EP3385011B1 - Procédé de marquage de tôle et laminoir mettant en oeuvre ce procédé - Google Patents

Procédé de marquage de tôle et laminoir mettant en oeuvre ce procédé Download PDF

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EP3385011B1
EP3385011B1 EP18165623.2A EP18165623A EP3385011B1 EP 3385011 B1 EP3385011 B1 EP 3385011B1 EP 18165623 A EP18165623 A EP 18165623A EP 3385011 B1 EP3385011 B1 EP 3385011B1
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    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B21C51/005—Marking devices
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
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    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0047—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by rolling
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    • B44—DECORATIVE ARTS
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/227—Surface roughening or texturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B2267/10—Roughness of roll surface
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B2267/18—Roll crown; roll profile
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    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/005—Rolls with a roughened or textured surface; Methods for making same

Definitions

  • the invention relates to a method for marking sheet metal by rolling. It also relates to a rolling mill implementing such a process.
  • the marking of a metal sheet can be carried out for a functional or decorative purpose. It is used, for example, to improve adhesion to the surface of the sheet, or to modify the appearance of the surface by giving it a pattern or texture. For this, we create on the surface reliefs and hollows more or less fine and more or less deep.
  • Such sheets for example of metal, are used in interior or exterior decoration, in the interior trim of transport vehicles, whether it be automobile, sea or air transport.
  • stainless steel sheets imitating a leather look that are used for the interior trim of elevator cabs. They can also be used for furniture, counter decoration, or for jewelry, goldsmithing, vague fashion or the creation of luxury packaging.
  • Laminating is one of the techniques used to achieve this marking.
  • the document FR 2 958 192-A1 describes for example a sheet with relief in aluminum and the reliefs of which are produced from a smooth sheet by passing it between two cylinders, one of these cylinders being smooth, the other being engraved with patterns complementary to those that will be marked on the sheet.
  • the marking cylinder can be engraved by a technique of depositing a wax mask and a chemical attack on the areas not protected by the wax. The attacked areas are then hollow, while the protected areas form the reliefs.
  • Another technique is also known using a wet chemical attack, by the use of an ebonite master cylinder whose surface is etched and by rolling the wet master cylinder with an attack solution on the cylinder to be etched. Patterns are then dug on the cylinder to be engraved by the reliefs of the master cylinder. These techniques are used on straight profile cylinders.
  • the document EP 1 287 851 A1 shows a marking rolling mill for texturing sheets in which at least one cylinder has a marking.
  • the document DE 101 11 025 A1 shows a rolling mill for embossing sheets.
  • the invention relates to a method of marking a sheet by rolling, according to which the sheet is passed between a smooth cylinder and a marking cylinder, characterized in that the rolling mill is of the duo type, the marking cylinder has a straight profile and the smooth cylinder has a curved profile to compensate for the bending of the working cylinders.
  • duo type rolling mill that is to say with exactly two rolls, allows simple production, even for small series.
  • Preparing a job comes down to mounting the marking cylinder with the desired design and adjusting the spacing between the two cylinders.
  • the curved cylinder can also be possibly changed so that the curved is adapted to the working conditions, depending on the marking design, the nature of the sheet and its section.
  • the domed giving for example a circular arc or symmetrical parabola profile to the smooth cylinder, compensates for the bending of the two cylinders and to keep a constant spacing between the cylinders along the contact zones between the cylinders and the sheet during the marking work.
  • the marking cylinder can be produced with known techniques as described above. These techniques are commonly used on cylinders with a straight profile and are mastered industrially.
  • the invention also relates to a rolling mill for marking a sheet comprising a smooth cylinder and a marking cylinder between which the sheet is intended to pass, characterized in that the rolling mill is of the duo type, in that the cylinder marking has a straight profile and the smooth cylinder has a curved profile to compensate for the bending of the working cylinders.
  • the rolling mill comprises an upstream table and a downstream table on either side of the plane defined by the axes of the rolls to support the sheet during the rolling operation. We can thus easily insert the sheet metal manually by sliding the sheet on the upstream table. The sheet is also supported after passing between the cylinders.
  • the tables include removable guides for guiding the sheet in the direction of the cylinders. This ensures the direction given to the sheet during its passage between the cylinders.
  • a rolling mill comprises a frame 1 in which two rolls 2, 3 are rotatably mounted one above the other.
  • the rolling mill comprises drive means provided for driving the rolls 2, 3 in a counter-rotating manner.
  • the rolling mill also comprises adjustment means 4 for adjusting the spacing between the two rolls 2, 3 by adjusting the position of the upper roll 2.
  • the rolling mill is of the duo type, that is to say that it comprises exactly two cylinders 2, 3.
  • the upper cylinder is a marking cylinder 2 having a straight profile.
  • the lower cylinder is a smooth cylinder 3 but curved, that is to say with a slightly larger diameter in the middle.
  • the rolling mill also includes an upstream table 5 and a downstream table (hidden by the cylinders on the figure 1 ) which extend in the plane of symmetry separating the two cylinders 2, 3.
  • Each table comprises a series of threaded holes 50 making it possible to fix guides 51, 52 in the direction of cylinders 2, 3.
  • the guides 51, 52 are placed parallel to each other with an adjustable spacing.
  • the upper cylinder has been previously engraved so that it has patterns with reliefs and hollows.
  • a sheet is introduced on the front table 5 between the guides 51, 52 and by pushing it into the space between the two cylinders 2, 3, in the direction of the arrow F1.
  • the sheet engages and is driven by the cylinders 2, 3 so that the upper cylinder prints the marking on one of the faces of the sheet.
  • the sheet is driven over the entire length and comes out on the rear table 6.
  • the marking depth that is to say the distance between the relief and the marking recesses, is typically of the order of a few 1/10 e mm, for example 4/10 e .
  • the smooth and curved cylinder 3, as shown on the figure 2 has a diameter of 162 mm and has a median diameter DM 12/100 e greater than the diameter D of the cylinder at the ends 301 of the working area 30. Except for this difference in diameter, the marking cylinder 2 conforms to the representation of the figure 2 .
  • Each cylinder 2, 3 is interchangeable so as to be able to change the pattern produced by the marking cylinder 2 or to adapt the bulge to the working conditions. Indeed, depending on the width of the sheet, its nature and the design of the marking, the spacing forces between the cylinders 2, 3 will be variable. It is therefore useful to provide cylinders 2, 3 with different bulges to be able to adapt to these conditions.
  • the two cylinders 2, 3 tend to bend away from one another. This results in a greater risk of separation in the middle of the cylinders 2, 3 than on the edges.
  • the convexity imparted to the smooth cylinder 3 makes it possible to anticipate this bending and to keep a spacing between the cylinders 2, 3 substantially constant over the entire width of the sheet being marked.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention concerne un procédé de marquage de tôle par laminage. Elle concerne également un laminoir mettant en œuvre un tel procédé.
    • ART ANTÉRIEUR
  • Le marquage d'une tôle métallique peut être réalisé pour un but fonctionnel ou décoratif. Il sert par exemple à améliorer l'adhérence sur la surface de la tôle, ou à modifier l'aspect de la surface en lui conférant un motif ou une texture. Pour cela, on crée sur la surface des reliefs et des creux plus ou moins fins et plus ou moins profonds. De telles tôles, par exemple métalliques, sont utilisées dans la décoration intérieur ou extérieure, dans l'habillage d'habitacle de véhicules de transport, que ce soit le transport automobile, maritime ou aérien. On trouve par exemple des tôles en acier inox imitant un aspect en cuir qui sont utilisées pour l'habillage intérieur des cabines d'ascenseur. Elles peuvent être utilisées également pour l'ameublement, en décoration de comptoir, ou pour la bijouterie, l'orfèvrerie, la haute couture ou la création d'emballages de luxe.
  • Le laminage est l'une des techniques utilisées pour la réalisation de ce marquage. Le document FR 2 958 192-A1 décrit par exemple une tôle à relief en aluminium et dont les reliefs sont réalisés à partir d'une tôle lisse en passant celle-ci entre deux cylindres, l'un de ces cylindres étant lisse, l'autre étant gravé avec des motifs complémentaires à ceux qui seront marqués sur la tôle.
  • Le cylindre de marquage peut être gravé par une technique de dépôt d'un masque de cire et d'une attaque chimique des zones non protégées par la cire. Les zones attaquées sont alors en creux, alors que les zones protégées forment les reliefs. On connaît également une autre technique utilisant une attaque chimique humide, par l'usage d'un cylindre maître en ébonite dont la surface est gravée et en faisant rouler le cylindre maître mouillé par une solution d'attaque sur le cylindre à graver. Des motifs sont alors creusés sur le cylindre à graver par les reliefs du cylindre maître. Ces techniques sont utilisées sur des cylindres à profil droit.
  • Cependant, le laminage génère des forces importantes sur les cylindres, ce qui tend à les faire fléchir et ainsi à modifier les conditions de laminage. En général, les solutions pour éviter cette flexion sont de prévoir des cylindres supplémentaires venant en appui sur les cylindres de travail, aboutissant à des laminoirs à six, douze ou vingt cylindres, tels que les laminoirs Sendzimir.
  • Il est également possible de bomber de manière symétrique les 2 cylindres de travail comme sur certains laminoirs quarto.
  • Le document EP 1 287 851 A1 montre un laminoir de marquage pour texturer des tôles dans lequel au moins un cylindre comporte un marquage. Le document DE 101 11 025 A1 montre un laminoir pour effectuer le gaufrage de tôles.
  • Ces solutions sont inadaptées pour répondre aux critères de travail de marquage dans un contexte d'artisanat d'art, pour les raisons suivantes :
    • ▷ diamètre du cylindre de marquage trop petit ne permettant pas le développé d'un design de gravure long;
    • ▷ l'impossibilité de graver un cylindre de travail bombé avec les techniques de gravures industrielles connues;
    • ▷ dimensions et complexité des laminoirs trop importantes causant un problème de rentabilité dû au coût du laminoir et au temps de réglage.
    OBJECTIFS DE L'INVENTION
  • Pour résoudre ces problèmes l'invention vise à fournir un procédé de laminage qui réponde aux exigences suivantes :
    • ▷ simplicité d'utilisation et de réglage pour permettre de rentabiliser des productions de petite et moyenne série;
    • ▷ diamètre du cylindre de marquage suffisamment important pour permettre la réalisation de design de texture complexe, varié et long;
    • ▷ utilisation de techniques connues pour la réalisation du cylindre de marquage;
    • ▷ de permettre d'utiliser la largeur maximum du cylindre de marquage.
  • Elle vise également à fournir un laminoir apte à mettre en œuvre un tel procédé.
    • DESCRIPTION DE L'INVENTION
  • Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de marquage d'une tôle par laminage selon lequel on fait passer la tôle entre un cylindre lisse et un cylindre de marquage, caractérisé en ce que le laminoir est de type duo, le cylindre de marquage a un profil droit et le cylindre lisse a un profil bombé pour compenser la flexion des cylindres en travail.
  • L'utilisation d'un laminoir de type duo, c'est-à-dire avec exactement deux cylindres, permet une production simple, même pour de petites séries. La préparation d'un travail se résume au montage du cylindre de marquage comportant le dessin souhaité et au réglage de l'écartement entre les deux cylindres. Le cylindre bombé peut aussi être éventuellement changé pour que le bombé soit adapté aux conditions de travail, en fonction du dessin du marquage, de la nature de la tôle et de sa section.
  • Le bombé, donnant par exemple un profil en arc de cercle ou en parabole symétrique au cylindre lisse, permet de compenser la flexion des deux cylindres et de garder un espacement entre les cylindres constant le long des zones de contact entre les cylindres et la tôle pendant le travail de marquage.
  • Le cylindre de marquage est réalisable avec des techniques connues telles que décrites précédemment. Ces techniques sont couramment utilisées sur des cylindres à profil droit et sont maîtrisées de manière industrielle.
  • Selon d'autres caractéristiques :
    • ▷ la largeur de la tôle est comprise entre 50 et 300 mm, de préférence entre 150 et 270 mm.
    • ▷ la profondeur de gravure du cylindre de marquage est comprise entre 50 et 500 µm, de préférence entre 100 et 400 µm.
    • ▷ l'épaisseur de la tôle est supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 1,5 mm.
    • ▷ la tôle est dans un matériau choisi dans un groupe comprenant l'acier, le cuivre, le laiton, le bronze, le zinc, l'étain, l'aluminium et leurs alliages ou leurs composites.
  • L'invention a aussi pour objet un laminoir pour le marquage d'une tôle comportant un cylindre lisse et un cylindre de marquage entre lesquels la tôle est destinée à passer, caractérisé en ce que le laminoir est de type duo, en ce que le cylindre de marquage a un profil droit et le cylindre lisse a un profil bombé pour compenser la flexion des cylindres en travail.
  • Selon d'autres caractéristiques :
    • ▷ les cylindres ont une largeur comprise entre 200 et 400 mm, de préférence entre 250 et 350 mm.
    • ▷ les cylindres ont un diamètre compris entre 80 et 250 mm, de préférence entre 120 et 200 mm.
    • ▷ le cylindre lisse a un bombé au diamètre inférieur à 1 mm.
  • Selon une caractéristique complémentaire, le laminoir comporte une table amont et une table aval de part et d'autre du plan défini par les axes des cylindres pour supporter la tôle pendant l'opération de laminage. On peut ainsi procéder facilement à l'insertion de tôle manuellement en faisant glisser la tôle sur la table amont. La tôle est également soutenue après son passage entre les cylindres.
  • Selon un perfectionnement, les tables comportent des guides amovibles pour guider la tôle en direction des cylindres. On s'assure ainsi de la direction donnée à la tôle pendant son passage entre les cylindres.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au vu de la description détaillée de l'invention qui va suivre en lien avec les dessins parmi lesquels :
    • ▷ la figure 1 est une vue en perspective d'un laminoir conforme à l'invention ;
    • ▷ la figure 2 est une vue de face d'un cylindre bombé du laminoir de la figure 1.
    DESCRIPTION DÉTAILLÉE
  • Un laminoir conforme à un mode de réalisation de l'invention comporte un bâti 1 dans lequel deux cylindres 2, 3 sont montés rotatifs l'un au-dessus de l'autre. Le laminoir comporte des moyens d'entraînement prévu pour entraîner les cylindres 2, 3 de manière contrarotative. Le laminoir comporte également des moyens de réglage 4 pour ajuster l'écartement entre les deux cylindres 2, 3 par un réglage de la position du cylindre supérieur 2. Le laminoir est du type duo c'est-à-dire qu'il comporte exactement deux cylindres 2, 3.
  • Conformément à l'invention le cylindre supérieur est un cylindre de marquage 2 ayant un profil droit. Le cylindre inférieur est un cylindre lisse 3 mais bombé, c'est-à-dire avec un diamètre légèrement supérieur en son milieu. Le laminoir comporte également une table amont 5 et une table aval (masquée par les cylindres sur la figure 1) qui s'étendent dans le plan de symétrie séparant les deux cylindres 2, 3. Chaque table comporte une série de trous taraudés 50 permettant de fixer des guides 51, 52 en direction des cylindres 2, 3. Ainsi les guides 51, 52 sont placés parallèlement l'un à l'autre avec un écartement réglable.
  • Le cylindre supérieur a été préalablement gravé de telle sorte qu'il comporte des motifs avec des reliefs et des creux. En fonctionnement, on introduit une tôle, non représentée, sur la table avant 5 entre les guides 51, 52 et en la poussant dans l'espace entre les deux cylindres 2, 3, selon la direction de la flèche F1. Ainsi la tôle s'engage et est entraînée par les cylindres 2, 3 de telle sorte que le cylindre supérieur imprime le marquage sur l'une des faces de la tôle. La tôle est entraînée sur toute la longueur et ressort sur la table arrière 6.
  • La profondeur de marquage, c'est-à-dire la distance entre le relief et les creux de marquage, est typiquement de l'ordre de quelques 1/10e mm, par exemple de 4/10e. Le cylindre lisse 3 et bombé, tel que montré sur la figure 2, a un diamètre de 162 mm et présente un diamètre médian DM supérieur de 12/100e au diamètre D du cylindre aux extrémités 301 de la zone de travail 30. Hormis cette différence de diamètre, le cylindre de marquage 2 est conforme à la représentation de la figure 2.
  • Chaque cylindre 2, 3 est interchangeable de manière à pouvoir changer le motif réalisé par le cylindre de marquage 2 ou à adapter le bombé aux conditions de travail. En effet, selon la largeur de la tôle, sa nature et le dessin du marquage, les efforts d'écartement entre les cylindres 2, 3 seront variables. Il est donc utile de prévoir des cylindres 2, 3 avec différents bombés pour pouvoir s'adapter à ces conditions. Dans l'effort de travail, les deux cylindres 2, 3 tendent à fléchir en s'écartant l'un de l'autre. Il en résulte un risque d'écartement plus important au milieu des cylindres 2, 3 que sur les bords. Le bombé conféré au cylindre lisse 3 permet d'anticiper cette flexion et de conserver un espacement entre les cylindres 2, 3 sensiblement constant sur toute la largeur de la tôle en cours de marquage.

Claims (11)

  1. Procédé de marquage d'une tôle par laminage selon lequel on fait passer la tôle entre un cylindre lisse (3) et un cylindre de marquage (2) ayant un profil droit, caractérisé en ce que le laminoir est de type duo et le cylindre lisse (3) a un profil bombé pour compenser la flexion des cylindres (2, 3) en travail.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la largeur de la tôle est comprise entre 50 et 300 mm, de préférence entre 150 et 270 mm.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, selon lequel la profondeur de gravure du cylindre de marquage (2) est comprise entre 50 et 500 µm, de préférence entre 100 et 400 µm.
  4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, selon lequel l'épaisseur de la tôle est supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 1,5 mm.
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, selon lequel la tôle est dans un matériau choisi dans un groupe comprenant l'acier, le cuivre, le laiton, le bronze, le zinc, l'étain, l'aluminium et leurs alliages.
  6. Laminoir pour le marquage d'une tôle comportant un cylindre lisse (3) et un cylindre de marquage (2) ayant un profil droit, entre lesquels la tôle est destinée à passer, caractérisé en ce que le laminoir est de type duo et en ce que le cylindre lisse (3) a un profil bombé pour compenser la flexion des cylindres (2, 3) en travail.
  7. Laminoir selon la revendication 6, dans lequel les cylindres (2, 3) ont une largeur comprise entre 200 et 400 mm, de préférence entre 250 et 350 mm.
  8. Laminoir selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cylindres (2, 3) ont un diamètre compris entre 80 et 250 mm, de préférence entre 120 et 200 mm.
  9. Laminoir selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le cylindre lisse (3) a un bombé au diamètre inférieur à 1 mm.
  10. Laminoir selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une table amont (5) et une table aval (6) de part et d'autre du plan défini par les axes des cylindres (2, 3) pour supporter la tôle pendant l'opération de laminage.
  11. Laminoir selon la revendication 10, selon lequel les tables (5, 6) comportent des guides (51, 52) amovibles pour guider la tôle en direction des cylindres (2, 3).
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