FR2609517A1

FR2609517A1 - Device for simultaneously driving the screws of two parallel screw-nut systems

Info

Publication number: FR2609517A1
Application number: FR8700332A
Authority: FR
Inventors: Michel Pescher
Original assignee: REDEX
Current assignee: REDEX
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1988-07-15
Anticipated expiration: 2007-01-14
Also published as: FR2609517B1

Abstract

The invention relates to a device for tightening the rollers 5 and 6 of a rolling press. It includes two screw-nut systems 1 and 2 controlled by two sets 7 and 8 of epicyclic planetary gears coupled together by one of their planetary shafts 9 and 10 and to a first motor 18 for controlling the screws in opposite directions, and by their satellite-carrier chassis 7e, 8e enmeshing with a drive pinion 13 for screwing or unscrewing the screws in the same direction.

Description

Il existe de nombreux dispositifs mécaniques impliquant le déplacement parallèle et simultané de deux points sur une même amplitude. C'est, notamment, le cas du rouleau supérieur d'un train de laminage qui doit être déplacé parallèlement à lui-même et à un axe fixe pour prendre en compte L'épaisseur à obtenir du métal en feuille et asservir cette épaisseur à une consigne. Ce rouleau doit être également déplacé en basculement pour permettre de régler l'épais- seur, ou d'en maîtriser les variations d'un bord à l'autre de la bande.On sait en effet qu'une bande plus amincie sur un bord que sur l'autre, du fait d'un pincement plus important du métal à une extrémité axiale des rouleaux de laminage, présente de ce côté un "bord Long" qu'il convient de supprimer rapidement en agissant sur Le basculement du rouleau supérieur. There are many mechanical devices involving the parallel and simultaneous movement of two points on the same amplitude. This is, in particular, the case of the upper roller of a rolling train which must be moved parallel to itself and to a fixed axis to take into account the thickness to be obtained from the sheet metal and to control this thickness to a instructions. This roller must also be moved in tilting to allow the thickness to be adjusted, or to control variations from one edge to the other of the strip. We know that a more thinned strip on one edge that on the other, due to a greater pinching of the metal at an axial end of the rolling rollers, has on this side a "Long edge" which should be quickly removed by acting on the tilting of the upper roller.

Ces dispositifs connus sont essentiellement de deux types à savoir, des systèmes hydrauliques du genre vérin et dont les chambres hydrauliques sont alimentées par des servo-valves pilotées par des dispositifs électroniques d'asservissement, ou des-systemes mécaniques (système vis-écrou, roue et vis sans fin...) dans lesquels chacun des systèmes est entratné par un moteur séparé, un système électronique de couplage des moteurs permettant d'obtenir L'asservissement désiré. These known devices are essentially of two types, namely, hydraulic systems of the jack type and whose hydraulic chambers are supplied by servo-valves controlled by electronic servo-control devices, or mechanical systems (screw-nut system, wheel and worms ...) in which each of the systems is driven by a separate motor, an electronic motor coupling system making it possible to obtain the desired servo-control.

Les inconvénients de ces dispositifs connus résident dans leur complexité, la nécessité d'une maintenance de haut niveau, une fiabilité dépendant de celle des composants électroniques et un coût très élevé. The drawbacks of these known devices lie in their complexity, the need for high-level maintenance, reliability depending on that of the electronic components and a very high cost.

La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un matériel mécanique robuste et simple supprimant la nécessité d'un asservissement complexe fragile et coûteux, et qui peut être commandé aisément soit manuellement, soit automatiquement, soit enfin de manière mixte. The present invention intends to remedy these drawbacks by proposing a robust and simple mechanical material eliminating the need for a fragile and costly complex control system, which can be easily controlled either manually, or automatically, or finally in a mixed manner.

A cet effet elle a donc pour objet un dispositif d'entraînement simultané en translation d'amplitude égale, dans un même sens ou en sens opposé des deux vis de deux systèmes vis-écrou parallèles à écrous fixes, dans lequel chaque vis est accouplée en rotation à l'un des arbres de roue planétaire d'un mécanisme constitué par deux trains d'engrenages planétaires dont le châssis porte-satellites de chacun d'eux est accouplé à l'arbre de sortie d'un premier moteur, de manière à tourner de la même amplitude et dans le même sens, L'autre arbre de roue planétaire de chacun des trains planétaires étant accouplé à son homologue pour tourner de la même amplitude et en sens inverse sous l'effet d'un second moteur d'entraînement de l'un d'eux. To this end it therefore relates to a device for simultaneously driving in translation of equal amplitude, in the same direction or in the opposite direction of the two screws of two parallel screw-nut systems with fixed nuts, in which each screw is coupled in rotation of one of the planetary wheel shafts of a mechanism consisting of two planetary gear trains, the planet carrier chassis of each of which is coupled to the output shaft of a first motor, so as to turn of the same amplitude and in the same direction, the other planetary wheel shaft of each of the planetary trains being coupled to its counterpart to turn of the same amplitude and in opposite direction under the effect of a second drive motor from one of them.

Dans un mode préféré de réalisation, Les axes de rotation des roues planétaires, du châssis porte-satellites et des moteurs d'entraînement sont parallèles et parallèles aux vis, l'accouplement de chacun des châssis à l'arbre du premier moteur étant réalisé au moyen de roues dentées identiques portées par chaque châssis et engrènant avec un pignon calé sur L'arbre du premier moteur, tandis que l'accouplement des deux arbres de planétaires étant réalisé par engrènement de deux roues dentées identiques calées sur chacun d'eux, leur entraînement est assuré par l'engrènement de L'une d'elles avec un pignon calé sur l'arbre du second moteur. In a preferred embodiment, the axes of rotation of the planetary wheels, of the planet carrier chassis and of the drive motors are parallel and parallel to the screws, the coupling of each of the chassis to the shaft of the first motor being carried out at by means of identical toothed wheels carried by each chassis and meshing with a pinion wedged on the shaft of the first motor, while the coupling of the two planet shafts being produced by meshing of two identical toothed wheels wedged on each of them, their drive is ensured by the engagement of one of them with a pinion wedged on the shaft of the second motor.

Chaque train planétaire est porté par La vis auquel il est accouplé. Pour éviter, Lors de la manoeuvre en sens opposé de chaque vis, une perte d'engrènement entre les roues dentées d'accouplement des porte-satellites entre eux et au moteur correspondant et entre Les roues d'accouplement des autres arbres planétaires, chaque roue et pignon participant à ces liaisons est d'une épaisseur suffisante pour prendre en compte les différences d'altitude des trains d'engrenage. Each planetary gear is carried by the screw to which it is coupled. To avoid, When operating in the opposite direction of each screw, a loss of meshing between the gear wheels for coupling the planet carrier between them and to the corresponding motor and between The coupling wheels of the other planetary shafts, each wheel and pinion participating in these connections is of sufficient thickness to take into account the differences in altitude of the gear trains.

On utilisera de manière avantageuse des trains planétaires dont les arbres de planétaire coaxiaux sont en outre concentriques. Planetary trains, the coaxial planetary shafts of which are also concentric, will be advantageously used.

Enfin on pourra prévoir que chacun des moteurs mis en oeuvre soit commandé automatiquement en fonction de paramètres relevés sur, dans le cas d'un laminoir, la tôle sortant de ce laminoir, ou soit piloté manuellement par un opérateur.0n notera que le principal avantage du dispositif selon l'invention réside dans le découplement total entre la commande du déplacement parallèlement à elles-mêmes des extrémités de vis et la commande en sens contraire symétrique par rapport à un point fixe de ces extrémités. Il en résulte un dispositif d'asservissement extrêmement simple et beaucoup plus sûr que ceux mis en oeuvre jusqu'à présent. Finally, provision could be made for each of the motors used to be automatically controlled as a function of parameters taken from, in the case of a rolling mill, the sheet coming out of this rolling mill, or to be controlled manually by an operator. Note that the main advantage of the device according to the invention resides in the total decoupling between the control of the displacement of the screw ends parallel to themselves and the control in opposite direction symmetrical with respect to a fixed point of these ends. The result is an extremely simple servo device and much safer than those implemented so far.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. The invention will be better understood during the description given below by way of purely indicative and nonlimiting example which will make it possible to identify the advantages and the secondary characteristics thereof.

Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est un schéma du dispositif selon l'invention,
- la figure 2 illustre une application de ce dispositif au serrage d'un laminoir.Reference will be made to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a diagram of the device according to the invention,
- Figure 2 illustrates an application of this device to the clamping of a rolling mill.

En se reportant à ces figures, on voit deux sys tèmes.vis-écrou parallèles 1 et 2, chaque vis la, 2a tournant dans L'écrou fixe lb, 2b correspondant, appartenant à un bâti non représenté. Sur ta figure 2 on voit que Les extrémités des vis la,- 2a sont attelées aux paliers, mobiles verticalement dans un bâti non représenté, 3 et 4, d'un rouleau supé rieur 5 de laminoir dont Le rouleau inférieur 6 est fixe. Referring to these figures, we see two parallel sys temes.vis-nut 1 and 2, each screw la, 2a rotating in the fixed nut lb, 2b corresponding, belonging to a frame not shown. In your Figure 2 we see that the ends of the screws la, - 2a are coupled to the bearings, movable vertically in a frame not shown, 3 and 4, of an upper roller 5 of rolling mill The lower roller 6 is fixed.

On voit donc qu'en vissant ou dévissant les vis la, 2a dans
Les écrous lb, 2b, on déplace Les paliers 3 et 4. Les vis étant supposées de même dimension et de même pas, leur vissage ou dévissage simultané de même amplitude provoque un déplacement du rouleau 5 parallèle à lui-même. En revanche, le vissage de L'une simultanément au dévissage de l'autre d'une même amplitude entrasse un pivotement du rouleau 5 autour d'un axe Operpendiculaire à son axe de rotation, dans sa partie médiane.We therefore see that by screwing or unscrewing the screws la, 2a in
The nuts 1b, 2b, the bearings 3 and 4 are moved. The screws being assumed to be of the same size and of the same pitch, their simultaneous screwing or unscrewing of the same amplitude causes the roller 5 to move parallel to itself. On the other hand, the screwing of One simultaneously with the unscrewing of the other of the same amplitude hinges a pivoting of the roller 5 around an axis Operpendicular to its axis of rotation, in its middle part.

Chacune des vis la, 2a est accouplée à-l'une des roues planétaires 7a, 8a d'un train d'engrenages planétaires 7 et 8, dont l'autre roue planétaire est référencée 7b, 8b et dont les pignons satellites 7c, 7d, 8c, 8d sont portés par un châssis porte-satellites7e, 8e. Les trains planétaires 7 et 8 ont la particularité d'avoir leurs axes de roues planétaires concentriques. Ainsi l'un des axes étant constitué par les vis la, 2a L'autre, accouplé aux roues 7b, 8b est constitué par une douille 9, 10 entourant les vis. Ces trains particuliers sont connus et sont commercialisés depuis de nombreuses années par la Demanderesse, en tant que module épicycloidal ou différentiel. Each of the screws 1a, 2a is coupled to one of the planetary wheels 7a, 8a of a planetary gear train 7 and 8, the other planetary wheel of which is referenced 7b, 8b and of which the planet gears 7c, 7d , 8c, 8d are carried by a planet carrier chassis 7e, 8e. Planetary trains 7 and 8 have the distinction of having their concentric planetary wheel axes. Thus one of the axes being constituted by the screws la, 2a The other, coupled to the wheels 7b, 8b is constituted by a sleeve 9, 10 surrounding the screws. These particular trains are known and have been marketed for many years by the Applicant, as an epicyclic or differential module.

Dans leur utilisation conforme à L'invention, chaque châssis 7e, 8e de module différentiel est équipé d'une roue dentée 11, 12 identique, qui coopère directement avec un pignon 13 de sortie d'un groupe moto-réducteur 14. In their use in accordance with the invention, each chassis 7e, 8e of the differential module is equipped with an identical toothed wheel 11, 12, which cooperates directly with a pinion 13 output from a geared motor group 14.

En outre, chaque douille planétaire 9, 10 est équipée d'une roue dentée 15,16 identique et engrenant avec L'autre, l'une de ces roues, ici 16, étant entraînée par le pignon 17 d'un second moteur 18 ou groupe moto-reducteur.In addition, each planetary sleeve 9, 10 is equipped with an identical toothed wheel 15, 16 and meshing with the other, one of these wheels, here 16, being driven by the pinion 17 of a second motor 18 or motor-reducer group.

Le fonctionnement du dispositif selon L'invention s'opère de la manière suivante
Lorsque L'on veut obtenir Le vissage simultané des deux vis la, 2a dans Les écrous lb, 2b, on commande la rotation du pignon 13 dans le sens approprié par alimentation du groupe moteur 14. Cette rotation engendre la rotation des deux porte-satellites 7e et 8e dans le même sens. Le groupe 18 n'étant pas alimenté, Le pignon 17 est immobile ainsi que les roues 15 et 16 et les planétaires correspondants 7b, 8b.The operation of the device according to the invention operates as follows
When we want to obtain the simultaneous screwing of the two screws 1a, 2a in the nuts 1b, 2b, the rotation of the pinion 13 is controlled in the appropriate direction by feeding the motor unit 14. This rotation generates the rotation of the two planet carriers 7th and 8th in the same direction. Since the group 18 is not powered, the pinion 17 is stationary, as are the wheels 15 and 16 and the corresponding planet wheels 7b, 8b.

Dans ces conditions la rotation des chassis 7e, 8e entraîne la rotation des planétaires 7a, 8a donc le vissage (ou dévissage) des vis la, 2a dans les écrous correspondants, et ce à la même vitesse donc avec la meme amplitude comme le montre un calcul simple. Le rouleau 5, dans le cas d'application de la figure 2, est donc déplacé parallèlement à luimême, par rapport au rouleau 6. On comprend qu'un asservissement simple de la position du rouleau 5 par rapport au rouleau 6 puisse être obtenu à partir d'un capteur de l'épaisseur de produit laminé que l'on veut obtenir.Under these conditions the rotation of the chassis 7e, 8e causes the rotation of the planet wheels 7a, 8a therefore the screwing (or unscrewing) of the screws la, 2a in the corresponding nuts, and this at the same speed therefore with the same amplitude as shown in a simple calculation. The roller 5, in the case of application of FIG. 2, is therefore moved parallel to itself, relative to the roller 6. It is understood that a simple control of the position of the roller 5 relative to the roller 6 can be obtained at from a sensor of the thickness of the laminated product that we want to obtain

Si en revanche, il faut procéder au réglage de l'inclinaison de l'axe du rouleau 5 sur celui du rouleau 6 pour, par exemple, corriger un bord long de tale, on agira sur le moteur 18 dont la rotation dans un sens approprie, entraîne la rotation, par le pignon 17 des roues 15 et 16 en sens contraire. En supposant les châssis porte satetlites 7e 8e immobiles en rotation, la rotation des roues 15 et 16, donc des planétaires 7b et 8b entraîne la rotation des planétaires 7a, 8a dans le rapport de réduction défini par le rapport de réduction entre d'une part, les roues 7b, 7d ou 8b, 8d et les roues 7c, 7a ou 8c, 8a. Les vis sont alors commandées en sens contraire et l'une se visse pendant que
L'autre se dévisse de la même amplitude, comme le montre également le calcul. Dans ce cas, le rouleau 5 tourne autour d'un axe centré en O sur la figure 2.Au droit de ce point, il y a conservation de l'épaisseur (ou de la distance) séparant les deux rouleaux telle que définie par le premier réglage asservi, au moyen du moteur 14. La commande du moteur 18 entraîne donc un balancement différent du serrage des rouleaux autour d'une valeur moyenne déterminée. On rappel Lera qu'il n'était pas possible d'obtenir une telle disposi tion avec les dispositifs antérieurs dans lesquels le réglage de l'inclinaison du rouleau supérieur entrasse une réaction sur Le réglage de L'épaisseur, du fait de L'indépendance mécanique des deux moteurs de commande des vis.On perçoit donc La complexité de l'asservissement qu'il faut prévoir pour obtenir une réaction adéquate lors de La variation de l'un ou L'autre (épaisseur ou existence d'un bord long par exemple) des paramètres surveillés.If, on the other hand, it is necessary to adjust the inclination of the axis of the roller 5 to that of the roller 6 to, for example, correct a long edge of the blade, we will act on the motor 18 whose rotation in an appropriate direction , drives the rotation, by the pinion 17 of the wheels 15 and 16 in opposite directions. Assuming the chassis satetlites 7e 8e stationary in rotation, the rotation of the wheels 15 and 16, therefore of the planetary 7b and 8b causes the rotation of the planetary 7a, 8a in the reduction ratio defined by the reduction ratio between on the one hand , the wheels 7b, 7d or 8b, 8d and the wheels 7c, 7a or 8c, 8a. The screws are then ordered in the opposite direction and one is screwed while
The other unscrews by the same amplitude, as the calculation also shows. In this case, the roller 5 rotates around an axis centered in O in FIG. 2. To the right of this point, there is conservation of the thickness (or of the distance) separating the two rollers as defined by the first controlled adjustment, by means of the motor 14. The control of the motor 18 therefore results in a different rocking of the tightening of the rollers around a determined average value. It will be recalled Lera that it was not possible to obtain such a disposition with the prior devices in which the adjustment of the inclination of the upper roller has a reaction on the adjustment of the thickness, due to the independence mechanics of the two screw control motors. We therefore perceive the complexity of the control which must be provided to obtain an adequate reaction during the variation of one or the other (thickness or existence of a long edge by example) of the monitored parameters.

Dans L'invention en revanche, il n'y a pas besoin de coupler le moteur 14 au moteur 18 pour que le dispositif donne pleinement satisfaction. Le moteur 18 peut d'ailleurs être commandé par un opérateur qui surveille visuellement le produit issu du laminoir et commande les corrections de pincement en fonction de la qualité du produit qutil apprécie; de son coté, le moteur 14 est piloté par une jauge qui compare L'épaisseur réelle du produit avec une valeur de consigne. On peut, par ailleurs, prévoir un asservissement du fonctionnement du moteur 18 à des capteurs de la différence d'épaisseur du produit le long de ses rives, qui serait maintenue autour de la valeur nulle dans une certaine plage de tolérances. In the invention, on the other hand, there is no need to couple the motor 14 to the motor 18 so that the device gives full satisfaction. The motor 18 can moreover be controlled by an operator who visually monitors the product from the rolling mill and controls the pinch corrections as a function of the quality of the product which he appreciates; for its part, the motor 14 is controlled by a gauge which compares the actual thickness of the product with a set value. One can, moreover, provide a control of the operation of the motor 18 to sensors of the difference in thickness of the product along its edges, which would be maintained around the zero value within a certain range of tolerances.

On notera enfin que les amplitudes de déplacement dans le cas du réglage par le moteur 18 sont très petites. Finally, it will be noted that the displacement amplitudes in the case of adjustment by the motor 18 are very small.

Comme, par construction, les trains d'engrenages 7 et 8 sont uniquement supportés par les vis la et 2a, il se produit, lors de la commande du moteur 18, un décalage vertical entre eux. Pour éviter une perte d'engrènement entre les pignons et les roues dentées, il faudra prévoir que les diverses épaisseurs F1, E2, E3 et E4 de ces organes soient suffisantes pour qu'il y ait toujours suffisamment de longueur de dent en prise et ainsi une bonne transmission des couples. On peut également prévoir que Les moteurs 14 et 18 soient fixes sur un bâti et que les ensembles 7 et 8 se déplacent verticalement par rapport à eux. Dans ce cas, Les pignons 13 et 17 auront une longueur de dent E2, E4 suffisante (dans Le sens axial) pour être toujours en prise avec les roues, mobiles axialement du fait des deux mouvements possible des vis (ensemble ou en sens opposé). Les moteurs peuvent aussi être supportés par un bâti qui se déplace avec Le point O du rouleau 5.As, by construction, the gear trains 7 and 8 are only supported by the screws la and 2a, there occurs, when the motor 18 is controlled, a vertical offset between them. To avoid a loss of meshing between the pinions and the toothed wheels, it will be necessary to provide that the various thicknesses F1, E2, E3 and E4 of these members are sufficient so that there is always sufficient length of tooth in engagement and thus good transmission of couples. It can also be provided that the motors 14 and 18 are fixed on a frame and that the assemblies 7 and 8 move vertically relative to them. In this case, the pinions 13 and 17 will have a length of tooth E2, E4 sufficient (in the axial direction) to be always in engagement with the wheels, movable axially due to the two possible movements of the screws (together or in opposite direction) . The motors can also be supported by a frame which moves with the point O of the roller 5.

L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de la construction mécanique, notamment des trains de laminoir. The invention finds an interesting application in the field of mechanical construction, in particular rolling mill trains.

Claims

1. Device for simultaneously driving in translation of equal amplitude, in the same direction or in the opposite direction of the two screws (la, 2a) of two screw-nut systems (1,2) parallel to fixed nuts (lob, 2b) , characterized in that each screw is coupled in rotation to one of the planetary wheel shafts (7a, 8a) of a mechanism constituted by two planetary gear trains (7,8) including the chassis (7e, 8e) planet carrier of each of them is coupled to the output shaft of a first motor (14), so as to rotate by the same amplitude and in the same direction, the other shaft (9,10) of wheel planetary (7b, 8b) of each of the planetary trains (7,8) being coupled to its counterpart to rotate the same amplitude and in opposite directions under the effect of a second motor (18) driving one of them (10).

2. Device according to claim 1 characterized in that the axes of rotation of the planetary wheels (7a, 7b, 8a, 8b) of the chassis (7th, 8th) planet carrier and motors (14,18) of drive are parallel and parallel to the screws (la, 2a), the coupling of each of the chassis (7th, 8th) to

The shaft of the first motor being produced by means of identical toothed wheels (11, 12) carried by each chassis and meshing with a pinion (13) wedged on the shaft of the first motor (14), while the coupling of the two planetary shafts (9, 10) (7b, 8b) being produced by meshing of two identical toothed wheels (15, 16) wedged on each of them,

Their drive is ensured by the engagement of one of them with a pinion (17) wedged on the shaft of the second motor (18).

3. Device according to claim 2 characterized in that each planetary gear train (7,8) is supported by the screw (la, 2a) to which it is coupled, The thickness of the wheels (11, 12, 15, 16 ) and toothed pinions (13,17) above being sufficient to allow a difference in attitude between the two gear trains (7, 8) without loss of meshing.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that each planetary gear (7,8) is a planetary gear whose planetary shafts are concentric.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the aforementioned screws (la, 2a) is secured by its other end to a bearing (3,4) of an upper roller (5) movable from a rolling assembly and thus constitutes a clamping device for this assembly.

6. Device according to claim 5 characterized in that the first motor (14) is controlled by the thickness of the laminated strip.

7. Device according to claim 5 or claim 6 characterized in that the second motor (18) is manually controlled.