LU85207A1 - Cage universelle a colonnes ouvertes,transformable en cage du o et vice versa,extensible en hauteur et en largeur,pour le laminage de profiles tels que poutrelles h et i,rails,palplanches et autres profiles similaires - Google Patents

Description

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Cage universelle à colonnes ouvertes, transformable en cage duo et vice versa 1 extensible en hauteur et en largeur. pour le laminage de profilés tels que poutrelles H et I. rails, palplanches et autres profilés similaires.

^ L'invention est relative à une cage universelle et à une cage duo pour le laminage selon le cas universel ou conventionnel de profilés tels que poutrelles H et I, rails, palplanches, fers U, cornières et autres profilés similaires.

5 On désigne par cage universelle une cage qui comporte deux cylindres à axes horizontaux et deux galets à axes verticaux et par cage duo une cage qui ne comporte que deux cylindres à axes horizontaux. On connaît de nombreuses cages universelles qui peuvent être classées en plusieurs catégories différentes, selon la gamme de 10 dimensions des produits laminés et la possibilité de les transformer ou non en cages duo. Lorsqu’une cage ou un laminoir doit être construit pour une large gamme de profilés et de dimensions de profilés, il devient indispensable de pouvoir faire varier l'entraxe des empoises des cylindres pour permettre l'utilisation de cylindres de 15 la largeur minimale nécessaire, faute de quoi le coût des cylindres trop larges deviendrait prohibitif pour les profils les plus petits. Dans cet ordre d'idée on connaît deux types de construction de cages. Le premier type fait appel à des colonnes déplaçables l'une par rapport à l'autre. Ce premier type de cage qui se rencontrait sur 20 les anciens trains du type GREY se démontait en position de laminage. Il présente l'inconvénient d'une rigidité mauvaise (à cause des hautes fenêtres, de la grande course des vis de serrage), d'un poids important et d'un coût élevé d'installation. Le second type faisait appel à des poutres transversales servant également à l'équilibrage 25 du cylindre supérieur, permettant le déplacement concentrique des empoises, selon l'entraxe désiré (revue IRGN AND STEEL ENGINEER mai 1970, p. 77 à 81). Ce second type de cage présente également l'inconvénient d'une mauvaise rigidité, des fenêtres hautes et larges et des grandes courses de vis de serrage. Lorsqu'une cage 30 est construite pour laminer une gamme réduite de dimensions de profilés (par exemple pour les trains moyens à poutrelles de 100 à 400 mm ou les gros trains à poutrelles de 200 à 600), l'obligation - \ 2 n’existe plus de varier la largeur des cylindres. La cage n'est pas extensible en largeur et l'entraxe des empoises reste constant. Elle présente l'inconvénient d'un coût élevé de cylindres pour les petites dimensions de profilés. On a tenté d'accroître la rigidité 5 des cages universelles en construisant des cages composites à tirants précontraints. Ces cages conçues pour des trains continus moyens à poutrelles sont composées essentiellement de trois parties, à savoir un chapeau supérieur comprenant les demi-colonnes supérieures, une ceinture contenant ou susceptible de recevoir des 10 galets verticaux et un chapeau inférieur comprenant les demi-colonnes inférieures. Les trois parties sont assemblées par des tirants verticaux précontraints. Les cages composites présentent ; l'inconvénient de ne pas permettre de faire varier la largeur des cylindres, donc d'un coût élevé des cylindres pour les petites 15 dimensions de profilés. Les cages composites sont transformables en duo, par l'omission de la ceinture des galets verticaux. On connaît également une cage universelle dite compacte (brevet américain 3 802 242) assemblée par tirants, sans précontrainte, qui comprend essentiellement trois parties à savoir une partie centrale 20 formant ceinture et,des chapeaux supérieur et inférieur. Ce type de cage présente également l'inconvénient d'un coût élevé des cylindres pour les petites dimensions de profilés, parce qu'elle ne permet pas de faire varier l'entraxe des empoises. On connaît également une cage universelle dite compacte 25 sans colonnes. Elle est composés des empoises supérieure et inférieure, d'une . ceintura horizontale et de tirants d'assemblage précontraints dans le plan vertical. Cette dernière cage présente également l'inconvénient de ne pas permettre de faire varier l'entraxe des empoises, donc un coût élevé en 30 cylindres pour les petits profils. Certains types de cages compactes ne conviennent pas au laminage réversible, parce que leur conception ne permet pas de faire varier les serrages des cylindres d'une valeur suffisante et assez rapide entre les passes.

Pour pallier ces inconvénients, l'invention a pour 35 but : - une cage universelle transformable en cage duo et vice versa convenant au laminage réversible; i t 3 - la possibilité d'extension des cages en hauteur et en largeur de la valeur strictement requise pour permettre de laminer des profilés dans une gamme dimensionnelle étendue, sans que cela entraîne de sacrifices sur les coûts des cylindres, la rigidité % 5 de la cage et des excès de poids de celle-ci lorsqu'elle lamine des profilés de petites dimensions; - une standardisation poussée des éléments des cages, pour diminuer les frais d'investissement initial et de pièces de rechange d'un laminoir, en particulier d'un laminoir mixte fonctionnant avec 10 des cages universelles ou duo ou avec une combinaison des deux; - des cages universelle et duo de rigidité améliorée; - une conception de cages compatibles avec des changements rapides de cages sur un train.

Pour atteindre les buts visés, l'invention a pour 15 objet : - une cage universelle à colonnes ouvertes, transformable en cage duo et vice versa, séparable horizontalement en trois ensembles supérieur et inférieur similaires et un ensemble central, chaque ensemble étant séparable verticalement en deux parties, les deux 20 ensembles supérieur et inférieur chacun sous forme de deux chapeaux similaires, l'ensemble central sous forme de deux demi-parties similaires reliées entre elles et comportant chacune deux colonnes entourées par une demi-ceinture, la cage étant précontrainte dans le plan vertical et les ensembles supérieur, central et inférieur 25 étant reliés par quatre tirants verticaux mis sous tension, la cage étant également précontrainte dans le plan horizontal et les demi-parties centrales assemblées par quatre tirants horizontaux mis sous tension; - une cage duo obtenue par transformation de la cage universelle, 30 dans laquelle les ensembles supérieur et inférieur sont ceux de la cage universelle, l'ensemble central étant remplacé par un ensemble central propre à la cage duo et comportant quatre colonnes ouvertes reliées latéralement par des entretoises et sur l'avant et l'arrière de la cage par des demi-traverses, 35 l'ensemble central étant également séparable verticalement en deux demi-parties similaires assemblées par quatre tirants 4 horizontaux d'assemblage, la cage étant assemblée et précontrainte dans le plan vertical par quatre tirants verticaux mis sous tension; - une cage duo précontrainte dans les plans vertical et horizontal; - la précontrainte des cages faite à l'aide de vérins hydrauliques 5 bloqués par des écrous après la mise sous tension des tirants; - la modulation des valeurs de précontraintes verticales et horizontales pour adapter la rigidité de la cage aux variations des pressions de laminage; - l'utilisation de vérins hydrauliques comme sécurité permettant de 10 relâcher la précontrainte en cas d'incident de laminage.

Une forme de réalisation de l'invention sera décrite, ; à titre d'exemple, par référence aux figures jointes, dans lesquelles: - la figure 1 est une vue de face de la cage universelle de l'invention; 15 - la figure 2 est une vue de côté de la cage univer selle de l'invention; - la figure 3 est une vue en plan selon la section A-A de la figure 1;

- la figure 4 est une vue de face de la cage univer-20 selle de l'invention, avec deux coupes verticales partielles B-B

et G-G comme indiqué en figure 2; - la figure 5a est une vue de dessus d'un chapeau; - la figure 5b est une coupe selon la section D-D de la figure 5a; 25 - la figure 6 est une vue de face de la cage duo de ' l'invention; - la figure 7 est une vue de côté de la cage duo de l'invention; - la figure 8 est une vue en plan selon la icoupe E-E 30 de la figure 6.

L'invention sera mieux comprise et ses variantes de réalisation et avantages ressortiront plus clairement au vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple de réalisation préférentielle et en référence aux figures annexées.

35 La cage universelle de l'invention se compose de trois ensembles. D'un ensemble supérieur I, d'un ensemble central II de

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5 cage universelle et d'un ensemble inférieur III, comme indiqué par des accolades sur la figure 1. Les ensembles supérieur I et ^ inférieur III sont similaires. Ils comportent chacun deux chapeaux 1 symétriques qui peuvent être solidarisés par des moyens appropriés, :î 5 des boulons par exemple. L'ensemble central II de cage universelle se compose de deux demi-parties centrales 2 identiques. Les demi-parties centrales 2 sont solidarisées par quatre tirants horizontaux 3 identiquesserrés à chacune de leurs extrémités par des écrous 4 de tirants horizontaux. Les ensembles supérieur I, cen-10 tral II de cage universelle et inférieur III sont solidarisés par quatre tirants verticaux identiques 5 serrés par des écrous 6 de tirants verticaux. Les tirants horizontaux 3 sont logés dans des forages traversants 3' faits dans des demi-traverses 7 de ceinture. Deux demi-traverses 7 de ceinture sont prévues superposées sur 15 l'avant de la cage, deux sont superposées sur l'arrière. Les tirants verticaux 5 sont logés dans des forages traversants 5' alignés faits dans les quatre chapeaux 1 et dans quatre colonnes 8 verticales.

Ces dernières sont symétriques deux à deux et situées à l'intérieur des quatre demi-traverses 7 de ceinture. Les chapeaux 1 assurent 20 la liaison entre les colonnes 8, dans les sens longitudinal et transversal de la cage. Chaque chapeau 1 est placé à chaque extrémité de deux colonnes 8 et comporte chacun une bride 1' qui relie longitudinalement deux colonnes 8 et forme avec celles-ci les ; fenêtres 10 de la cage universelle. Chaque chapeau (figure 5a) peut 25 comporter en plus deux demi-traverses 11 de chapeau, horizontales, situées toutes deux d'un même côté du chapeau, vers l'avant ou l'arrière de celui-ci. La solidarisation des chapeaux ne joue pas le rôle dans la rigidité de la cage, elle n'a pour fonction que de permettre de réaliser une plate-forme sur laquelle seront montés des 30 dispositifs auxiliaires de la cage. Chaque demi-traverse 11 de chapeau comporte par exemple à son extrémité libre, côté intérieur de la cage, une plaque d'assemblage 12 dotée de forage 13. Les deux chapeaux 1 d'un même ensemble peuvent par exemple être assemblés directement par leurs plaques d'assemblage 12, à l'aide de boulons 35 passés dans les forages 13 et serrés par des écrous. Les ensembles supérieurs I et inférieur III portent respectivement les mécanismes t 6

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de serrage des cylindres horizontaux supérieur 14 et inférieur 15 ainsi que les dispositifs d'équilibrage de ceux-ci. Lesdits méca-” nismes et dispositifs sont représentés symboliquement (figure 2) par la référence 16. Les moteurs de commande (non représentés) 5 des mécanismes de serrage peuvent être placés sur l'ensemble supérieur I par exemple, la transmission de la commande aux mécanismes de serrage du cylindre inférieur pouvant dans ce cas être assurée par des arbres (non représentés). Chaque demi-partie centrale 2 de cage universelle, qui peut être faite d'une pièce par fonderie 10 ou par assemblage des éléments principaux qui la constituent, comporte essentiellement deux colonnes verticales 8 ouvertes et une demi-ceinture 17 en forme de ü couché à 1*horizontale. Chaque demi-ceinture 17 qui entoure deux colonnes 8 dans leurs parties médianes porte sur chacune de ses faces verticales avant et arrière 15 (grandes branches du U), en haut et en bas de celles-ci, une demi-traverse 7 de ceinture qui se prolonge vers l'intérieur de la cage, au-delà des colonnes 8, par une extrémité 7' d'assemblage. Les empoises 18 des cylindres horizontaux sont logées entre les colonnes 8 et sont déplaçables verticalement entre celles-ci. Les 20 porte-galets 19 des galets verticaux 20 (figure 3) sont logés dans les demi-ceintures 17 et sont déplaçables horizontalement dans celles-ci et entre les œlonnes 8. Les mécanismes de serrage des galets verticaux sont portés respectivement par les demi-ceintures 17 correspondantes et sont représentés symboliquement par la réfé-25 rence 21 (figure 3). Le prolongement vers l'intérieur de la cage “ (figure 1), au-delà des colonnes 8, des seules demi-traverses 7 de ceinture, la demi-ceinture 17 s'arrêtant au voisinage des colonnes 8, ménage dans l'ensemble central II de cage universelle à l'avant et à l'arrière de la cage, une ouverture 38 pour le pas-30 sage des produits laminés (on peut voir représentée sur la figure 1 la section d'une poutrelle en traits hachurés). Chaque colonne 8 porte à sa partie inférieure, respectivement sur sa face avant ou arrière (figure 2), une patte 22. Des cales de mise à hauteur 23, glissées entre les pattes 22 et les moyens sur lesquels repose et 35 est fixée la cage, permettent de régler le plan horizontal de laminage 24 de la cage par rapport au plan horizontal (non

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t 7 représenté) des lignes de rouleaux en amont et en aval de la cage. Selon 1*invention, la cage universelle de l'invention est exten-*· sible en largeur pour l'adapter aux différentes longueurs de tables des cylindres horizontaux 14 et 15. L'élargissement de la cage • 5 dans le sens transversal s'effectue par l'interposition, entre chaque demi-traverse 11 de chapeau (lorsqu'elles sont prévues) de chaque chapeau 1, d'une pièce intercalaire 25 de chapeaux, horizontale, de longueur appropriée (soit quatre pièces intercalaires 25 de chapeaux). Des pièces intercalaires 26 de ceintures, 10 horizontales, de longueur appropriée sont interposées entre les extrémités d'assemblage 7' des demi-traverses 7 de ceinture (soit quatre pièces intercalaires 26 de ceinture). Les éventuelles pièces intercalaires 25 de chapeaux peuvent être dotées de forages horizontaux correspondant aux forages 13 (figure 5b) pratiqués sur les 15 plaques d'assemblage 12 de chapeaux, pour permettre le passage de boulons d'assemblage. Les pièces intercalaires 26 de ceinture peuvent être dotées chacune d'un forage horizontal traversant 3', pour le passage des tirants horizontaux 3, ou d'une fente permettant de les engager sur les tirants horizontaux 3 sans avoir à 20 retirer ces derniers des forages pour effectuer les opérations de mise à largeur de la cage.

Selon l'invention, la remise de la cage universelle à sa largeur minimale se fait par l'enlèvement des pièces inter-= calaires 25 de chapeaux et 26 de ceinture. Chaque pièce inter- 25 calaire 26 de ceinture sera enlevée de la position précédemment décrite et glissée sur l'une des extrémités de chaque tirant horizontal, entre un écrou de 4 de tirant horizontal et l'extrémité de serrage 7" d'une demi-traverse 7 de ceinture. Elle pourra être remplacée en cette dernière position par une pièce de forme 30 appropriée et d'épaisseur équivalente. Cette façon de faire permet d'utiliser des tirants de longueur constante, donc de garder les mêmes tirants horizontaux, quelle que soit la largeur donnée à la cage universelle. Selon l'invention, la cage universelle est extensible en hauteur pour l'adapter aux différents diamètres de 35 travail des cylindres horizontaux. L'extension de la cage dans le sens vertical s'effectue par l'interposition, entre chaque extrémité 8 4 de chaque colonne 8 et chaque chapeau 1, d'une pièce intercalaire de rehausse 27 (soit huit pièces intercalaires de rehausse 27 en " tout) d'épaisseur appropriée. Les pièces intercalaires de rehausse 27 sont chacune dotées d'un forage 5' vertical traversant pour permettre 5 le passage du tirant vertical 5. Selon l'invention, la remise de la cage universelle à sa hauteur minimale entre les chapeaux 1 se fait par l'enlèvement des pièces intercalaires de rehausse 27 de leur position précédemment décrite. On placera avantageusement dans ce cas (figure 4) une pièce intercalaire de rehausse 27 (qui vient =. 10 d'être enlevée) sur chaque extrémité de chaque tirant vertical 5, entre chaque écrou 6 de tirant vertical et les chapeaux 1. Le même que pour les pièces intercalaires 26 de ceinture, les pièces intercalaires de rehausse 27 peuvent être remplacées, sous les écrous 6 de tirants verticaux, par des pièces de forme appropriée 15 et d'épaisseur équivalente. Cette façon de faire permet d'utiliser les mêmes tirants verticaux 5, quelle que soit la hauteur donnée à la cage universelle. Comme il l'a déjà été précisé plus haut, la cage universelle de l'invention peut être réglée à des hauteurs et largeurs intermédiaires, respectivement par l'interposition de 20 pièces de rehausse 27 de hauteur appropriée entre les colonnes 8 et les chapeaux 1 et de pièces intercalaires 25 de chapeaux et 26 de ceinture, de longueurs appropriées entre les chapeaux 1 et les extrémités d'assemblage 7' des demi-traverses 7 de ceintures. Il y aura lieu, dans ce cas, de placer également des pièces respective-25 ment de hauteurs et longueurs appropriées sous les écrous de serrage des tirants pour pouvoir conserver constantes les longueurs des tirants horizontaux et verticaux. Dans une variante préférentielle de l'invention, la cage universelle est précontrainte dans les deux plans, vertical et horizontal. La précontrainte dans le 30 plan vertical se fait par le moyen de la mise sous tension des quatre tirants verticaux 5. Celle dans le plan horizontal se fait par le moyen de la mise sous tension des quatre tirants horizontaux 3. Les huit tirants mis sous tension mettent les éléments de la cage en compression. Après établissement de la précontrainte 35 à un niveau supérieur à la force de laminage, les tirants horizontaux 3 et verticaux 5 sont bloqués respectivement à l'aide des 4 9 écrous 4 et 6. Les tirants horizontaux 3 et verticaux 5 ainsi bloqués opèrent alors comme ressorts de la précontrainte, anta-.. gonistes au ressort de la ceinture horizontale constituée par les demi-traverses horizontales 7 de ceinture (en compression) 5 et au ressort des colonnes verticales 8 également en compression. Chacun des tirants verticaux 5 d'assemblage et de précontrainte est préférentiellement réalisé en trois pièces (figure 4). Les deux pièces d'extrémité désignées par 5A sont identiques. Elles restent à demeure dans les chapeaux 1. La troisième pièce centrale, 10 désignée 5B, reste à demeure dans les colonnes 8. Les deux extrémités de chaque partie centrale de tirant vertical 5B sont munies d'une tête femelle 5C de connexion.One tête mâle 5Dde connexion estfiæe sur cteqje pièce. de ffant- vertical 54, sur l'ecùémité du côté des cobrres 8. Les têtes femelles 5C et mâles 5D ont pour fonction de solidariser les 15 parties 5A. et 5B des tirants verticaux 5 et de les désolidariser.

Les forages verticaux 5' pratiqués dans les chapeaux 1 et les colonnes 8 permettent l'allongement libre des parties de tirants 54 et 5B. Des vérins hydrauliques 28 sont montés sur les parties de tirants 5A, à l'extérieur des chapeaux 1. Ces vérins hydrauliques 28 20 servent à établir la précontrainte des tirants verticaux 5. Une fois la précontrainte établie, on peut bloquer les vérins hydrauliques 28 à l’aide des écrous 6 et relâcher la pression hydraulique dans les vérins hydrauliques 28. On peut également, selon l'invention, ne bloquer par des écrous 6 que les vérins hydrauliques 25 situés d'un même côté de la cage, les vérins hydrauliques de l'autre côté de la cage restant bloqués par la pression hydraulique. On peut également utiliser de ce même dernier côté des vérins hydrauliques de sécurité 28', dotés par exemple d'une soupape tarée réglée pour la mise à l'air libre. Dans une autre variante, 30 ladite soupape peut être commandée par un dispositif extérieur asservi à la pression de laminage. Ces vérins de sécurité 28' ont pour première fonction d'éviter les ruptures de cylindres en cas de surpression de laminage par bourrage. Une deuxième fonction est, en cas d'arrêt de la barre laminée entre les cylindres et 35 galets (par exemple dans le cas d'arrêts intempestifs des moteurs ou de pannes des mouvements de serrage), de permettre l'écartement

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10 des cylindres et galets pour les protéger des chocs thermiques.

Les écrous 6 seront dans ce dernier cas vissés à une certaine distance des vérins hydrauliques de sécurité 28', de manière à permettre un relâchement de la précontrainte des tirants verti-^ 5 eaux, pour éviter les ruptures tout en évitant une désolidari sation intempestive des éléments constitutifs de la cage. Les tirants horizontaux 3 d'assemblage et de précontrainte sont chacun d'une seule pièce. Ils sont précontraints de la même manière que les tirants verticaux 5, à l'aide de vérins hydrau-10 liques 29 similaires aux vérins hydrauliques 28. Des vérins hydrauliques de sécurité 29' peuvent de la même manière être prévus sur toutes les extrémités de tirants horizontaux d'une demi-ceinture 17. Dans ce cas les écrous 4 situés de ce même côté ne seront pas bloqués sur les vérins hydrauliques 29', mais vissés 15 de manière à permettre une décontrainte et une certaine ouverture des ceintures dans le sens horizontal.

Selon l'invention, on asservit l'alimentation hydraulique des vérins hydrauliques de précontrainte à un système de mesure en continu des forces de laminage s'exerçant sur les 20 cylindres au cours du laminage, de manière à moduler la précontrainte en fonction de l'accroissement des forces de laminage qui peuvent s'appliquer sur une barre en cours de laminage. La mesure des forces de laminage peut se faire par exemple à l'aide de jauges de mesure placées entre les vis de pression et les empoises des 25 galets verticaux d'une part et celles cd'un cylindre horizontal d'autre part. Les jauges de mesure des forces de laminage s'exerçant sur les galets verticaux pilotent la précontrainte dans le sens horizontal, par accroissement ou réduction en cours de laminage de la pression hydraulique dans les vérins hydrauliques 29'.

30 Les jauges de mesure des forces de laminage s'exerçant sur les cylindres horizontaux pilotent la précontrainte dans le sens vertical, par accroissement ou réduction en cours de laminage de la pression hydraulique dans les vérins hydrauliques 28'. Après déconnexion des branchements des circuits de fluides hydrauliques 35 et électriques, relâchement de la précontrainte des tirants verticaux et desserrage des écrous 6, désolidarisation des têtes de Λ 11 tirants 5D et 5C, le démontage de la cage se fait au choix par enlèvement séparé des chapeaux 1 supérieurs ou par enlèvement de »- l'ensemble supérieur I si les pièces intercalaires horizontales 25 de chapeaux ne sont pas désolidarisées. Le cylindre horizontal 5 supérieur 14 avec ses empoises peut être extrait par le haut de la cage, soit au cours de l'enlèvement de l'ensemble supérieur I dans ce cas il y reste fixé par ses éléments de suspension, soit seul après l'opération d'enlèvement des parties supérieures.

L'ensemble central II et la partie inférieure III 10 restent solidaires pour la suite du démontage de la cage.

Après avoir extrait les attirails constituant le système de guidage (non représenté), on enlève par le haut les porte-galets 19 des demi-ceintures 17.

Le cylindre inférieur horizontal 15 avec ses empoises 15 est ensuite enlevé par le haut en faisant coulisser les empoises dans les fenêtres des colonnes 8. Si la cage n'a pas à subir d'opérations de transformation de mises à largeur ou hauteur, on procède en ordre inverse pour le remontage.

Les montages et démontages peuvent se faire sur le 20 site de la cage ou de préférence en atelier. La cage est dans ce dernier cas transférée à l’atelier par un moyen approprié (pont roulant ou chariot).

Selon l'invention, la transformation, si besoin est, de la cage universelle de l'invention en cage duo de l'invention 25 se fait par le remplacement de l'ensemble central II de cage universelle par un ensemble central IV (indiqué par une accolade sur la figure 6) propre à la cage duo. Selon l'invention, les ensembles supérieur et inférieur de la cage duo sont identiques respectivement aux ensembles supérieur I et inférieur III de la cage univer-30 selle de l'invention. Ils peuvent être communs et de ce fait sont parfaitement interchangeables entre eux. La transformation, si besoin est, de la cage duo en cage universelle se fait par le remplacement de l'ensemble central IV de cage duo par un ensemble central II de cage universelle. Etant donné que les ensembles I 35 et III des> deux cages universelle et duo sont identiques, la Λ « 12 description de la cage duo de l'invention se limitera à celle de l'ensemble central iv de cage duo. L'ensemble central IV de cage duo de l'invention se compose de quatre colonnes 30 verticales (figure 6). Un forage vertical 31 (figure 8) traversant est prévu 5 dans chaque colonne pour le passage du tirant vertical 5 d'assemblage et de précontrainte (représenté par son axe sur les figures). Les tirants verticaux 5 peuvent, comme ceux de la cage universelle, être faits en trois parties (non représentées). Les parties centrales 5B des tirants 5 de la cage duo sont de longueur différente 10 de celle de la partie centrale des tirants verticaux 5 de la cage universelle. Des demi-traverses 32 (huit en tout) faisant corps avec les colonnes 30 sont prévues en haut et en bas des colonnes, près des extrémités de celles-ci, quatre sur l'avant et quatre sur l'arrière de la cage duo. Des forages traversants horizontaux sont 15 prévus dans ces demi-traverses 32 pour le passage de tirants d'assemblage horizontaux supérieur 33 et inférieur 33'. Une entretoise latérale supérieure 34, horizontale, est prévue sur chaque côté de la cage, à sa partie supérieure (figure 7). Les entretoises supérieures 34 sont pourvues à leurs extrémités de mannetons 34' 20 qui se glissent dans des consoles 35 prévues sur les colonnes 30.

Une fente 35' (figure 6) est prévue à cet effet sur chaque console 35 pour permettre la mise en place et l'enlèvement des entretoises supérieures 34. Une entretoise latérale inférieure 36 est prévue sur chaque côté de la cage, à la partie inférieure des colonnes 30.

25 L'entretoise inférieure 36, en forme de U, enveloppe les colonnes 30, est au contact des faces latérales des colonnes 30 et s'étend sur une partie des faces avant des colonnes 30 où elle vient au contact des demi-traverses horizontales inférieures 32. Les tirants d'assemblage 33 sont enfilés dans les demi-traverses 32 supérieures et 30 serrés à leurs extrémités par des écrous 37. Les tirants d'assemblage 33' sont enfilés dans les demi-traverses 32 inférieures ainsi que dans les deux branches parallèles des U, formés par les entretoises inférieures 36 et serrés à leurs extrémités sur les entretoises inférieures 36 par des écrous 37. Les entretoises supé-35 rieures 34 sont bloquées sur les consoles 35 par des écrous 37.

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La cage duo est extensible en largeur (figure 6), comme la cage universelle, par l'interposition éventuelle de pièces interca-• laires 25 de chapeaux entre les chapeaux 1 et de pièces interca laires horizontales 26'de traverses entre les demi-traverses 32.

5 La cage duo est extensible en hauteur, comme la cage universelle, par l'interposition de pièces de rehausse 27.

Les figures 6 et 7 montrent la cage duo dans sa configuration de hauteur minimale. Dans ce cas, les pièces de rehausse 27 (ou des pièces équivalentes de même hauteur) sont intercalées entre les » 10 vérins hydrauliques 28 et 28' et les chapeaux 1. Pour l'extension de la cage en hauteur, les pièces de rehausse 27 sont placées, comme pour la cage universelle, entre les chapeaux 1 et les colonnes 30.

La remise de la cage à sa largeur minimale se fait, comme pour la cage universelle, par l'enlèvement des pièces intercalaires hori-15 zontales 25 de chapeaux si elles existent, et par le déplacement des pièces intercalaires horizontales 26'de leurs positions représentées entre les demi-entretoises 32 et 32'.Comme pour la cage universeile,on peut, par exemple, placer les pièces intercalaires 26'en extrémité des tirants 33 et 33', respectivement entre une demi-traverse hori-20 zontale 32 et une entretoise latérale inférieure 36 et les écrous de serrage 37. Ceci permet d'utiliser les mêmes tirants horizontaux, quelle que soit la largeur de la cage duo. On procédera d'une manière similaire à celle de la cage universelle, pour adapter la cage duo de l'invention à des hauteurs et largeurs intermédiaires.

25 La cage duo de l'invention est précontrainte dans le plan vertical comme la cage universelle de l'invention. Etant donné que la précontrainte se fait exactement de la même manière, avec les mêmes moyens, une répétition de la description serait superflue. La cage duo de l'invention peut être précontrainte dans 30 le plan horizontal, de la même manière que la cage universelle de l'invention. On placera à cet effet des vérins hydrauliques en extrémité des tirants horizontaux 33 et 33', lesdits vérins hydrauliques étant bloqués de la même manière par des écrous. Comme pour la cage universelle de l'invention, on pourra asservir l'alimentation 35 hydraulique des vérins hydrauliques de précontrainte à un système de mesure en continu des forces de laminage s'exerçant sur les i Λ 14 cylindres en cours de laminage. Le montage et le démontage de la cage duo se fait de la même manière que pour la cage universelle .· avec cependant quelques petites différences dues à l'absence des porte-galets verticaux et à la présence des entretoises supé-> 5 rieures 34 qu'il faut desserrer et enlever pour pouvoir soulever et extraire les cylindres.

Compte tenu d'impératifs tels que les programmes de fabrication, conceptions des laminoirs et conditions d'exploitation, les avantages procurés par l'invention sont de plusieurs 10 ordres. Ils portent sur le coût d'investissement initial d'un train, la gamme dimensionnelle et la variété des profilés qu'il permet de laminer, les tolérances plus serrées et les épaisseurs plus faibles permises par la rigidité naturelle élevée des cages, les économies d'exploitation procurées par la standardisation 15 élevée des équipements des cages, la réduction des coûts de cylindres et la possibilité de changement rapide de programme de laminage. La rigidité élevée des cages permet en outre de laminer des barres de grandes longueurs. La possibilité de transformation des cages universelles en duo et vice versa et la standardisation 20 poussée des éléments qui les constituent permettent de réduire le coût d'investissement initial d'un train, par la diminution du coût de fabrication des cages due à l'effet de série et grâce à l'interchangeabilité poussée entre les deux types de cages de leurs éléments constitutifs, qui permet de réduire le nombre de 25 cages complètes à acheter et le volume des pièces de rechange à prévoir. La possibilité d'extension des cages en largeur et en hauteur permet de laminer une large gamme dimensionnelle et une grande variété de produits sur un seul et même train alors qu'il fallait jusqu'à présent spécialiser les cages ou les trains dans 30 une gamme plus étroite ce qui conduisait en fin de compte à la multiplication du nombre de cages et des trains. L'invention permet donc là aussi une économie sur les frais d'investissement. La possibilité d'extension permet en outre des économies considérables sur les poids des cylindres, donc sur les coûts d'exploitation 35 des trains (investissement initial en cylindres moins coûteux, coût de cylindres à la tonne produite moins élevé).

3 5 .· 15 l

La précontrainte dans les deux plans de l'ensemble de la cage d'une manière telle que le nombre des parties de cage se trouvant sous contrainte est maximal, les fenêtres étroites, la hauteur minimale possible des fenêtres et partant la longueur 5 minimale des vis de serrage en fonction des diamètres des cylindres horizontaux contribuent à assurer aux cages de l'invention une rigidité naturelle extrêmement élevée qui permet en outre le laminage réversible.

La construction modulaire des cages en parties de 10 poids unitaire relativement faible (de l'ordre de 36 tonnes au maximum) permet l'installation des cages et leur utilisation dans des halles dotées de ponts roulants de capacités de levage relativement faibles, ce qui peut procurer des économies considérables sur les bâtiments et les ponts roulants nécessaires.

Claims (11)

16 J

1. Cage universelle à colonnes ouvertes, pour le lami nage de profilés, transformable en cage duo, séparable horizonta-lement en un ensemble supérieur, un ensemble central et un ensemble inférieur, les trois ensembles étant assemblés et la cage précon-5 trainte verticalement par quatre tirants verticaux d’assemblage et de précontrainte caractérisée en ce que : - l'ensemble supérieur (I) et l'ensemble inférieur (III) sont chacun constitués de deux chapeaux (1), chaque chapeau (1) comportant une bride (1') pour coiffer et relier les extrémités des 10 deux colonnes (8) situées d'un même côté de la cage ; - l'ensemble central (II) de cage universelle est constitué de deux demi-parties (2) comportant chacune : - deux colonnes (8) ouvertes, - une demi-ceinture (17), en forme de U couché à l'ho'rizontale et 15 ouvert vers l'intérieur de la cage, entourant deux.colonnes (8) autour de leur parties médianes et s'arrêtant au voisinage des colonnes (8) vers l'intérieur de la cage ; - chaque demi-ceinture (17) porte sur chacune de ses faces, à l'avant et à l'arrière de la cage, deux demi-traverses (7) 20 de ceinture horizontales et superposées qui se prolongent de part et d'autre des colonnes, vers l'intérieur de la cage par des extrémités (7') d'assemblage et vers l'extérieur de la cage par des extrémités (7") de serrage ; - l'ensemble central (II) de cage universelle est 25 assemblé par la juxtaposition des extrémités (7') d'assemblage des demi-traverses (7) de ceinture de deux demi-parties centrales (2), l'assemblage étant maintenu et la cage étant précontrainte dans le plan horizontal par le moyen de la mise sous tension de quatre tirants horizontaux (3) d'assemblage et de précontrainte logés cha-30 cun dans des forages traversants horizontaux (3') alignés faits dans les demi-traverses (7), les tirants horizontaux étant mis sous tension par des écrous (29 et 29') placés à leurs extrémités et qui prennent appui sur les extrémités (7") de serrage des demi-traverses (7) de ceintures, pour mettre en compression dans le plan horizontal les V ' ** 17 ' V J éléments de la cage contenus par l'ensemble central (II) de cage universelle ; - les ensembles supérieur (I), central (II) de cage universelle et inférieur (III) sont assemblés et la cage précon- 5 trainte dans le plan vertical par le moyen connu de la mise sous tension de quatre tirants verticaux (5) logés chacun dans des forages traversants verticaux (51) alignés faits dans les chapeaux (1) et colonnes (8), les tirants verticaux (5) étant mis sous tension par des écrous (28 et 28') placés à leurs extrémités et prenant 10 appui sur les chapeaux (1) pour mettre sous compression, dans le plan vertical, les éléments de la cage se trouvant entre lesdits écrous (28 et 28').

2. Cage duo à colonnes ouvertes, pour le laminage de profilés, transformable en cage universelle, séparable horizonta-15 lement en un ensemble supérieur, un ensemble central et un ensemble inférieur, caractérisé en ce que : - l'ensemble supérieur et l'ensemble inférieur de la cage duo sont respectivement des ensembles supérieur (I) et inférieur (III) de cage universelle selon la revendication 1 ; 20. l'ensemble central (IV) de la cage duo est cons titué de quatre colonnes (30) verticales qui sont reliées deux par deux : " - de chaque côté de la cage, par une entretoise (34) horizontale supérieure ainsi que par une entretoise (36) horizontale inférieure 25 en forme de U couché à l'horizontale, cette dernière enveloppant les colonnes à leur base et s'étendant partiellement sur l'avant et l'arrière de la cage, - huit demi-traverses (32) quatre sur l'avant et quatre sur l'arrière de la cage, les demi-traverses étant alignées horizontalement deux 30 par deux et chaque demi-traverse (32) étant solidarisée du côté d'une de ses extrémités à une colonne (30) ; - l'ensemble central (IV) de la cage duo est assemblé par la juxtaposition des extrémités intérieures des huit demi'tra-verses (32), l'assemblage étant maintenu par quatre tirants horizon- 35 taux dont deux supérieurs (33) et deux inférieurs (33') logés dans des forages traversants horizontaux alignés faits dans les demi-traverses (32), lesdits forages étant, pour les tirants inférieurs y 18 • » ·* (33'), prolongés dans les deux branches du U de l'entretoise (36) horizontale inférieure ; ^ - l'ensemble central (IV) de la cage duo est serré par des écrous placés aux extrémités des tirants horizontaux ; 5. les ensembles supérieur (I), central (IV) de cage duo et inférieur (III) sont assemblés et la cage précontrainte dans le plan vertical par la mise sous tension de quatre tirants verticaux (5) logés chacun dans des forages traversants verticaux (5' et 31) faits dans les chapeaux (1) et les colonnes (30), les 10 tirants verticaux étant mis sous tension et la cage précontrainte de la même manière et par les mêmes moyens que dans la revendication 1.

3. Cage duo de la revendication 2, caractérisée en ce que : 15. elle est également précontrainte dans le plan horizontal par le moyen de la mise sous tension des quatre tirants horizontaux (33 et 33') d'assemblage, la mise sous tension se " faisant par des écrous placés aux extrémités des tirants, écrous prenant appui sur les extrémités extérieures des demi-tra- 20 verses (32) supérieures et sur les faces latérales des entretoises inférieures (36).

4. Cage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que : - .Les écroüs de mise sous ten- 25 sion des tirants verticaux et horizontaux de précontrainte sont des vérins ou écrous hydrauliques, bloqués par des écrous mécaniques après la mise sous tension convenable des tirants, la pression hydraulique dans les vérins ou écrous hydrauliques étant relâchée après leurs blocages par les écrous mécaniques.

5. Cage selon la revendication 4, à précontrainte modu lable, caractérisée en ce que : - la pression hydraulique est relâchée, après leurs blocages par des écrous mécaniques, dans les écrous ou vérins hydrauliques situés d'une part d'un même côté de la cage et 35 d'autre part sur le dessus de la cage, la pression étant maintenue à la valeur de consigne sur les autres écrous ou vérins hydrauliques % i 19 > » * } et en tant que de.besoin accrue pour accroître la précontrainte en fonction dei augmentations de pressions de laminage détectées par des dispositifs de mesure de pressions de laminage, la valeur de consigne étant rétablie après le retour aux conditions 5 normales des pressions de laminage.

6. Cage selon la revendication 5, caractérisée en ce que : - la pression hydraulique maintenue sur les écrous " ou vérins hydrauliques de modulation de précontrainte est relâchée 10 lorsqueles pressions de laminage détectées atteignent des valeurs anormales susceptibles d’endommager les cylindres et équipements de la cage.

7. Cage selon la revendication 6, caractérisée en ce que : 15. les écrous mécaniques (4 ou 6) sont vissés sur les tirants de précontrainte, à une distance convenable des écrous ou vé ins hydrauliques (28' et 29’) de modulation, pour arrêter » ceux-ci en cas de relâchement de la pression hydraulique, afin d’évi ter une désolidarisation intempestive des divers éléments de la cage.

8. Cage selon l'une des revendications 1 à 7, à hauteur variable pour l'adapter à des cylindres horizontaux de diamètres plus grands ou plus petits, caractérisée en ce que : - la variation en hauteur de la partie nécessaire de la cage se fait par l'interposition d'une pièce de rehausse (27) de 25 hauteur convenable entre chaque extrémité de chaque colonne (8 ou 30) et chaque chapeau (1).

9. Cage selon l'une des revendications 1 à 8, à largeur variable pour l'adapter à des cylindres horizontaux de plus ou moins grande largeur, caractérisée en ce que : 30. la variation en largeur de la cage se fait par l'interposition de pièces intercalaires (26) de ceinture ou (26') de traverse, de largeur convenable entre respectivement les demi-ceintures (7) de la cage universelle ou les demi-traverses (32 et 32') de la cage duo. s 20 * ï w «

10. Cage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que : - elle est dotée de tirants d'assemblage et de pré- s, · contrainte (3, 5, 33, 33') de longueur constante, quelle que soit 5 la plage de variation de la cage en largeur et en hauteur, la longueur des tirants étant déterminée en fonction des hauteurs et largeurs maximales prévues pour la cage, le rattrapage des excès de longueurs des tirants dans le cas des réglages de cage à des hauteurs ou largeurs inférieurs aux maximales se faisant selon le type de 10 cage par l'interposition, entre selon, le cas les écrous mécaniques ou hydrauliques (4, 6, 37 ou 28, 28', 29, 29') et les chapeaux (1), demi-traverses (7, 32) et entretoises inférieures (36) de pièces d'interposition de dimensions appropriées, ces pièces d'interposition pouvant être les pièces de rehausse (27) et intercalaires (25)de cein-15 ture de dimensions appropriées enlevées pour être remplacées par d'autres.

11. Cage selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 et 10, caractérisée en ce que : - chaque tirant vertical (5) de précontrainte est 20 réalisé en trois pièces, déconnectables, deux pièces (5A) d'extrémités sont identiques et logées chacune à demeure dans un chapeau (1), la troisième pièce (5B) centrale est logée à demeure dans une colonne (8, 30) et comporte à chacune de ses extrémités une tête femelle (5C) de connexion, chaque pièce (5A.) d'extrémité comporte 25. son extrémité du côté des colonnes (8, 30) une tête mâle (5D) de connexion.