d'une zone de mesure, un rouleau d~- -flecteur où la partie interne con~tituée par des bague~ mon-tées par l'intermédiaire de galets sur un arbre central com-porte de~ ~auge~ de contraintes, pour la mesure des défor-mations d'origine thermique.
La figure 7 représente dans une vue en coupe trans-versale au niveau d'une zone de mesure un rouleau déflecteur du m~me type que le rouleau représenté à la figure 6 mais où
les d~tecteurs sont des comparateurs.
En se reportant aux figures 1 et 2, on voit la bande 1 pa~sant avec une legère déflection sur la partie externe ¦ du rouleau déflecteur, con~tituée par une enveloppe cylin-drigue 2 pré~entant une surra¢e externe lis~e et une surrace lnterne oreu~ée de rainure~ 3 espacées régulièrement suivant la direotion axiale du rouleau. ~a partie interne du rouleau ; 20 ost form~e d'un arbre 4 sur lequel e~t fixé un en~e~ble de ;~ bagues oylindrlques 5. ~'enveloppe cylindrique e~terne 2 est montée rotative sur les bagues 5 par llintermédiaire de rou-leaux 6 malnte~us en place par des cages de rouleme~t 7. ~'en-veloppe externe 2, les bagues 5, le~ rouleaux 6 et les cages 7 forment donc un ensemble de paliers à roulement, les por-tions non rainurées de l'enveloppe externe du rouleau ~or-mant les bague3 eYternes. Chacune des bagues 5 est fixée ~ur l'arbre 4 d~ telle sort~ que la pluQ grande partie de sa ~urface interne ~oit en contact avec l'arbre 4 dont la section présente une partie circulaire de diamètre ~gal au diamètre interne des ba~ue~ 5. On voit sur la figure 1 que la partie superieure C D de la section de l'arbre 4 a une .~
., , ~ . , , ~ . . - , -1046~463 forme telle que la bague 5 n'est plus en contact avec llarbre 4 de C à D. Sur les ~urfscês internes des bague~ 5 qui ne sont pa~ en contact avec l'arbre 4 sont dispofée~ des jauges de contrainte 8. Sur la figure 2 une seule bague 5 est repré- -sentée, cependant d'autres bagues identiques sont disposées le long du rouleau, leur espacement étant ~gal à la largeur des rainures 3 de l'enveloppe externe du rouleau. ~a largeur dee bagues 5 est approximativement égale à la largeur des zones non rainurées de l'enveloppe externe du rouleau et le mon-tage de ltenveloppe externe 2 sur la partie interne du rouleau est tel que le~ partie~ non ra1nurées de cette enveloppe sont dispos~es axialement en face des bague~ 5.
~a zone de largeur a, visible qur la figure 2 con-ten~nt la bague 5 avec le dispo~itif de mesure 8 qui lui est atta¢hé constitue une zone de mesure.
he~ deux zones de largeur b qui encadrent cette zone dc me~ure et gui correspondent aux zones de l'arbre prln-s cipal 4 sur lesquelles ne sont pae mont~es d~ bague~ 5 cons-tituent deux zones neutres.
' 20 ~a partie interne du rouleau présente donc dans le i sen~ a~lal une succession de zones de mesure et de zones neutres, les parties rainur~es de l'enveloppe externe recouvrant les zones neutres de la partie interne.
~e~ parties rainur~e~ intérieurement de l~enveloppe ~ esterne du rouleau qui présentent une épaisseur inf~rieure à
¦ celle du reste de l~enveloppe ont donc une flexibilité sous des er$orts radiaux supérieure à la flexibilité des parties non rainurée~ di~po~e~ au-de~u~ de~ zones de mesure de la partie interne. On verra que la flexibilit~ accrue des zones rainurées de l'enveloppe externe permet une adaptation des déformations des diff~rents zones successives de cette en-veloppe externe.
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~ Y ;f; 5~ . . . r ~
104~1463 ~ a figure 3 représente une variante de realiRation du rouleau déflecteur où les bagues 5 ne portent plus de jauges de contrainte sur la partie de leur surface interne qui n'est pas en contact avec l'arbre principal 4 mai~ où
un détecteur de déplacement 10 tel qu'un comparateur, est disposé à l'intérieur de l'arbre 4, liorgane sensible au dé-placement 11 de ce~oomparateur 10 étant en contact avec la face interne de la bague 5. ~'arbre principal 4 porte ainsi un ensemble de capteurs de d~placement tels que 10 r~partis ~uivant la direction axiale du rouleau et diQposé3 au niveau de chacune des bagues 5.
On va maintenant d~crire le fonctionnement d'un rou-leau déflecteur suivant l'invention utilisé pour la détection de défauts de planéité d'une t81e tendue passant par ce rouleau.
~ a t81e 1 passant sur la partie externe rotative du rouleau déilecteur exerce sur cette partie externe des pres-slon~ unitalre p radiales repr~sent~es par des flèches sur 1Q fieure 1 en chacun des points d0 contaot entre la tôlo et l'enveloppe externe du rouleau déilecteur. ~a r~sultante de 1 20 toutes ce~ forceR unitalres a un instant donné est une ior¢e P ~erticale gui s'exerce par l'interm~diaire des rouleaux 6 ~ur la bague 5 dans la zone où ~a surface interne n'est pas en contact avec l'arbre principal 4. Cette force P provoque une déiormation de la bague 5 dont l~amplitude peut être mesurée ~r~ce à la ~auge de contrainte 8 (ou au comparateur 10 dan8 le deuxième mode de réalisation du rouleau d~flecteur ,., de l'invention).
Sur la figure 2 on a repr~enté les forces P1 et P2 qui s'axeroent ~ur deux zone~ ~oisines de la partie exte~ne du rouleau, donc sur les bagues de deux zones de mesure con-sécutives de la partie interne de ¢e rouleau. Des défauts de planéité de la tôle se traduisent par une répartition non x :~,.: . - , , . , ,. . - , ,.,. ... .. . ,, , ,- . " , . . .
104~163 homogane des efforts radiaux de cette tôle sur le rouleau dé-flecteur. Des diff~rences significatives pourront être ainsi enregistrée~ entre les efforts exercés par la tôle sur des zone~ du rouleau espacées dans le sens axial. Une différence entre P1 et P2 par exemple se traduira par des déformations différentes des bagues correspondantes 5 qui sont toutes iden-tiques et donc par des indications différentes des capteur de déplacement. De~ diff~rences de tension longitudinales liées ou non aux défauts de planéité de la t81e pourront de même être d~tectées.
~es déformations différentes d'une zone à une autre, des parties de l'en~eloppe externe situées au niveau des zones de mesure de la partie interne du rouleau seront absorbées par la flexion de la partie de l'enveloppe externe amincie par les rainures 3 qui 8e trouve au-dessus des zones neutres. Ainsi la déformation de chaaune des zones du rouleau déflecteur n'in-J terfare gue peu ~vec la déformation dea autres zon~s et l'i-ma~e donn~e de la répartition des contrainte~ radiales le long du rouleau par les détecteurs est donc bien représentative de l'~tat de planélté ou de tension de la tale.
Un autre avantage de l'invention apparait sur les figures 1 et 3 où l'on voit que sous un effort P crois~ant l'amplitude de l'arc CD qui est égale ~ l'amplitude de la zone des bague~ 5 qui n'est pa~ en contact avec l'arbre prin-cipal 4 tend i~ diminuer. Ceci permet de réduire l'accroi~i-sement de la containte dans la bague 5 et par cons~quent quand P augmente réalise une autoprotection contre les surcharges accident~lles.
Il est évident que l'influence d'un élément de mesure - -l~ 30 sur les él~ments adjaca~ts d~pend du choix des proportions en-tre les cotes a, b, c et d. Un c~oix correct de ces cotes permet de réduire à une valeur acceptable l'interférence d'un .
1~)4~463 ment de me~ure sur le~ ~léments adjacents.
Dan~ le ca~ où des écarts de temp~rature apparais-sent entre l'arbre central 4 et le~ bagues 5 qui lui sont reliées, la d~formation de~ bague~ 5 dan~ leur partie en contact avec les d~tecteurs de contrainte est influencée par cet ~cart de température ind~pendamment de toute action exercée par le produit à me~urer.
Les indications des détecteurs de contrainte ne sont plus fonction uniquement des cont~aintes appliquées par la t81e, mais ~galement des écarts de temp~rature exi~tant entre l'arbre central et les bagues.
Il est difficile, sinon impossible, de oorriger tout moment des indications lors du défilement de la tôle.
1 Dans les dispositifs connus ant~rieurement, les ¦ erforts étaient généralement transmis depuis la périphérie ~usgu'~ la partle centrale du rouleau, en partle par les dé-t~cteurs de contraintes eux-mêmes qui aervaient d'appui.
Au oontraire, dans le dispositi~ d~orit, où une déformation relativement importante des zones de mesure sous ¦ 20 les errorts exercés par la tôle est souhaitable pour avoir une bonne image des contraintes, les zone~ de mesure n'assurent aucune transmission d'efforts et les détecteurs mesurent un 1 d~placement dû à la déformation des bague~. Cette déformation 3 e~t elle-m8me très dépendante des différences de température entre les di~erses partlee du rouleau.
Dans ce cas, l'effet de la température sur les mesures est donc très important-set il convient d'op~rer des oorrootion~.
Y ;
On va décrire en se reportant aux figures 4 et 5 un premier mode de réalisation d'un ro~leau d~flecteur comportant ¦ des détecteurs pour la correction des dérive~ d'origine ther-¦ mique, où la partie interne du rouleau est formée d'un arbre 1~4~4~3 central et de bague~ serr~es ~ur cet arbre.
ha bande 1 dont on veut mesurer et contrôl~r la planéité passe 3ur la surface externe lis~e de la partie mo- ;
bile 2 du rouleau, la surface interne de cette partie 2 étant en contact avec des rouleaux 6 permettant la rotation de la partie mobile 2 par rapport ~ la partie interne fixe.
La partie interne e~t formée par un arbre central J 4 sur lequel sont montées un ensemble de bagues - telles que 3 - espacées le~ unes des autres sui~ant l'axe du rouleau et d~llmitant les diff~rente~ zones de mesure.
Ce~ bagues sont serrées sur l'arbre central 4 de telle sorte gu'il y ait contact entre l'arbre 4 et les bagues 5 dans les zones telles que C-C' et D-DI symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe du rouleau.
l ~'arbre 4 est dlautre part usiné de telle ~orte que 1 les bague~ 5 sont espa¢ées de l'arbre 4 entre les polnts C et i D et C' et D', les zone8 C-D et C'-D' sont évidemment sym~-triques l'une de l'autre par rapport à l'axe du rouleau.
Le~ zones de la sur~ace interne des bagues 5 qui n~ sont pas en contact avec l'arbre 4, c'est à dire les par-l tles de cette surface interne comprise entre C et D et C' et I D' portent de~ ~auges de contrainte 8 et 12 (figure 4) dis-posées symétriguement par rapport ~ l'axe du rouleau et cen-¦ trée~ à l'lntersoctlon de la surface interne de la bague 5 avec le plan dlamétral de traoé Y-Y' du rouleau ou sont en contact avec les organes senslbles au d~placement 11 et 14 de d~u~ oomparat~ur~ dispo~8 8ymétriquement par rapport à l'ax~
¦ du rouleau au voi8inage du plan diam~tral de symétrie de 3 trac~ Y-Y' (figure 5).
~es diff~rentes zones C-D et C~-D~ des bagues dis- ;
po~ees suivant la longueur du rouleau ~ont toutes ~ymétriques par rapport au plan de tra¢é Y-Y' sur le plan de figure et _g_ .:
1 , 104~463 d'amplitude identique.
Si nous supposons qu'il existe un écart de tempé-rature entre le~ bagues 5 et l'arbre central 4 dû, par e~:emple, à la température de la t81e ou du milieu ambiant momentané-ment plu8 élevée que la température de l'arbre 4, l'indication donnée par la ~auge de contrainte 8 - ou le comparateur 10 -sera en fonction ~ la fois des contraintes radisles exercées par la t81e et des différences de température entre l'arbre central et les bagues 5.
En effet, la partie déformable de la bague 5 com-prise entre C et D et le capteur qui est au contact avec cette partie de la bague subiront à chaque instant une dé-formation due, d'une part aux écarts de température entre l'arbre central 4 et les baguea 5, et d'autre part ~ l'effort e:cercé par la t81e 1 sur la bague 5.
Par contre, la ~auge 12 ou le comparateur 13 four-niss~nt une indication qul n'est fonction que de l'écart de température entre l'arbre central 4 et les bague~ 5, la partie a~-D~ de~ bague~ et le capteur n'étant pas soumis à la dé-formatlon due ~ la pression exercée par la t81e.
Si nous désignons par D~ 1 la d~formation de la bague 5 mesur~e par le capteur 8 ou 10 sou3 l'effet thermique~
DC 1 la déformation de la bague 5 mesurée par le capteux 8 ou 10 ~ous l'offet de la charge de la bande 1 et D~ 2 la d~formation de la bande 5 mesurée par le capteur 12 ou 13 ~l sous l'~fret thermique, on s'ap~rgoit que le signal repré-s~ntant la diff~rence des signaux par chacun de~ d~tecteurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du rouleau, soit D~1 ~ DC1 - DT2 est sensiblement égal à DC1, la déformation de la bague 5 due ~ l'effet thermique ~tant ~en~iblement i-dentique au niveau de la zone CD et de la zone IDIDI.
~e signal obtenu par différence des signaux donnés ~ 04~463 par le~ capteurs ~ et 12 ou 10 et 13 respectivement, repré-sente donc bien les contraintes radiales exercéea par la tôle 1 aur le rouleau de me~ure et de contr81e de planéit~.
On réali~e donc, en soustrayant à chaque instant l'indication donn~e par les capteurs disposés sym~triquement par rapport ~ l'a~e du rouleau, une compen~ation automatique des effet~ thermiques perturbant les mesures de contrainte radiale exerc~e par la t~le.
Cette diff~rence peut être obtenue directement dans ; 10 le circuit d'utilisation des signaux ~mis par lea capteurs et aervir de grandeur de mesure et de r~glage pour le contr81e ou le réglage de la planéit~ de la t81e.
On peut remarguer ~galement que les effets ther-miques proprea aux éléments de mesure (capteurs 8 ou 10 et 12 ou 13) sont au3si automatiquement compens~s par le dis-positlf eelo~ l'inYention dans la mesure où la variation de température des deux oapteurs (8 ou 10 et 12 ou t3) est ~en-aiblement la m~me.
On va maintenant d~crire, en se reportant aux figures 6 et 7, un se¢ond mode de r~alisation o~ la partie interne du rouleau e~t formée d'un arbre central sur lequel des baguea sont montées aveo intercalation de galets.
~a bande 1 dont on veut mesurer et contr~ler la planéit~, paaae sur la aurface extérieure lisse de la partie mobil~ 2 du rouleau, la surra¢e interne de cette partie 2 ~tant en contaot aveo dea rouleaux 6~;permettant la rotation de la partie mobile 2 par rapport ~ la partie interne ~ixe.
partie int~rne est form~e par u~ arbre central ~ 4 aur lequel 80nt disposés des ensembles de 3 galets (15 - 16 -j 30 17) un ensemble par zone de mesure - décalé~ de 120~ le~ uns par rapport aux autrea et disposés de telle manière que le plan diam~tral Y-Y' 80it un plan de sym~trie pour l'un de ceux-' ci 17. 104~463 Ce dernier galet est diam~tralement oppos~ au point milieu de la zone de contact de la bande.
Sur ces galet~ sont ~rettées un en~emble de bagues - telles que 5 - e~pacées les unes des autres ~uivant l'axe du rouleau et d~limitant le8 différente~ zone~ de mesure.
~ a liaison des bagues avec l'arbre par l'intermé-diaire de 3 galets autorlse des micro-déplacements au niveau ; des ligne~ de contact.
Les zones E~ et FG de la ~urface interne des bagues porte~t, en leur milieu, des ~auges de contraintes 18 et 22 (figure 6) centr~es ~ l'intersection de la surface interne de la bague 5 avec le plan diam~tral de trac~ Y-Y' pour ce qui concerne la zone EF et avec le plan diamètral de tracé
Z-Z' pour oe qui concerne FG, ou sont en contact avec les deux comparateurs 21 et 24 dispos~s sui~ant les axes Y-Y' pour ~l la zone EF et Z-Z' pour la zone ~ (flgure 7).
- Si nous suppoaons gu'il existe un écart de tempé-rature entre les bagues 5 et l'arbre cental 4 dû, par e~emple ¦ 20 ~ la temp~rature de la tôle et du milieu ambiant momentané-~ ment plus éler~e que la température de l'arbre 4, les bagues ! 5 auront subi alors une déformation par rapport à leur état initial ; cette déformation se répartit sur les 3 zones EF -PG et GE de facon identique gr~ce aux galets de roulement,et au ~errage de la ~ague sur ceu~-ci.
D'autre part, l'arbre sl~¢hauffe tr~s lentement ¦ (contact ponctuel) donc sa température peut être consid~rée ~ oomme uniforme et~ ain81, les flaches des arcs E~ - FG et ¦ GE ~arient de la m8me quantité au cours d'un échauffement i 30 des bagues 5.
On réalise donc, en sou~trayant ~ chaque instant l'indication donn~e par le~ capteurs dispos~s suivant les deux 104~463 zones EF et ~, une compen~ation automatique que des effets thermique~ perturbant les me~ure~ de contrainte exerc~e par la tôle.
~'invention ne se limite pas aux mQdes de réali~ation ; qui viennent d'8tre décrit~ elle en comprend au cont~aire toutes le~ variante~. Ctest ainsi qulafin d'obtenir de3 zones de flexibilité différente~ sur l'enveloppe externe du rouleau il est pos~ible d'utili~er au lieu d'un rainurage interne de cet-te enveloppe de~ matériaux à flexibilit~s différente~ pour constituer les diff~rentes ~ones succe~sives de cette enve-loppe.
I1 est également possible d'utiliser pour assurer le roulement de la partie externe du rouleau sur les bague~
de la partie interne, au lieu d'éléments de roulement ¢omme dan8 l'exemple gui vient d'~tre décrit, dlautres dispo~itifs tel~ qu'un palier lie~e ~gdrom~canique qui peut fonctionner ~oit avec un fluide compressible soit avec un fluide incom-pressible soit avec un fluide faiblement compresslble.
a d~crit également comme capteur~ de d~placement .
capa~les de déteoter le niveau des contraintes radiales dans les dlfférente3 baeues di~posées axialement sur la partie in-,~
terne du rouleau, des jauges de contrainte ou de~ capteurs de déplacement du type comparateur mais il est égaleme~t pos-sible d'utillser d'autres di~po~i~ifs de mesure tel3 que .I de~ capteur~ de pres~ion qu'on peut intercaler entre l'arbre prinoipal et la bague qui lui est associée dans la zone où
la ~urfaoe interne de cette bague n'est pas en contact avec ~ rbre principal.
I ~e résultat des mesures effectuées par les diffé-rents capteurs disposés le long de la direction axiale du rouleau peuvent ~tre enregistrées num~riquement ou visualisées.
Pour cela un cablage électrique relié à l'appareil charg~
:
104~463 d'enr~gistrer ou de visualier le résultat de~ mesures des capteurs pourra pa~er dan~ une cavit~ axiale ménag~e l'intérieur de l'arbre principal du rouleau et ras~embler le~
fils de me~ure réunis à chacun des capteurs répartis dans la direction axiale du rouleau.
Au lieu d'utili~er 3 galets par bagufa comme dans l'exemple de r~falisation d'un rouleau comportant des détec-teurs de correction des dérives t~ermiques décrit en se ré-f ~érant aux figures 6 et 7, on peut utiliser un montage de la partie interne à 4 galets, chaque bague de la partl~ interne étant montée ~ur l'arbre central avec intercalation de 4 galets.
' ~'invention s'applique plus particulièrement au con-fl tr~le ou au réglage de la plan~ité d'une tôle mince en cour~
de laminage ou à l'is~ue dlune op~ration de transformation ! de ¢ette tôle mince, cependa~t, il est bien ~vident gue le rouleau dé$1eoteur suivant l'invention s'applique au contrôle -¦ de toua produits métallurgiques plats. Enfin le rouleau ¦ d~leoteur ~uivant l'invention peut être associ~ à toutes installation~ de transformation d'une matière métallurgi~ue .een bandes ou en ~euilles ou utilisé séparément pour le con-; trôle de gualit~ dlun produit plat après trans$ormation.
~0 : ~' ., .
,
Il e~t en effet nécessaire, lors du laminage des bandes de métal, plus particulièrement lors du laminage à
froid de bande~ mince~, de détecter les d~fauts de planéité
de ces bandes et de rem~dier à ce~ défaut~ en agissant sur le8 conditions de laminage ou d'opérer un simple contrôle de la qualité du produit en fin dlopération. Pour effectuer ce r~glage ou ce contr81e on utilise g~néralement un rouleau dé~lecteur sur lequel passe la tôle ~ contr81er. Ce rouleau oomporte de3 moyens de mesure r~partis le long du rouleau dans la direction axiale afin de mesurer l'effort appliqué
par des tranche~ successi~e~ de la tôle dans la direction transversale sur ohaque ~l~ment de me~ure de ce rouleau. Les ~ d~fauts de plan~ité tradul~ant un ~tat de contrainte trans-I versale de la tale ~ous tension longltudinale, provoguant lor~ du passage de la tôle sur le rouleau déflecteur, des inégallt~s dans la r~partition des contraintes radiales exer-¦ o~es par la tôle 8ur les différents éléments de mesure dis-pos~s sur le rouleau, ~a mesure de ces contraintes ou des déformations qu'elles provoquent permet de d~tecter les dé-fauts de planéité de la tôle.
~ es syst~mes connus sont réalisés en empilant sur un arbr~ un ¢ertain nombre d'éléments de mesure discontinus, ~a surface extérieure du rouleau est elle-même constituée par la ~uxtaposition du même nombre de bagues cylindriques relabivement libre~ les unes par rapport aux autree afi~ de tran~mettre sans défaut le~ pressions unitaires appliqu~es ~ur chacune d'elles par la t81e. La surface ext~rieure du ¦ rouleau mont~e rotative sur l'arbre po~$ant les éléments de :
~04~463 ' mesure est en contact avec la tôle lors du défilement de celle-ci. Cette surface formée de bagues relativement libres les unes par rapport aux autres présente donc des discontinuités qui peuvent être gênantes dans le processus de laminage par les risques de marques qui peuvent apparaître sur la tôle. On peut remédier a cet inconvénient en recouvrant les bagues cylindri-- ques par une enveloppe souple continue. Cependant, les mesures sont alors entachées d'erreurs car la présence de l'enveloppe crée des interférences entre les contraintes exercées par la tôle ~ 10 sur les différentes zones du rouleau, si bien que les contraintes mesur~es ne donnent plus une image exacte des contraintes exercées par la tôle donc des défauts de planéité de la tôle.
Le but de l'invention est donc de proposer un rouleau déflecteur pour la mesure et le controle de la plan~ité d'une t~le tendue en d~placement comportant une partie interne fixe en rotation sur laquelle sont r~partis, dans la direction axiale, des dispositifs d~tecteurs des contraintes ~adiaLe~ excrc~es p~r la t81e lors de son passaye sur le rouleau déElectcur et une partie externe montée rotative sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tole en déplacement et transmettant les con-traintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs ~ fixés sur la partie interne du rouleau.
¦ Selon l'invention, la partie externe du rouleau est j constitu~e par une enveloppe cylindrique continue en une seule pièce dont la flexibilit~ sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et que la partie interne pr~ente une succession de zones de mesure o~ sont placés les dis-positifs détecteurs de contraintes et de zones neutres ne portant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale, les zones de l'enveloppe externe du rouleau recouvrant les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité
', sous des efforts radiaux inférieure a la flexibilité des zones ., ~
:,~ f .
: . , ; .-. . . . : . . . . . . ~
104(~463 de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne.
Selon une realisation préferentielle de l'invention, la partie interne du rouleau est formee, à sa partie centrale d'un arbre principal et, a sa peripherie, d'un ensemble de bagues fixees a l'arbre central dont la surface interne n'est en contact avec la surface externe de l'arbre central que sur une partie seulement de cette surface, les bagues etant en outre espacees les unes des autres dans la direction axiale et etant en contact sur leur surface interne, dans la zone Oa cette surface n'est pas en contact avec l'arbre central, avec les dispositifs détecteurs de contraintes.
Chacune des bagues fixées à l'arbre comporte, en plus ' de la zone déjà mentionnée où la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, de préférence une seconde zone sy~étrique de la première par rapport ~ l'axe du rouleau o~ la surface interne de la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, l'ensemble ~ des zones ainsi constitu~es, de même amplitude ~ur les différentes ¦ bagues, appelkes zones déformables admettant un même plan diamé-~ 20 tral de rouleau comme plan de symétrie et que des détecteurs de contraintesradiales sont disposés au contact de la surface interne de chacune des zones déformables des bagues, au voi~inage du plan de symétrie de ces zones.
, L'invention vise également un procédé pour la mesure ¦ et le contrôle de la planeité d'une tôle tendue en déplacement et utilisant un rouleau déflecteur tel que décrit ci-dessus, procéd~ selon lequel on utilise comme signal de mesure et de con-trôle la diff~rence des signaux fournis par les détecteurs situés du côté du rouleau recouvert par la t~le en déplacement et par les ~0 détecteurs dispos~s symétriquement par rapport a l'axe du rouleau.
Selon une autre réalisation préferentielle, la partie ;~ interne fixe en rotation comporte, en plus des dispositifs detec- ,, -104~463 ; teurs de contraintes radiales exercées par la tôle, des disposi-tifs détec~eurs des contraintes dues à des différences de tempé-rature entre la partie externe et la partie interne du rouleau disposés dans des zones insensibles aux contraintes exercées ~.
par la tôle et permettant d'effectuer une correction des dérives thermiques entachant d'erreurs les signaux de mesure.
La partie interne du rouleau est formée, de préférence, à sa partie centrale d'un arbre principal sur lequel sont dis-pos~s des ensembles de galets, placés au droit de chaque zone de mesure, sur lesquels sont montées des bagues, celles-ci étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et chacune d'entre elles étant en contact avec des dispositifs détec-teurs de contraintes dans au moins deux des zones comprises entre I deux galets.
~' L'invention vise aussi un proc~de pour la mesure et le contrôle de la planéit~ d'une tôle tendue en d~placement utili-sant un rouleau déflecteur tel que d~crit ci-dessus, proc~d~
selon lequel on utilise comme signal de mesure et de contrôle la diff~rence des signaux fournis par les détecteurs situ6s du côté
du rouleau recouvert par la tôle en déplacement et l'un quelcon-¦ que des autres détecteurs disposés entre deux galets.
i Afin de bien faire comprendre l'invention, on va ! décrire à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs variantes j d'exécution d'un rouleau déflecteur, suivant l'invention en ~e ¦ reportant aux figures jointes en annexe.
~ La figure 1 est une coupe transversale du rouleau au .~ niveau d'une zone de mesure.
La figure 2 est une coupe lonyitudinale du rouleau sui-vant AA de la figure 1 limitee a une zone de mesure et à deux ¦ 30 zones neutres.
;~ La figure 3 représente suivant une vue analogue à celle -'l de la figure 1 une variante d'exécution du rouleau déflecteur..1 .
, ~'i r ~~ 3a -~ ' .
. ~ , , ~V~63 La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 à
échelle reduite, dans le cas où l'on utilise des detecteurs pour la mesure des deformations dlorigine thermique.
- 3b -' ~
~04(~463 ~ a figure 5 e~t une vue analogue à la figure 3 à
lléchelle réduite, dans le cas où l'on utilise des détecteurs pour la mesure de~ déformations d'origine thermique.
~ a figure 6 représente, dans une vue en coupe ; transver~ale au nlveau d'une zone de mesure, un rouleau d~- -flecteur où la partie interne con~tituée par des bague~ mon-tées par l'intermédiaire de galets sur un arbre central com-porte de~ ~auge~ de contraintes, pour la mesure des défor-mations d'origine thermique.
La figure 7 représente dans une vue en coupe trans-versale au niveau d'une zone de mesure un rouleau déflecteur du m~me type que le rouleau représenté à la figure 6 mais où
les d~tecteurs sont des comparateurs.
En se reportant aux figures 1 et 2, on voit la bande 1 pa~sant avec une legère déflection sur la partie externe ¦ du rouleau déflecteur, con~tituée par une enveloppe cylin-drigue 2 pré~entant une surra¢e externe lis~e et une surrace lnterne oreu~ée de rainure~ 3 espacées régulièrement suivant la direotion axiale du rouleau. ~a partie interne du rouleau ; 20 ost form~e d'un arbre 4 sur lequel e~t fixé un en~e~ble de ;~ bagues oylindrlques 5. ~'enveloppe cylindrique e~terne 2 est montée rotative sur les bagues 5 par llintermédiaire de rou-leaux 6 malnte~us en place par des cages de rouleme~t 7. ~'en-veloppe externe 2, les bagues 5, le~ rouleaux 6 et les cages 7 forment donc un ensemble de paliers à roulement, les por-tions non rainurées de l'enveloppe externe du rouleau ~or-mant les bague3 eYternes. Chacune des bagues 5 est fixée ~ur l'arbre 4 d~ telle sort~ que la pluQ grande partie de sa ~urface interne ~oit en contact avec l'arbre 4 dont la section présente une partie circulaire de diamètre ~gal au diamètre interne des ba~ue~ 5. On voit sur la figure 1 que la partie superieure C D de la section de l'arbre 4 a une .~
., , ~ . , , ~ . . - , -1046~463 forme telle que la bague 5 n'est plus en contact avec llarbre 4 de C à D. Sur les ~urfscês internes des bague~ 5 qui ne sont pa~ en contact avec l'arbre 4 sont dispofée~ des jauges de contrainte 8. Sur la figure 2 une seule bague 5 est repré- -sentée, cependant d'autres bagues identiques sont disposées le long du rouleau, leur espacement étant ~gal à la largeur des rainures 3 de l'enveloppe externe du rouleau. ~a largeur dee bagues 5 est approximativement égale à la largeur des zones non rainurées de l'enveloppe externe du rouleau et le mon-tage de ltenveloppe externe 2 sur la partie interne du rouleau est tel que le~ partie~ non ra1nurées de cette enveloppe sont dispos~es axialement en face des bague~ 5.
~a zone de largeur a, visible qur la figure 2 con-ten~nt la bague 5 avec le dispo~itif de mesure 8 qui lui est atta¢hé constitue une zone de mesure.
he~ deux zones de largeur b qui encadrent cette zone dc me~ure et gui correspondent aux zones de l'arbre prln-s cipal 4 sur lesquelles ne sont pae mont~es d~ bague~ 5 cons-tituent deux zones neutres.
' 20 ~a partie interne du rouleau présente donc dans le i sen~ a~lal une succession de zones de mesure et de zones neutres, les parties rainur~es de l'enveloppe externe recouvrant les zones neutres de la partie interne.
~e~ parties rainur~e~ intérieurement de l~enveloppe ~ esterne du rouleau qui présentent une épaisseur inf~rieure à
¦ celle du reste de l~enveloppe ont donc une flexibilité sous des er$orts radiaux supérieure à la flexibilité des parties non rainurée~ di~po~e~ au-de~u~ de~ zones de mesure de la partie interne. On verra que la flexibilit~ accrue des zones rainurées de l'enveloppe externe permet une adaptation des déformations des diff~rents zones successives de cette en-veloppe externe.
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104~1463 ~ a figure 3 représente une variante de realiRation du rouleau déflecteur où les bagues 5 ne portent plus de jauges de contrainte sur la partie de leur surface interne qui n'est pas en contact avec l'arbre principal 4 mai~ où
un détecteur de déplacement 10 tel qu'un comparateur, est disposé à l'intérieur de l'arbre 4, liorgane sensible au dé-placement 11 de ce~oomparateur 10 étant en contact avec la face interne de la bague 5. ~'arbre principal 4 porte ainsi un ensemble de capteurs de d~placement tels que 10 r~partis ~uivant la direction axiale du rouleau et diQposé3 au niveau de chacune des bagues 5.
On va maintenant d~crire le fonctionnement d'un rou-leau déflecteur suivant l'invention utilisé pour la détection de défauts de planéité d'une t81e tendue passant par ce rouleau.
~ a t81e 1 passant sur la partie externe rotative du rouleau déilecteur exerce sur cette partie externe des pres-slon~ unitalre p radiales repr~sent~es par des flèches sur 1Q fieure 1 en chacun des points d0 contaot entre la tôlo et l'enveloppe externe du rouleau déilecteur. ~a r~sultante de 1 20 toutes ce~ forceR unitalres a un instant donné est une ior¢e P ~erticale gui s'exerce par l'interm~diaire des rouleaux 6 ~ur la bague 5 dans la zone où ~a surface interne n'est pas en contact avec l'arbre principal 4. Cette force P provoque une déiormation de la bague 5 dont l~amplitude peut être mesurée ~r~ce à la ~auge de contrainte 8 (ou au comparateur 10 dan8 le deuxième mode de réalisation du rouleau d~flecteur ,., de l'invention).
Sur la figure 2 on a repr~enté les forces P1 et P2 qui s'axeroent ~ur deux zone~ ~oisines de la partie exte~ne du rouleau, donc sur les bagues de deux zones de mesure con-sécutives de la partie interne de ¢e rouleau. Des défauts de planéité de la tôle se traduisent par une répartition non x :~,.: . - , , . , ,. . - , ,.,. ... .. . ,, , ,- . " , . . .
104~163 homogane des efforts radiaux de cette tôle sur le rouleau dé-flecteur. Des diff~rences significatives pourront être ainsi enregistrée~ entre les efforts exercés par la tôle sur des zone~ du rouleau espacées dans le sens axial. Une différence entre P1 et P2 par exemple se traduira par des déformations différentes des bagues correspondantes 5 qui sont toutes iden-tiques et donc par des indications différentes des capteur de déplacement. De~ diff~rences de tension longitudinales liées ou non aux défauts de planéité de la t81e pourront de même être d~tectées.
~es déformations différentes d'une zone à une autre, des parties de l'en~eloppe externe situées au niveau des zones de mesure de la partie interne du rouleau seront absorbées par la flexion de la partie de l'enveloppe externe amincie par les rainures 3 qui 8e trouve au-dessus des zones neutres. Ainsi la déformation de chaaune des zones du rouleau déflecteur n'in-J terfare gue peu ~vec la déformation dea autres zon~s et l'i-ma~e donn~e de la répartition des contrainte~ radiales le long du rouleau par les détecteurs est donc bien représentative de l'~tat de planélté ou de tension de la tale.
Un autre avantage de l'invention apparait sur les figures 1 et 3 où l'on voit que sous un effort P crois~ant l'amplitude de l'arc CD qui est égale ~ l'amplitude de la zone des bague~ 5 qui n'est pa~ en contact avec l'arbre prin-cipal 4 tend i~ diminuer. Ceci permet de réduire l'accroi~i-sement de la containte dans la bague 5 et par cons~quent quand P augmente réalise une autoprotection contre les surcharges accident~lles.
Il est évident que l'influence d'un élément de mesure - -l~ 30 sur les él~ments adjaca~ts d~pend du choix des proportions en-tre les cotes a, b, c et d. Un c~oix correct de ces cotes permet de réduire à une valeur acceptable l'interférence d'un .
1~)4~463 ment de me~ure sur le~ ~léments adjacents.
Dan~ le ca~ où des écarts de temp~rature apparais-sent entre l'arbre central 4 et le~ bagues 5 qui lui sont reliées, la d~formation de~ bague~ 5 dan~ leur partie en contact avec les d~tecteurs de contrainte est influencée par cet ~cart de température ind~pendamment de toute action exercée par le produit à me~urer.
Les indications des détecteurs de contrainte ne sont plus fonction uniquement des cont~aintes appliquées par la t81e, mais ~galement des écarts de temp~rature exi~tant entre l'arbre central et les bagues.
Il est difficile, sinon impossible, de oorriger tout moment des indications lors du défilement de la tôle.
1 Dans les dispositifs connus ant~rieurement, les ¦ erforts étaient généralement transmis depuis la périphérie ~usgu'~ la partle centrale du rouleau, en partle par les dé-t~cteurs de contraintes eux-mêmes qui aervaient d'appui.
Au oontraire, dans le dispositi~ d~orit, où une déformation relativement importante des zones de mesure sous ¦ 20 les errorts exercés par la tôle est souhaitable pour avoir une bonne image des contraintes, les zone~ de mesure n'assurent aucune transmission d'efforts et les détecteurs mesurent un 1 d~placement dû à la déformation des bague~. Cette déformation 3 e~t elle-m8me très dépendante des différences de température entre les di~erses partlee du rouleau.
Dans ce cas, l'effet de la température sur les mesures est donc très important-set il convient d'op~rer des oorrootion~.
Y ;
On va décrire en se reportant aux figures 4 et 5 un premier mode de réalisation d'un ro~leau d~flecteur comportant ¦ des détecteurs pour la correction des dérive~ d'origine ther-¦ mique, où la partie interne du rouleau est formée d'un arbre 1~4~4~3 central et de bague~ serr~es ~ur cet arbre.
ha bande 1 dont on veut mesurer et contrôl~r la planéité passe 3ur la surface externe lis~e de la partie mo- ;
bile 2 du rouleau, la surface interne de cette partie 2 étant en contact avec des rouleaux 6 permettant la rotation de la partie mobile 2 par rapport ~ la partie interne fixe.
La partie interne e~t formée par un arbre central J 4 sur lequel sont montées un ensemble de bagues - telles que 3 - espacées le~ unes des autres sui~ant l'axe du rouleau et d~llmitant les diff~rente~ zones de mesure.
Ce~ bagues sont serrées sur l'arbre central 4 de telle sorte gu'il y ait contact entre l'arbre 4 et les bagues 5 dans les zones telles que C-C' et D-DI symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe du rouleau.
l ~'arbre 4 est dlautre part usiné de telle ~orte que 1 les bague~ 5 sont espa¢ées de l'arbre 4 entre les polnts C et i D et C' et D', les zone8 C-D et C'-D' sont évidemment sym~-triques l'une de l'autre par rapport à l'axe du rouleau.
Le~ zones de la sur~ace interne des bagues 5 qui n~ sont pas en contact avec l'arbre 4, c'est à dire les par-l tles de cette surface interne comprise entre C et D et C' et I D' portent de~ ~auges de contrainte 8 et 12 (figure 4) dis-posées symétriguement par rapport ~ l'axe du rouleau et cen-¦ trée~ à l'lntersoctlon de la surface interne de la bague 5 avec le plan dlamétral de traoé Y-Y' du rouleau ou sont en contact avec les organes senslbles au d~placement 11 et 14 de d~u~ oomparat~ur~ dispo~8 8ymétriquement par rapport à l'ax~
¦ du rouleau au voi8inage du plan diam~tral de symétrie de 3 trac~ Y-Y' (figure 5).
~es diff~rentes zones C-D et C~-D~ des bagues dis- ;
po~ees suivant la longueur du rouleau ~ont toutes ~ymétriques par rapport au plan de tra¢é Y-Y' sur le plan de figure et _g_ .:
1 , 104~463 d'amplitude identique.
Si nous supposons qu'il existe un écart de tempé-rature entre le~ bagues 5 et l'arbre central 4 dû, par e~:emple, à la température de la t81e ou du milieu ambiant momentané-ment plu8 élevée que la température de l'arbre 4, l'indication donnée par la ~auge de contrainte 8 - ou le comparateur 10 -sera en fonction ~ la fois des contraintes radisles exercées par la t81e et des différences de température entre l'arbre central et les bagues 5.
En effet, la partie déformable de la bague 5 com-prise entre C et D et le capteur qui est au contact avec cette partie de la bague subiront à chaque instant une dé-formation due, d'une part aux écarts de température entre l'arbre central 4 et les baguea 5, et d'autre part ~ l'effort e:cercé par la t81e 1 sur la bague 5.
Par contre, la ~auge 12 ou le comparateur 13 four-niss~nt une indication qul n'est fonction que de l'écart de température entre l'arbre central 4 et les bague~ 5, la partie a~-D~ de~ bague~ et le capteur n'étant pas soumis à la dé-formatlon due ~ la pression exercée par la t81e.
Si nous désignons par D~ 1 la d~formation de la bague 5 mesur~e par le capteur 8 ou 10 sou3 l'effet thermique~
DC 1 la déformation de la bague 5 mesurée par le capteux 8 ou 10 ~ous l'offet de la charge de la bande 1 et D~ 2 la d~formation de la bande 5 mesurée par le capteur 12 ou 13 ~l sous l'~fret thermique, on s'ap~rgoit que le signal repré-s~ntant la diff~rence des signaux par chacun de~ d~tecteurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du rouleau, soit D~1 ~ DC1 - DT2 est sensiblement égal à DC1, la déformation de la bague 5 due ~ l'effet thermique ~tant ~en~iblement i-dentique au niveau de la zone CD et de la zone IDIDI.
~e signal obtenu par différence des signaux donnés ~ 04~463 par le~ capteurs ~ et 12 ou 10 et 13 respectivement, repré-sente donc bien les contraintes radiales exercéea par la tôle 1 aur le rouleau de me~ure et de contr81e de planéit~.
On réali~e donc, en soustrayant à chaque instant l'indication donn~e par les capteurs disposés sym~triquement par rapport ~ l'a~e du rouleau, une compen~ation automatique des effet~ thermiques perturbant les mesures de contrainte radiale exerc~e par la t~le.
Cette diff~rence peut être obtenue directement dans ; 10 le circuit d'utilisation des signaux ~mis par lea capteurs et aervir de grandeur de mesure et de r~glage pour le contr81e ou le réglage de la planéit~ de la t81e.
On peut remarguer ~galement que les effets ther-miques proprea aux éléments de mesure (capteurs 8 ou 10 et 12 ou 13) sont au3si automatiquement compens~s par le dis-positlf eelo~ l'inYention dans la mesure où la variation de température des deux oapteurs (8 ou 10 et 12 ou t3) est ~en-aiblement la m~me.
On va maintenant d~crire, en se reportant aux figures 6 et 7, un se¢ond mode de r~alisation o~ la partie interne du rouleau e~t formée d'un arbre central sur lequel des baguea sont montées aveo intercalation de galets.
~a bande 1 dont on veut mesurer et contr~ler la planéit~, paaae sur la aurface extérieure lisse de la partie mobil~ 2 du rouleau, la surra¢e interne de cette partie 2 ~tant en contaot aveo dea rouleaux 6~;permettant la rotation de la partie mobile 2 par rapport ~ la partie interne ~ixe.
partie int~rne est form~e par u~ arbre central ~ 4 aur lequel 80nt disposés des ensembles de 3 galets (15 - 16 -j 30 17) un ensemble par zone de mesure - décalé~ de 120~ le~ uns par rapport aux autrea et disposés de telle manière que le plan diam~tral Y-Y' 80it un plan de sym~trie pour l'un de ceux-' ci 17. 104~463 Ce dernier galet est diam~tralement oppos~ au point milieu de la zone de contact de la bande.
Sur ces galet~ sont ~rettées un en~emble de bagues - telles que 5 - e~pacées les unes des autres ~uivant l'axe du rouleau et d~limitant le8 différente~ zone~ de mesure.
~ a liaison des bagues avec l'arbre par l'intermé-diaire de 3 galets autorlse des micro-déplacements au niveau ; des ligne~ de contact.
Les zones E~ et FG de la ~urface interne des bagues porte~t, en leur milieu, des ~auges de contraintes 18 et 22 (figure 6) centr~es ~ l'intersection de la surface interne de la bague 5 avec le plan diam~tral de trac~ Y-Y' pour ce qui concerne la zone EF et avec le plan diamètral de tracé
Z-Z' pour oe qui concerne FG, ou sont en contact avec les deux comparateurs 21 et 24 dispos~s sui~ant les axes Y-Y' pour ~l la zone EF et Z-Z' pour la zone ~ (flgure 7).
- Si nous suppoaons gu'il existe un écart de tempé-rature entre les bagues 5 et l'arbre cental 4 dû, par e~emple ¦ 20 ~ la temp~rature de la tôle et du milieu ambiant momentané-~ ment plus éler~e que la température de l'arbre 4, les bagues ! 5 auront subi alors une déformation par rapport à leur état initial ; cette déformation se répartit sur les 3 zones EF -PG et GE de facon identique gr~ce aux galets de roulement,et au ~errage de la ~ague sur ceu~-ci.
D'autre part, l'arbre sl~¢hauffe tr~s lentement ¦ (contact ponctuel) donc sa température peut être consid~rée ~ oomme uniforme et~ ain81, les flaches des arcs E~ - FG et ¦ GE ~arient de la m8me quantité au cours d'un échauffement i 30 des bagues 5.
On réalise donc, en sou~trayant ~ chaque instant l'indication donn~e par le~ capteurs dispos~s suivant les deux 104~463 zones EF et ~, une compen~ation automatique que des effets thermique~ perturbant les me~ure~ de contrainte exerc~e par la tôle.
~'invention ne se limite pas aux mQdes de réali~ation ; qui viennent d'8tre décrit~ elle en comprend au cont~aire toutes le~ variante~. Ctest ainsi qulafin d'obtenir de3 zones de flexibilité différente~ sur l'enveloppe externe du rouleau il est pos~ible d'utili~er au lieu d'un rainurage interne de cet-te enveloppe de~ matériaux à flexibilit~s différente~ pour constituer les diff~rentes ~ones succe~sives de cette enve-loppe.
I1 est également possible d'utiliser pour assurer le roulement de la partie externe du rouleau sur les bague~
de la partie interne, au lieu d'éléments de roulement ¢omme dan8 l'exemple gui vient d'~tre décrit, dlautres dispo~itifs tel~ qu'un palier lie~e ~gdrom~canique qui peut fonctionner ~oit avec un fluide compressible soit avec un fluide incom-pressible soit avec un fluide faiblement compresslble.
a d~crit également comme capteur~ de d~placement .
capa~les de déteoter le niveau des contraintes radiales dans les dlfférente3 baeues di~posées axialement sur la partie in-,~
terne du rouleau, des jauges de contrainte ou de~ capteurs de déplacement du type comparateur mais il est égaleme~t pos-sible d'utillser d'autres di~po~i~ifs de mesure tel3 que .I de~ capteur~ de pres~ion qu'on peut intercaler entre l'arbre prinoipal et la bague qui lui est associée dans la zone où
la ~urfaoe interne de cette bague n'est pas en contact avec ~ rbre principal.
I ~e résultat des mesures effectuées par les diffé-rents capteurs disposés le long de la direction axiale du rouleau peuvent ~tre enregistrées num~riquement ou visualisées.
Pour cela un cablage électrique relié à l'appareil charg~
:
104~463 d'enr~gistrer ou de visualier le résultat de~ mesures des capteurs pourra pa~er dan~ une cavit~ axiale ménag~e l'intérieur de l'arbre principal du rouleau et ras~embler le~
fils de me~ure réunis à chacun des capteurs répartis dans la direction axiale du rouleau.
Au lieu d'utili~er 3 galets par bagufa comme dans l'exemple de r~falisation d'un rouleau comportant des détec-teurs de correction des dérives t~ermiques décrit en se ré-f ~érant aux figures 6 et 7, on peut utiliser un montage de la partie interne à 4 galets, chaque bague de la partl~ interne étant montée ~ur l'arbre central avec intercalation de 4 galets.
' ~'invention s'applique plus particulièrement au con-fl tr~le ou au réglage de la plan~ité d'une tôle mince en cour~
de laminage ou à l'is~ue dlune op~ration de transformation ! de ¢ette tôle mince, cependa~t, il est bien ~vident gue le rouleau dé$1eoteur suivant l'invention s'applique au contrôle -¦ de toua produits métallurgiques plats. Enfin le rouleau ¦ d~leoteur ~uivant l'invention peut être associ~ à toutes installation~ de transformation d'une matière métallurgi~ue .een bandes ou en ~euilles ou utilisé séparément pour le con-; trôle de gualit~ dlun produit plat après trans$ormation.
~0 : ~' ., .
,
Claims (14)
1. Rouleau déflecteur pour la mesure et le contrôle de la planéité d'une tôle tendue en déplacement comportant une partie interne fixe en rotation sur laquelle sont répartis dans la direction axiale des dispositifs détecteurs des contraintes radiales exercées par la tôle lors de son passage sur le rouleau déflecteur et une partie externe montée rota-tire sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tôle en déplacement et transmettant les contraintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs fixés sur la partie interne du rouleau, caractérisé par le fait que la partie externe du rouleau est constituée par une enveloppe cy-lindrique en une seule pièce à surface externe continue dont la flexibilité sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et que la partie interne pré-sente une succession de zones de mesure où sont placés les dispositifs détecteurs de contrainte et de zones neu-tres ne portant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale, les zones de l'enveloppe externe du rouleau recouvrant les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité sous des efforts radiaux inférieure à la flexibilité des zones de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne.
2. Rouleau déflecteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie interne du rouleau est formée à sa partie centrale d'un arbre principal et, à sa périphérie, d'un ensemble de bagues fixées à l'arbre central, dont la surface interne n'est en contact avec la surface ex-terne de l'arbre central que sur une partie seulement de cette surface, les bagues étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et étant en contact sur leur surface interne, dans la zone où cette surface n'est pas en contact avec l'arber central avec les dispositifs détecteurs de contraintes.
3. Rouleau déflecteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie interne fixe en rotation comporte, en plus des dispositifs détecteurs de contraintes radiales exercées par la tôle, des dispositifs détecteurs ou des contraintes dues à des différences de température en-tre la partie externe et la partie interne du rouleau dis-posés dans des zones insensibles aux contraintes exercées par la tôle et permettant d'effectuer une correction des dé-rives thermiques entachant d'erreurs les signaux de mesure.
4. Rouleau déflecteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la partie interne du rouleau est formée, à sa partie centrale, d'un arbre principal, sur le-quel sont disposés des ensembles de galets, placés au droit de chaque zone de mesure, sur lesquels sont montées des ba-gues, celles-ci étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et chacune d'entre elles étant en contact avec des dispositifs détecteurs de contraintes dans au moins deux des zones comprises entre deux galets.
5. Rouleau déflecteur suivant la revendication 4 vstsvyérisé par le fait qu'il comprend 3 galets par zone de mesure.
6. Rouleau déflecteur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend 4 galets par zone de mesure.
7. Rouleau déflecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacune des bagues fixées à l'arbre comporte, en plus de la zone déjà mentionnée où la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, une seconde zone symétrique de la première par rapport à l'axe du rouleau où
la surface interne de la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, l'ensemble des zones ainsi constituées, de même amplitude sur les différentes bagues, appelées zones déformables admettant un même plan diamétral de rouleau comme plan de symétrie et que des détecteurs de contraintes radiales sont disposés au contact de la surface interne de chacune des zones déformables des bagues, au voisinage du plan de symétrie de ces zones, fournissant par différence de leurs indications une mesure des contraintes exercées par la tôle lors du pas-sage de cette tôle sur le rouleau au voisinage d'une des gé-nératrices se trouvant à l'intersection du rouleau et du plan de symétrie des zones déformables.
la surface interne de la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, l'ensemble des zones ainsi constituées, de même amplitude sur les différentes bagues, appelées zones déformables admettant un même plan diamétral de rouleau comme plan de symétrie et que des détecteurs de contraintes radiales sont disposés au contact de la surface interne de chacune des zones déformables des bagues, au voisinage du plan de symétrie de ces zones, fournissant par différence de leurs indications une mesure des contraintes exercées par la tôle lors du pas-sage de cette tôle sur le rouleau au voisinage d'une des gé-nératrices se trouvant à l'intersection du rouleau et du plan de symétrie des zones déformables.
8. Rouleau déflecteur selon les revendications 1, 3 ou 7, caractérisé par le fait que des éléments de roulement sont intercalés entre la partie externe et la partie interne du rouleau.
9. Rouleau déflecteur suivant les revendica-tions 1, 3 ou 7, caractérisé par le fait que la par-tie externe est montée rotative sur la partie interne du rou-leau par l'intermédiaire d'un palier lisse hydromécanique.
10. Rouleau déflecteur suivant les revendications 1, 3 ou 7, caractérisé par le fait que les dispositifs détecteurs de contrainte associés aux zones de mesure de la partie interne du rouleau sont des jauges de contrainte.
11. Rouleau déflecteur suivant les revendications 1, 3 ou 7, caractérisé par le fait que les dispositifs détec-teurs de contraintes associés aux zones de mesure de la partie interne du rouleau sont des capteurs de déplacement.
12. Rouleau déflecteur suivant les revendications 1, 3 ou 7, caractérisé par le fait que les dispositifs détec-teurs de contraintes associes aux zones de mesure de la partie interne du rouleau sont des capteurs de pression.
13. Procédé pour la mesure et le contrôle de la pla-néité d'une tôle tendue en déplacement utilisant un rouleau déflecteur comportant: une partie interne fixe sur laquelle sont répartis dans la direction axiale des dispositifs détecteurs des contraintes radiales exercées par la tôle lors de son passage sur le rouleau déflecteur et une partie externe montée rotative sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tôle en déplace-ment et transmettant les contraintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs fixes sur la partie interne du rouleau; la partie externe du rouleau étant constituée par une enveloppe cylindrique en une seule pièce à surface externe conti-nue dont la flexibilité sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et la partie interne présentant une succession de zones de mesure où sont placés les dispositifs détecteurs de contraintes et de zones neutres ne por-tant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale; les zones de l'enveloppe externe du rouleau recouvrant les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité sous des efforts radiaux inférieure à la flexibi-lité des zones de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne; dans lequel la partie interne du rouleau est formée, à sa partie centrale d'un arbre principal et, à sa périphérie, d'un ensemble de bagues fixées à l'arbre central dont la surface interne n'est en contact avec la surface externe de l'arbre central que sur une partie seulement de cette surface, les bagues étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et étant en contact sur leur surface interne, dans la zone où cette surface n'est pas en contact avec l'arbre central, avec les dispositifs détecteurs de contraintes, et dans lequel chacune des bagues fixées à l'arbre comporte, en plus de la zone déjà mentionnée où la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, une seconde zone symétrique de la première par rapport à l'axe du rouleau où la surface interne de la bague n'est pas en contact avec l'arbre central, l'ensemble des zones ainsi constituées, de même amplitude sur les différentes bagues, appelées zones déformables admettant un même plan diamètral de rouleau comme plan de symétrie et des détecteurs de contraintes radiales étant disposés au contact de la surface interne de chacune des zones déformables des bagues, au voisinage de plan de symétrie de ces zones; procédé selon lequel:
on utilise comme signal de mesure et de contrôle la différence des signaux fournis par les détecteurs situés du côté
du rouleau recouvert par la tôle en déplacement et par les détecteurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du rouleau.
on utilise comme signal de mesure et de contrôle la différence des signaux fournis par les détecteurs situés du côté
du rouleau recouvert par la tôle en déplacement et par les détecteurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du rouleau.
14. Procédé pour la mesure et le contrôle de la pla-néité d'une tôle tendue en déplacement utilisant un rouleau déflecteur comportant: une partie interne fixe sur laquelle sont répartis dans la direction axiale des dispositifs détecteurs des contraintes radiales exercées par la tôle lors de son passage sur le rouleau déflecteur et une partie externe montée rotative sur la partie interne du rouleau, en contact avec la tôle en déplace-ment et transmettant les contraintes radiales exercées par la tôle aux dispositifs détecteurs fixes sur la partie interne du rouleau; la partie externe du rouleau étant constituée par une enveloppe cylindrique en une seule pièce à surface externe conti-nue dont la flexibilité sous des efforts radiaux est variable lorsqu'on se déplace dans le sens axial et la partie interne présentant une succession de zones de mesure où sont placés les dispositifs détecteurs de contraintes et de zones neutres ne portant pas de dispositifs détecteurs, en alternance dans la direction axiale; les zones de l'enveloppe externe du rouleau recouvrant les zones de mesure de la partie interne présentant une flexibilité sous des efforts radiaux inférieure à la flexibi-lité des zones de la partie externe du rouleau recouvrant les zones neutres de la partie interne: dans lequel la partie interne fixe en rotation comporte, en plus des dispositifs détecteurs de contraintes radiales exercées par la tôle, des dis-positifs détecteurs des contraintes dues à des différences de température entre la partie externe et la partie interne du rou-leau disposés dans des zones insensibles aux contraintes exercées par la tôle et permettant d'effectuer une correction des dérives thermiques entachant d'erreurs les signaux de mesure, et dans lequel la partie interne du rouleau est formée, à sa partie cen-trale, d'un arbre principal, sur lequel sont disposés des ensem-bles de galets, placés au droit de chaque zone de mesure, sur lesquels sont montées des bagues, celles-ci étant en outre espacées les unes des autres dans la direction axiale et chacune d'entre elles étant en contact avec des dispositifs détecteurs de con-traintes dans au moins deux des zones comprises entre deux galets, procédé selon lequel: on utilise comme signal de mesure et de contrôle la différence des signaux fournis par les détecteurs situés du côté du rouleau recouvert par la tôle en déplacement et l'un quelconque des autres détecteurs disposés entre deux galets.
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