EP0156151B1 - Laminoir du type planétaire universel pour produits longs - Google Patents

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EP0156151B1
EP0156151B1 EP85101613A EP85101613A EP0156151B1 EP 0156151 B1 EP0156151 B1 EP 0156151B1 EP 85101613 A EP85101613 A EP 85101613A EP 85101613 A EP85101613 A EP 85101613A EP 0156151 B1 EP0156151 B1 EP 0156151B1
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EP
European Patent Office
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rolling
rolling mill
rollers
rolls
axis
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Expired - Lifetime
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EP85101613A
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German (de)
English (en)
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EP0156151A1 (fr
Inventor
Bernard Fazan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Original Assignee
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
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Publication date
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Publication of EP0156151A1 publication Critical patent/EP0156151A1/fr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/18Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for step-by-step or planetary rolling; pendulum mills
    • B21B13/20Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for step-by-step or planetary rolling; pendulum mills for planetary rolling

Definitions

  • the present invention relates to rolling mills of the universal planetary type for the rolling of long products, such as metal billets, in particular steel, in which a rolling action is exerted by rollers equiangularly at the periphery of four rotary rolling units. distributed symmetrically around the product to be laminated, the axes of the rollers being parallel to the axis of the unit carrying them. (See DE-A-1 452143)
  • the rolling mills of the type under consideration comprise rotary two-by-two symmetrical rolling units arranged around the product to be rolled and each carrying evenly distributed working rollers on the periphery.
  • These rolling units can be of two types, namely a first type in which the working rollers roll on a support cylinder and are journalled in rings rotating concentrically with the support cylinder, we will then speak of the type with support cylinder, and a second type without support cylinder in which the rollers are directly journalled in a rotor and which will be called rotor type.
  • rollers of each unit are forced to move in synchronization with that of the other assemblies so as to ensure rolling by successive contact of the rollers with the product to be laminated.
  • the first group is integral with two rotors 2 and 2 'driven in synchronous rotation around parallel axes 3 and 3'.
  • the rotor 2 carries a set of rollers 4a, 4b ... 4n distributed equiangularly on its periphery, while the rotor 2 'likewise carries an identical set of rollers 4 ⁇ , 4b' ... 4n ', arranged in antagonism with the previous, the axes of all the rollers being parallel to the axes 3 and 3 'of the rotors.
  • the second group is integral with two other rotors 5 and 5 'identical to the previous ones, and offset angularly by 90 ° around the axis of the billet 1 - 1'.
  • rollers 6 and 6 'carried by these rotors are similar in number and arrangement to the rollers 4 and 4', but arranged so as to exert their action on the two other faces of the billet 1 - l 'in the interval which separates the respective actions of two successive pairs of rollers of the rotors 2 and 2 ', for example the pairs 4a, 4a' and 4b, 4b '.
  • the section of the billet 1 is thus progressively reduced by the action of the pairs of opposing rollers alternately on a pair of opposite faces, then on the other.
  • 1b shows the shape taken by the rolled bar in the area where it is in contact with the rollers traversing their respective orbits.
  • This zone is called “grip” and one can also designate under the same name the part of the bar which is there and which extends from the place where the deformation begins to the plane of cross section P ' from which the cross section of the billet has reached the desired dimensions and called for this reason "exit plane.
  • the rollers have a straight generator, so that the rolling is done in "free” enlargement: the effect of fins due to the screw angles A (fig. 1 c) resulting from the significant surface enlargement caused by this deformation mode, results in a very significant cooling of the angles of the billet, the formation of angle cracks and surface defects detrimental to the quality of the finished product.
  • the present invention aims to eliminate all of these difficulties while ensuring that a product with rounded angles is obtained by rolling by means of a simple and compact mechanism in which the axes of the rollers remain parallel to those of the rotors.
  • the invention relates to a rolling mill of the universal planetary type for the rolling of long products as defined in claim 1 for the rolling of products with a quadrangular cross section, or as defined in claim 7 for the rolling of products with rounded straight section.
  • the rotors carrying the rollers are rotated and synchronized by means known in themselves.
  • the rollers may or may not themselves be rotated and synchronized as will be explained below.
  • the shape of the final cross section is obtained by the successive actions of pairs of opposing rollers in two directions perpendicular to each other. During each of these actions, each roller is in contact with two adjacent faces of the billet and this contact can take place over the entire width of the face of the billet or over only part of this width.
  • FIG. 2 illustrates in principle that of the solutions proposed according to the present invention which corresponds to the first possibility envisaged above in which the contact between at least one of the flanks of the roller and the billet is made over the entire width of the face corresponding to the billet and that gold will call in variant I below.
  • the invention consists in giving each roller 10 and 11 rotatably mounted about its axis 10 '(11') the shape of a solid of revolution obtained by assembling two coaxial cone trunks 12, 13 (17 , 18) of different heights, joined by their small base so as to form a rounded groove in the plane V perpendicular to the axis of the rollers and to that of the rotor which carries them and containing a diagonal of the billet, the flank most along one of the rollers facing the longest side of the other roller which is antagonistic to it.
  • the rectilinear central part of the sidewall 14 of the truncated cone 12 of the roller 10 is long enough for there to be contact with the corresponding face of the billet over its entire width so as to give a regular and well defined shape to this face.
  • the two rectilinear central parts of the contours or curves generating the sides of the truncated cones are inclined, as indicated above, at 45 ° on the axis of the rollers.
  • one of the rollers (for example 11) is deduced from that which is paired with it (here 10) by a rotation of 180 ° around the longitudinal axis XX 'of the billet perpendicular to the plane of Figure 2.
  • the invention consists in reversing, from one roller to another, the arrangement of the two truncated cones.
  • the large truncated cone is on the right and the small one on the left
  • c is the small trunk of cone which is on the right and the large one on the left.
  • the invention provides for place on these rotors with vertical axes rollers of similar size, shape and distribution, acting in pairs of antagonistic rollers and the contours of which are deduced, for each pair of antagonistic rollers, from those of the pair of anta rollers gonists of the other pair of rotors which preceded it in the successive rolling actions, by first carrying out a symmetry with respect to the vertical axial plane of the billet, then a rotation of 90 ° around the axis of the billet.
  • FIG. 3 shows the block diagram of the entire installation according to the invention, the pair of rollers of Figure 2, with the same references for the same elements: rollers 10 and 11 rotating around axes 10 'and 11' rotatable in bearings at the periphery of rotors 30 and 31 carrying, diametrically opposite, rollers 32 and 33 respectively.
  • two other rotors 34 and 35 rotatably mounted perpendicular to the previous ones carry pairs of rollers 36 - 37 and 38 - 39 offset by 90 ° relative to rollers 10 - 32 and 11 - 33 to ensure synchronization of the rolling process.
  • the operation of the assembly is ensured from the transmission shafts 40 and 50 actuated by motors not shown.
  • the shaft 40 directly drives the rotor 30 and the adjustment of the speed of rotation of the rollers on themselves can be done as shown in FIG. 3 from the shaft 50 by means of the toothed wheels 51, 52 , 53 - 53 '.
  • the double toothed wheel 52 rotates freely on the shaft 40 and the synchronization of the three other rotors and of the rollers which they carry is ensured by the conical references 42, 43, 44 and 45.
  • the synchronization of the shaft 50 with the three other similar trees of the other three rotors have not been shown so as not to overly complicate the figure.
  • this mode of adjusting the speed of rotation of the rollers is only a nonlimiting example and it can be achieved by any other means known in itself without departing from the scope of the invention.
  • the shape of the pairs of opposing rollers 10 - 11 and 32 - 33 conforms to the characteristics set out with reference to FIG. 2.
  • the other two rotor-roller assemblies 36 to 39, with vertical axes, are entirely similar to each other, except for the angular offset of the rollers, to assemblies 10 -11 and 32 - 33.
  • Figure 4a corresponds to the overall position of the elements shown in Figure 3.
  • the billet 1 undergoes the action of the rollers 10 and 11.
  • the flanks 14 and 19 of the large truncated cones 12 and 17 of the rollers exert the main rolling action over the entire width of the faces of the billet interested in this action, while that of the shorter sides 15 and 20 is felt only over part of the width of the other two faces and that the grooves 9 and 22 of the rollers 10 and 11 remain in contact with the corresponding angles of the billet giving them the desired rounded shape.
  • the action of the longest flanks 14 'and 20' has, among other things, the effect of regularizing the shape of the faces of the billet which, during the actions of the two previous passes of opposing rollers represented in FIGS. 4a and 4b n ' were not rolled uniformly over their entire width, as will be seen in more detail later.
  • each rotor comprises only two diametrically opposite rollers.
  • each rotor comprises an integer number of pairs of successive rollers, the rollers being individually distributed equiangularly on the periphery of each rotor, and the two rollers of a pair reproducing the shape and arrangement with respect to the billet at the time when the deformation takes place as described in the simplest installation with two rollers per rotor, while the shape and arrangement of the rollers are repeated from one pair of pebbles to the next.
  • the invention is in no way limited to the rolling of square billets, but extends to long products of circular, rectangular or polygonal cross section, in so far as the characteristics set out in the appended claims are respected.
  • Figures 5a, 5b, 5c, 5d illustrate precisely the rolling of a bar of circular section 1 'from a bar whose initial section shown in broken lines 1 has been shown in circular form for the simplicity of the drawing, but which could have another shape.
  • Figure 6 details the shape of the rollers which has an asymmetry with respect to the plane V passing through the axis of the rolled bar and perpendicular to the axis of the rollers.
  • This plan divides each roller into two parts of unequal heights, for example H1 and H2 for the roller 60.
  • the contact sector AB which coincides, in this case, with the rounded groove of circular shape, must extend over a angle a greater than 90 degrees to ensure the necessary overlap between the successive contact contours of the different pairs of opposing rollers, and preferably have an offset with respect to the trace V of the vertical axial plane so as to promote the continuity of the deformation in the vicinity from its ends A and B, thanks to the flares 61 and 62 through which the flanks of the roller continue beyond A and B.
  • FIG. 7 illustrates in principle the other variant proposed according to the present invention which will be called variant II which corresponds to the second possibility envisaged in the general presentation of this invention and in which the contact between the two sides of the roller and the two corresponding faces of the square billet is made only over part of the width of these faces.
  • the invention consists in giving each roller 71 and 72 rotatably mounted around its axis 71 '(72') the shape of a solid of revolution obtained by assembling two truncated cones 73 and 74 equal coaxials , connected by their small base so as to form a rounded groove situated in a diagonal "V" plane of the billet 1, 1 'and perpendicular to the axes 71', 72 'of the rollers.
  • These truncated cones are extended beyond their large base by rounded flares 75 and 76 connecting to cylindrical parts 77 and 78, each roller thus having a shape symmetrical with respect to the plane "V".
  • the rectilinear part 79 of the generating curve, or contour, of each cone, inclined at 45 ° on the axis of the roller, must extend beyond the middle of the face of the billet so that there overlap between the part of the face of the billet in contact with the roller 71 (for example) during the time when the pair of rollers 71 - 72 traverses the working arc and that in contact with the roller 81 (FIG. 8) of the pair of opposing rollers integral with the other group of rollers mounted on the other two rotors, which immediately after will come to traverse the working arc.
  • the two variants according to which the invention can be implemented are therefore distinguished by the shape of the rollers, their distribution and their arrangement on the periphery of the rotors which carry them and finally by the nature and symmetry of the contacts between the rollers and the billet in the grip.
  • two of the opposite faces of the billet for example the faces a, b, f, e and d, cg, h to use the notations of FIG. 1a, have been in contact throughout their width with the rollers which have just traversed the right-of-way, at least on the part of the right-of-way which is on the side of the exit plane P ', while the other two faces a, d, h, e and b, c , g, f have been in contact with these same rollers only over part of their width, so that a cross section of the laminated bar, made in the right-of-way, has, in accordance with FIG.
  • the size of the bead depends on the distance, or advance, of which the billet has moved in the rolling direction between two successive contacts between the rolled product and the pairs of successive opposing rollers which carry out the shaping work.

Landscapes

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Description

  • La présente invention se rapporte aux laminoirs du type planétaire universel pour le laminage de produits longs, tels que des billettes de métal, notamment en acier, dans lesquels une action de laminage est exercée par des galets équiangulairement à la périphérie de quatre unités rotatives de laminage reparties symétriquement autour du produit à laminer, les axes des galets étant parallèles à l'axe de l'unité qui les porte. (Voir DE-A-1 452143)
  • Les laminoirs du type considéré comportent des unités rotatives de laminage symétriques deux à deux disposés autour du produit à laminer et portant chacun des galets de travail équirépar- tis sur la périphérie.
  • Ces unités de laminage peuvent être de deux types, à savoir un premier type dans lequel les galets de travail roulent sur un cylindre de soutien et sont tourillonnés dans des bagues tournant concentriquement au cylindre de soutien, on parlera alors du type à cylindre de soutien, et un deuxième type sans cylindre de soutien dans lequel les galets sont directement tourillonnés dans un rotor et que l'on appelera type à rotor.
  • Pour les deux types on impose aux galets de chaque unité un déplacement synchronisé avec celui des autres ensembles de manière à assurer le laminage par des venues en contact successives des galets avec le produit à laminer.
  • Dans la suite de l'exposé, on se limitera au type à rotor, étant entendu que l'invention s'applique également, et dans tous ses éléments, au laminoir planétaire du type à cylindre de soutien.
  • Pour la commoditié de l'exposé, on se référera dans la suite au cas du laminage d'une billette à section droite carrée sur laquelle agissent les galets de quatre rotors à axes coplanaires et disposés en regard de chaque face de la bilette.
  • Pour rappel de l'état à plus proche de la technique, on a représenté sur la figure la le principe du laminage planétaire universel tel qu'il a été proposé en 1962 par TSELIKOV. Dans ce système, une petite billette 1 à section carrée subit l'action d'ensemble de deux groupes de galets.
  • Le premier groupe est solidaire de deux rotors 2 et 2' entraînés en rotation synchrone autour d'axes parallèles 3 et 3'. Le rotor 2 porte un ensemble de galets 4a, 4b... 4n répartis équiangulairement sur sa périphérie, tandis que le rotor 2' porte de même un ensemble identique de galets 4Ë, 4b'... 4n', disposés en antagonisme avec les précédents, les axes de tous les galets étant parallèles aux axes 3 et 3' des rotors. Le second groupe est solidaire de deux autres rotors 5 et 5' identiques aux précédents, et décalés angulaire- ment de 90° autour de l'axe de la billette 1 -- 1'. Ces rotors situés en avant et en arrière du plan de la figure ont été représentés en traits fins discontinus pour ne pas nuire à sa clarté. Les galets 6 et 6' portés par ces rotors sont semblables en nombre et en disposition aux galets 4 et 4', mais disposés de manière à exercer leur action sur les deux autres faces de la billette 1 - l' dans l'intervalle qui sépare les actions respectives de deux paires successives de galets des rotors 2 et 2', par exemple les paires 4a, 4a' et 4b, 4b'. La section de la billette 1 est ainsi progressivement réduite par l'action des couples de galets antagonistes alternativement sur un couple de faces opposées, puis sur l'autre. On a représenté à la figure 1 b la forme prise par la barre laminée dans la zone où elle est en contact avec les galets parcourant leurs orbites respectives. Cette zone est appelée "emprise" et l'on peut également désigner sous le même nom la partie de la barre qui s'y trouve et qui s'étend de l'endroit où commence la déformation jusqu'au plan de section droite P' à partir duquel la section droite de la billette a atteint les dimensions désirées et appelé pour cette raison "plan de sortie.,
  • Toutefois, dans cette réalisation, les galets sont à génératrice rectiligne, de sorte que le laminage se fait en élargissement "libre": l'effet d'ailettes dû aux angles vis A (fig. 1 c) résultant de l'élargissement superficiel important provoqué par ce mode de déformation, se traduit par un refroidissement très important des angles de la billette, la formation de criques d'angles et des défauts de surface préjudiciables à la qualité du produit fini.
  • On retrouve des dispositions similaires dans la réalisation décrite au document DE-A-1 452 143, dont les galets cylindriques laminent les arêtes de la billette pour les transformer en faces planes du produit laminé.
  • Pour tenter d'écarter ce genre d'inconvénient, il a été proposé (demande de brevet européen publiée ER-A-0 000 290 au nom de Hille Engineering) d'utiliser des galets dont le profil présente un épaulement ayant un congé arrondi qui lamine à chaque passage l'angle correspondant du produit. Toutefois, pour parvenir à ce résultat, l'axe des galets doit être incliné à 45° sur celui du rotor qui les porte, ce qui entraîne une complication des transmissions dans la chaîne cinématique compromettant la fiabilité de l'opération et conduisant à un encombrement latéral important de la machine.
  • La présente invention a pour but d'éliminer l'ensemble de ces difficultés tout en assurant l'obtention d'un produit à angles arrondis par laminage au moyen d'une mécanique simple et compacte dans laquelle les axes des galets restent parallèles à ceux des rotors.
  • Pour atteindre ce résultat, l'invention a pour objet un laminoir du type planétaire universel pour le laminage de produits longs tel que défini à la revendication 1 pour le laminage de produits à section droit quadrangulaire, ou tel que défini à la revendication 7 pour le laminage des produits à section droite arrondie.
  • Bien entendu, les rotors portant les galets sont entraînés en rotation et synchronisés par des moyens connus en eux-mêmes. Suivant le cas d'application considéré, les galets peuvent eux-mêmes être ou non entraînés en rotation et synchronisés ainsi qu'il sera précisé plus loin.
  • De même, la forme générale en 'diabolo" retenue pour les galets est déjà connue en elle-même, par le document DE-A-1 452 157 traitant du laminage planétaire simple de produits longs.
  • La forme de la section droite finale est obtenue par les actions successives de paires de galets antagonistes dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Au cours de chacune de ces actions, chaque galet est en contact avec deux faces adjacentes de la billette et ce contact peut avoir lieu sur toute la largeur de la face de la billette ou sur une partie seulement de cette largeur.
  • L'invention va maintenant être décrite plus en détails en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles:
    • - la figure 2 illustre une réalisation de l'invention pour le laminage d'une billette carrée et dans laquelle le contact entre l'un des flancs du galet et la face correspondante de la billette se fait sur toute la largeur de cette face;
    • - la figure 3 représente le schéma de principe de l'ensemble de l'installation pour la mise en oeuvre de la réalisation de l'invention selon la figure 2:
    • - les figures 4a, 4b, 4c, 4d illustrent le fonctionnement de l'ensemble montre sur la figure 3 en détaillant les différentes phases au cours d'un cycle de l'opération de laminage;
    • - les figures 5a, 5b, 5c, 5d sont des schémas analogues aux figures 4a, 4b, 4c, 4d mais dans le cas d'une variante de réalisation de l'invention adaptée au laminage de produits à section circulaire;
    • - la figure 6 est une vue de détail des galets mis en oeuvre dans la variante selon les figures 5a, 5b, 5c 5d:
    • les figures 7 et 8 illustrent une réalisation analogue à celle de la figure 2 pour le laminage de billettes carrées mais dans laquelle le contact entre un flanc du galet et la face correspondante de la billette ne se fait que sur une partie seulement de la largeur de cette face;
    • - la figure 9 est une vue schématique de la section droite de la billette, faite dans l'emprise du laminoir, dans le cas de la réalisation de l'invention illustrée sur les figures 2, 3 et 4;
    • - les figures 10 et 11 sont des vues schématiques, respectivement en perspective et en section droite, de la billette, faite dans l'emprise de laminoir, dans le cas de réalisation de l'invention illustrée sur les figures 7 et 8.
  • La figure 2 illustre dans son principe, celle des solutions proposées selon la présente invention qui correspond à la première possibilité envisagée ci-dessus dans laquelle le contact entre au moins un des flancs du galet et la billette se fait sur toute la largeur de la face correspondante de la billette et que l'or appellera dans la suite variante I.
  • Dans cette solution, l'invention consiste à donner à chaque galet 10 et 11 monté rotatif autour de son axe 10' (11') la forme d'un solide de révolution obtenue par assemblage de deux troncs de cône coaxiaux 12, 13 (17, 18) de hauteurs différentes, réunis par leur petite base de manière à former une gorge arrondie dans le plan V perpendiculaire à l'axe des galets et à celui du rotor qui les porte et contenant une diagonale de la billette, le flanc le plus long de l'un des galets faisant face au flanc le plus long de l'autre galet qui lui est antagoniste.
  • La partie centrale rectiligne du flanc 14 du tronc de cône 12 du galet 10 est suffisamment longue pour qu'il y ait contact avec la face correspondante de la billette sur toute sa largeur de manière à donner une forme régulière et bien définie à cette face.
  • Il n'en est pas de même de la partie rectiligne du flanc 20 du tronc de cône 18 du galet 11 qui lui fait face, sinon les galets antagonistes 10 et 11 viendraient se heurter pendant le parcours de leur orbite. Le flanc le plus court de chaque galet, cest-à-dire le flanc 15 du galet 10 ou le flanc 20 du galet 11 ne vient donc en contact avec la face correspondante de la billette que sur une partie de sa largeur. Cette face de la billette comportera donc une zone laminée au passage du galet 10 et une zone qui ne l'est pas, ce qui aurait pour effet de créer, à la frontière des deux zones, une discontinuité de déformation. Pour éliminer cet inconvénient, on ménage, à l'extrémité du flanc le plus court 15 (ou 20) un évasement 16 (respect. 21) qui a pour but de réaliser un raccordement continu entre la zone laminée et celle qui ne l'est pas.
  • Les deux parties centrales rectilignes des contours ou courbes génératrices des flancs des troncs de cône sont inclinées, ainsi qu'indiqué plus haut, à 45° sur l'axe des galets.
  • Pour chaque couple de galets antagonistes, l'un des galets (par exemple 11) se déduit de celui qui lui est apparié (ici 10) par une rotation de 180° autour de l'axe longitudinal XX' de la billette perpendiculaire au plan de la figure 2.
  • Au surplus, dans l'installation la plus simple, comportant pour chaque rotor deux galets diamétralement opposés, l'invention consiste à inverser, d'un galet à l'autre, la disposition des deux troncs de cône. En d'autres termes, dans le galet opposé au galet 10 sur le même rotor, le grand tronc de cône se trouve à droite et le petit à gauche, tandis que, dans le gale opposé au galet 11 sur l'autre rotor, c'est le petit tronc de cône qui se trouve à droite et le grand à gauche. La raison de cette inversion, comme il sera expliqué au moyen des figures 4, est l'élimination d'une éventuelle tendance au vrillage de la billette autour de l'axe XX' au cours du laminage.
  • De même, dans l'installation la plus simple, consistant à associer au couple de rotors à axes horizontaux un autre couple à axes verticaux, déduit du premier par une rotation à 90° autour de l'axe XX', l'invention prévoit de disposer sur ces rotors à axes verticaux des galets de dimensions, forme et répartition semblables, agissant par paires de galets antagonistes et dont les contours se déduisent, pour chaque paire de galets antagonistes, de ceux de la paire de galets antagonistes de l'autre couple de rotors qui l'a précédé dans les actions successives de laminage, en effectuant d'abord une symétrie par rapport au plan axial vertical de la billette, puis une rotation de 90° autour de l'axe de la billette.
  • Pour mieux comprendre ces différentes dispositions caractéristiques de l'invention et le rôle essentiel qu'elles remplissent, on se référera maintenant aux figures 3 et 4.
  • On retrouve sur la figure 3, qui représente le schéma de principe de l'ensemble de l'installation selon l'invention, le couple de galets de la figure 2, avec les mêmes références pour les mêmes éléments: galets 10 et 11 tournant autour des axes 10' et 11' rotatifs dans des paliers à la périphérie de rotors 30 et 31 portant, diamétralement opposés, des galets 32 et 33 respectivement. De même, deux autres rotors 34 et 35 montés rotatifs perpendiculairement aux précédents (comme 5 et 5' par rapport à 2 et 2' sur la figure la) portent des couples de galets 36 - 37 et 38 - 39 décalés de 90° par rapport aux galets 10 - 32 et 11 - 33 pour assurer la synchronisation du processus de laminage. Le fonctionnement de l'ensemble est assuré à partir des arbres de transmission 40 et 50 actionnés par des moteurs non représentés. L'arbre 40 entraîne directement le rotor 30 et l'ajustement de la vitesse de rotation des galets sur eux-mêmes peut se faire comme représenté sur la figure 3 à partir de l'arbre 50 par l'intermédiaire des roues dentées 51, 52, 53 - 53'. La double roue dentée 52 tourne librement sur l'arbre 40 et la synchronisation des trois autres rotors et des galets qu'ils portent est assurée par les renvois coniques 42, 43, 44 et 45. La synchronisation de l'arbre 50 avec les trois autres arbres semblables des trois autres rotors n'a pas été représentée pour ne pas compliquer exagérément la figure. Bien entendu, ce mode d'ajustement de la vitesse de rotation des galets n'est qu'un exemple non limitatif et il peut être réalisé par tout autre moyen connu en lui-même sans sortir du cadre de l'invention.
  • La forme des couples de galets antagonistes 10 - 11 et 32 - 33 est conforme aux caractéristiques exposées à propos de la figure 2.
  • Les deux autres ensembles rotors-galets 36 à 39, d'axes verticaux, sont entièrement semblables entre eux, au décalage angulaire des galets près, aux ensembles 10 -11 et 32 - 33.
  • Le fonctionnement de l'ensemble apparaît aux figures 4: la figure 4a correspond à la position d'ensemble des éléments représentés à la figure 3. Dans ce cas, la billette 1 subit l'action des galets 10 et 11. On peut dire schématiquement que, lorsque la paire de galets 10 et 11 parcourt l'arc de contact, les flancs 14 et 19 des grands troncs de cône 12 et 17 des galets exercent l'action principale de laminage sur toute la largeur des faces de la billette intéressées par cette action, tandis que celle des flancs plus courts 15 et 20 ne se fait sentir que sur une partie de la largeur des deux autres faces et que les gorges 9 et 22 des galets 10 et 11 restent en contact avec les angles correspondants de la billette en leur donnant la forme arrondie souhaitée.
  • Après une rotation de 90° des quatre rotors, ce sont alors les galets 36 et 38 portés par les rotors 34 et 35 à axes verticaux qui interviennent. La situation est alors celle illustrée sur la figure 4b, où la billette subit l'action des galets 36 et 38, les flancs les plus longs 46 et 47 des galets 36 et 38 exerçant l'action principale, tandis que l'action des flancs les plus courts 48 et 49 ne s'exerce que sur une partie de la largeur des faces de la billette avec lesquelles ils sont en contact et que les deux autres angles de la billette sont laminés par les gorges arrondies des galets.
  • Après une nouvelle rotation de 90° dans le même sens, on arrive à la disposition de la figure 4c, où la situation est analogue à celle de la figure 4a, mais où les flancs les plus courts 15' et 19' agissent cette fois sur les faces de la billette qui, dans la figure 4a étaient soumises à l'action des flancs les plus longs 14 et 19, réciproquement.
  • On voit que l'action des flancs les plus longs 14' et 20' a entre autre pour effet de régulariser la forme des faces de la billette qui au cours des actions des deux passes précédentes de galets antagonistes représentés aux figures 4a et 4b n'étaient pas laminés uniformément sur toute leur largeur, comme on le verra plus en détail par la suite.
  • De même, après une troisième rotation de 90°, on arrive à la disposition à la figure 4d où la situation est analogue à celle de la figure 4b, mais où les flancs les plus courts 48' et 49' agissent sur les faces de la billette qui, dans la figure 4b, étaient soumises à l'action des flancs les plus longs 46 et 47, et réciproquement.
  • Il apparaît ainsi que les actions dissymétriques des galets répartis sur la périphérie des rotors qui risqueraient de produire un effet de village de la billette, s'exercent alternativement dans des sens opposés de sorte que cette tendance au vrillage se trouve constamment compensée.
  • Dans l'installation qui vient d'être décrite, chaque rotor comporte seulement deux galets diamétralement opposés. Bien entendu, on peut également, sans sortir du cadre de l'invention, équiper chaque rotor d'un nombre entier de paires de galets successifs, les galets étant individuellement répartis equiangulairement sur la périphérie de chaque rotor, et les deux galets d'une paire reproduisant la forme et la disposition par rapport à la billette au moment où a lieu la déformation telles qu'elles ont été décrites dans l'installation la plus simple à deux galets par rotor, tandis que la forme et la disposition des galets se répètent d'une paire de galets à la suivante.
  • De même, l'invention n'est nullement limitée au laminage de billettes carrées, mais s'étend aux produits longs de section droite circulaire, rectangulaire ou polygonale, dans la mesure où sont respectées les caractéristiques énoncées dans les revendications jointes.
  • Les figures 5a, 5b, 5c, 5d illustrent précisément le laminage d'une barre de section circulaire 1' à partir d'une barre dont la section initiale figurée en trait interrompu 1 a été représentée de forme circulaire pour la simplicité du dessin, mais qui pourrait avoir une autre forme.
  • La figure 6 détaille la forme des galets qui, présente une dissymétrie par rapport au plan V passant par l'axe de la barre laminée et perpendiculaire à l'axe des galets. Ce, plan partage chaque galet en deux parties de hauteurs inégales, par exemple H1 et H2 pour le galet 60. Le secteur de contact AB, qui coïncide, dans ce cas, avec la gorge arrondie de forme circulaire, doit s'étendre sur un angle a supérieur à 90 degrés pour assurer le recouvrement nécessaire entre les contours de contact successifs des différentes paires de galets antagonistes, et présenter préférablement un décalage par rapport à la trace V du plan axial vertical de manière à favoriser la continuité de la déformation au voisinage de ses extrémités A et B, grâce aux évasements 61 et 62 par lesquels se poursuivent les flancs du galet au-delà de A et B.
  • La figure 7 illustre dans son principe l'autre variante proposée selon la présente invention que l'on appellera variante Il qui correspond à la deuxième possibilité envisagée dans la présentation générale de cette invention et dans laquelle le contact entre les deux flancs du galet et les deux faces correspondantes de la billette carrée ne se fait que sur une partie seulement de la largeur de ces faces.
  • Pour l'essentiel, l'invention consiste à donner à chaque galet 71 et 72 monté rotatif autour de son axe 71' (72') la forme d'un solide de révolution obtenue par assemblage de deux troncs de cône 73 et 74 coaxiaux égaux, raccordés par leur petite base de manière à former une gorge arrondie située dans un plan "V" diagonal de la billette 1, 1' et perpendiculaire aux axes 71', 72' des galets. Ces troncs de cône sont prolongés au-delà de leur grande base par des évasements arrondis 75 et 76 se raccordant à des parties cylindriques 77 et 78, chaque galet ayant ainsi une forme symétrique par rapport au plan "V".
  • La partie rectiligne 79 de la courbe génératrice, ou contour, de chaque cône, inclinée à 45° sur l'axe du galet, doit s'étendre au-delà du milieu de la face de la billette l'de manière qu'il y ait recouvrement entre la partie de la face de la billette en contact avec le galet 71 (par exemple) pendant le temps où la paire de galets 71 - 72 parcourt l'arc de travail et celle en contact avec le galet 81 (figure 8) de la paire de galets antagonistes solidaire de l'autre groupe de galets montés sur les deux autres rotors, qui immédiatement après viendra parcourir l'arc de travail.
  • On voit ainsi que dans la variante II, tous les galets des quatre rotors ont la même forme, ce qui a pour conséquence, qui, contrairement à la variante I, vue précédemment, le nombre de galets montés sur chaque rotor n'est pas forcément de rang pair.
  • Bien qu'applicables l'une et l'autre au laminage de produits à section quelconque, les deux variantes suivant lesquelles l'invention peut être réalisée se distinguent donc par la forme des galets, leur répartition et leur disposition sur la périphérie des rotors qui les portent et enfin par la nature et la symétrie des contacts entre les galets et la billette dans l'emprise.
  • Il en résulte que si l'on considère la forme prise par la partie de la barre située dans l'emprise, on constate une différence suivant que l'on considère la variante 1 ou Il.
  • Dans la variante 1 de la présente invention, deux des faces opposées de la billette, par exemple les faces a, b, f, e et d, c g, h pour reprendre les notations de la figure 1a, ont été en contact sur toute leur largeur avec les galets qui viennent de parcourir l'emprise, au moins sur la partie de l'emprise qui se trouve du côté du plan de sortie P', tandis que les deux autres faces a, d, h, e et b, c, g, f n'ont été en contact avec ces mêmes galets que sur une partie de leur largeur, si bien qu'une section droite de la barre laminée, faite dans l'emprise, présente conformément à la figure 9, une forme approximativement carrée dont deux côtés opposés, appartenant respectivement aux faces de l'emprise a, b, f, e et d, c, g, h sont rectilignes, tandis que chacun des deux autres côtés appartenant aux faces a, d, h, e et b, c, g, h présente deux parties distinctes correspondant respectivement à la partie de la face qui a été en contact avec le flanc le plus court du galet et la partie de la face qui n'a pas été en contact avec le galet, ces deux parties étant raccordées par un léger bourrelet 91 (92).
  • L'importance du bourrelet dépend de la distance, ou avance, dont la billette s'est déplacée dans le sens du laminage entre deux contacts successifs entre le produit laminé et les paires de galets antagonistes successives qui effectuent le travail de mise en forme.
  • Dans la variante Il de la présente invention, aucune des faces de la billette n'est en contact sur toute sa largeur avec les galets qui viennent de parcourir l'emprise, si bien que l'emprise présente la forme illustrée aux figures 10 et 11 où l'on voit que chacune de ses faces comporte deux zones légèrement concaves, d'importance en général inégale, se raccordant par une sorte de nervure très évasée (101, 102, 103, 104) de direction approximativement longitudinale prenant naissance à l'extrémité de l'emprise située du côté de la section d'entrée et qui disparaît complètement avant le plan de sortie, si bien que la billette obtenue après passage dans le laminoir universel présente des faces bien planes.
  • On peut résumer de la façon suivante les caractères spécifiques des deux variantes de la présente invention La variante 1 est caractérisée par:
    • - une forme dissymétrique des galets;
    • - un diamètre maximum du galet plus grand, toute chose égale par ailleurs, que dans la variante II, puisque le flanc le plus long s'étend au-delà de la diagonale de la billette parallèle à l'axe des galets;
    • - la nécessité d'avoir un nombre pair de galets par rotor pour travailler également les quatre faces de la billette et corriger toute tendance à un vrillage de cette dernière
    • - l'obtention d'une emprise présentant deux faces opposées complètement planes tandis que les deux autres ne présentent qu'un léger bourrelet.
  • La variante Il est caractérisée par les points suivants:
    • - tous les galets ont la même forme symétrique
    • - le diamètre maximum du galet est plus faible, toute chose égale par ailleurs, que dans la variante 1;
    • - le nombre de galets par rotor n'est pas nécessairement pair;
    • - l'emprise présente sur une partie de ses quatre faces une nervure très évasée de direction générale longitudinale, qui disparaît complètement avant le plan de sortie, si bien que les faces de la billette obtenue après passage dans le laminoir planétaire présentent la même rectitude que celles obtenues par laminage selon les méthodes classiques.
  • Ces caractères spécifiques permettent de choisir celle des deux variantes qui est la plus adaptée au cas d'application envisagé suivant l'allongement désiré, l'avance nécessaire, la compacité requise pour l'installation et la forgeabilité du métal laminé.

Claims (10)

1. Laminoir du type planétaire universel, pour le laminage de produits longs de section droite quadrangulaire, dans lequel une action de laminage est exercée par des galets (10, 11; 32, 33; 36, 39; 37, 38) agissant par couples antagonistes, disposés équiangulairement à la périphérie de quatre unités rotatives de laminage (30, 31, 34, 35) réparties symétriquement autour du produit à laminer (1), les axes (10', 11') des galets (10, 11) étant parallèles à l'axe (40) de l'unité (30) qui les porte, laminoir caractérisé en ce que chaque galet (10) est un solide de révolution constitué de deux troncs de cône (12, 13) ayant des petites bases égales et qui sont réunis axialement par leurs petites bases de manière à former une gorge arrondie située dans un plan (V) perpendiculaire à l'axe (10') des galets, en ce que les parties rectilignes des courbes génératrices (14, 15) formant les deux flancs des deux troncs de cône (12, 13) formant un galet (10) sont inclinées chacune d'environ 45° sur l'axe (10') de ce galet, en ce que au moins une des courbes génératrices formant le flanc (15) d'un tronc de cône (13) est telle qu'elle soit en contact avec une face du produit laminé sur une partie seulement de la largeur de cette face, et en ce que ledit flanc (15) présente un évasement (16) assurant un raccordement continu entre la partie de la surface du produit laminé en contact avec ledit flanc (15) et la partie qui ne l'est pas.
2. Laminoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux troncs de cône (12, 13) formant un galet sont de hauteurs différentes.
3. Laminoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les courbes génératrices, formant les flancs de chacun des deux galets constituant un couple de galets antagonistes, c'est-à-dire appartenant respectivement à deux unités de laminage opposées, se déduisent l'une de l'autre par une rotation de 180° autour de l'axe du produit à laminer et en ce que les courbes génératrices formant les, flancs de deux galets successifs d'une même unité de laminage se déduisent l'une de l'autre par une symétrie par rapport au plan passant par l'axe du produit à laminer et perpendiculaire à l'axe de ladite unité de laminage.
4. Laminoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux troncs de cône (73, 74) formant un galet (71) sont de même hauteur.
5. Laminoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que les flancs du galet (71) présentent un évasement (75, 76) se raccordant à chaque extrémité du galet avec une partie cylindrique (77, 78) de même diamètre.
6. Application du laminoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour le laminage de billettes de métal à section droite carrée.
7. Laminoir du type planétaire universel, pour le laminage de produits longs de section arrondie, dans lequel une action de laminage est exercée par des galets (60) agissant par couples antagonistes, disposés équiangulairement à la périphérie de quatre unités rotatives de laminage (30, 31, 34, 35) réparties symétriquement autour du produit à laminer, les axes des galets étant parallèles à l'axe (40) de l'unité (30) qui les porte, laminoir caractérisé en ce que chaque galet (60) est un solide de révolution constitué de deux troncs de cône ayant des petites bases égales et qui sont réunis axialement par leurs petites bases de manière à former une gorge arrondie de forme circulaire s'étendant sur un arc d'angle supérieur à 90° et en ce que le centre de cet arc est équidistant des axes des galets lorsque ces derniers se trouvent dans le plan de sortie de l'emprise et en ce que la gorge arrondie de forme circulaire présente à ses deux extrémités un évasement assurant un raccordement continu entre la partie de la surface du produit laminé en contact avec le galet et la partie qui ne l'est pas.
8. Laminoir selon la revendication 7, caractérisé en ce que la gorge arrondie de forme circulaire présente une dissymétrie par rapport au plan contenant l'axe longitudinal du produit et perpendiculaire aux axes des galets.
9. Application du laminoir selon l'une des revendications 7 et 8 au laminage de barres de métal à section droite circulaire.
10. Laminoir planétaire universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 7 à 8, caractérisé en ce que les unités de laminage rotatives sont des rotors.
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