FR3160601A1

FR3160601A1 - Circular rolling mill and rolling process using such a rolling mill

Info

Publication number: FR3160601A1
Application number: FR2403173A
Authority: FR
Inventors: Franck BOURRACHOT; Guy Vinzant
Original assignee: Ecai
Current assignee: Ecai
Priority date: 2024-03-28
Filing date: 2024-03-28
Publication date: 2025-10-03
Also published as: US20250303456A1; DE102025111623A1; CN120715140A

Abstract

Laminoir circulaire et procédé de laminage au moyen d’un tel laminoir Un laminoir circulaire (1) comprend un châssis principal (2), une cage radiale (3) et au moins une cage axiale (4). La cage radiale comprend un rouleau (10) et un mandrin. La cage axiale comprend un châssis auxiliaire (60) et des rouleaux coniques. Le mandrin est supporté par un porte-mandrin supérieur (22) et sélectivement engagé dans un porte-mandrin inférieur (32). Chaque porte-mandrin est solidaire, en translation selon un axe longitudinal (X2) du châssis principal, avec au moins une barre d’entrainement (24, 26, 34, 36) parallèle à l’axe longitudinal. Le déplacement des porte-mandrin (22, 32) est commandé par un système de déplacement (40) disposé du même côté du rouleau de conformation (10) que le mandrin. Le châssis auxiliaire (60) est coulissant, selon l’axe longitudinal, sur les barres d’entrainement, qui le traversent de part en part. Un mécanisme (70) déplace le châssis auxiliaire (60) par rapport aux barres d’entrainement (24, 26, 34, 36), en translation parallèlement à l’axe longitudinal (X2). Figure pour l'abrégé : Fig 2Circular rolling mill and rolling method using such a rolling mill A circular rolling mill (1) comprises a main frame (2), a radial stand (3) and at least one axial stand (4). The radial stand comprises a roller (10) and a mandrel. The axial stand comprises an auxiliary frame (60) and tapered rollers. The mandrel is supported by an upper mandrel holder (22) and selectively engaged in a lower mandrel holder (32). Each mandrel holder is integral, in translation along a longitudinal axis (X2) of the main frame, with at least one drive bar (24, 26, 34, 36) parallel to the longitudinal axis. The movement of the mandrel holders (22, 32) is controlled by a movement system (40) arranged on the same side of the shaping roller (10) as the mandrel. The auxiliary chassis (60) slides, along the longitudinal axis, on the drive bars, which pass right through it. A mechanism (70) moves the auxiliary chassis (60) relative to the drive bars (24, 26, 34, 36), in translation parallel to the longitudinal axis (X2). Figure for the abstract: Fig 2

Description

Circular rolling mill and rolling process using such a rolling mill

La présente invention concerne un laminoir circulaire équipé, entre autres, d’un rouleau de conformation et d’un mandrin de conformation permettant, au sein d’une cage radiale, de conformer respectivement des faces radiales externe et interne d’une pièce à laminer.The present invention relates to a circular rolling mill equipped, among other things, with a shaping roller and a shaping mandrel allowing, within a radial cage, the shaping of the external and internal radial faces of a part to be rolled, respectively.

Dans le domaine du laminage, WO2009/125102A1 divulgue un laminoir qui comprend une cage radiale et une cage axiale. La cage radiale comprend elle-même un rouleau de conformation d’une face radiale externe d’une pièce à laminer et un mandrin de conformation d’une face radiale interne de cette pièce. La cage axiale comprend, quant à elle, un châssis auxiliaire et des rouleaux coniques inférieur et supérieur de conformation des faces radiales inférieure et supérieure de la pièce à laminer. Le déplacement du mandrin par rapport au rouleau de conformation de la face radiale externe de la pièce à laminer est commandé par un ensemble d’entrainement situé à l’opposé du mandrin par rapport à ce rouleau de conformation. La cage axiale est, quant à elle, disposée à l’opposé de ces moyens d’entrainement, c’est-à-dire du même côté que le mandrin par rapport au rouleau de conformation. Ceci rend ce laminoir relativement encombrant.In the field of rolling, WO2009/125102A1 discloses a rolling mill which comprises a radial stand and an axial stand. The radial stand itself comprises a shaping roller for an external radial face of a part to be rolled and a mandrel for shaping an internal radial face of this part. The axial stand comprises, for its part, an auxiliary frame and lower and upper conical rollers for shaping the lower and upper radial faces of the part to be rolled. The movement of the mandrel relative to the shaping roller for the external radial face of the part to be rolled is controlled by a drive assembly located opposite the mandrel with respect to this shaping roller. The axial stand is, for its part, arranged opposite these drive means, that is to say on the same side as the mandrel with respect to the shaping roller. This makes this rolling mill relatively bulky.

D’autre part, pour améliorer les cadences de production, il est connu d’équiper un laminoir circulaire de deux cages axiales, chacune associées à l’un de deux mandrins de la cage radiale et disposées de part et d’autre du rouleau de conformation de la face radiale externe des pièces à laminer. Un tel laminoir à deux cages axiales opposées est parfois dénommé « MIRA ». S’il permet d’augmenter les cadences de production, un tel laminoir présente l’inconvénient que le diamètre des pièces laminées est limité par la longueur horizontale des rouleaux coniques de chacune des cages axiales. En effet, au fur et à mesure du laminage, le diamètre de la pièce laminée augmente au point que celle-ci peut atteindre le bord des rouleaux coniques opposé au mandrin adjacent. Si le diamètre de la pièce en cours de laminage augmente encore, alors celle-ci échappe aux rouleaux coniques de la cage axiale. La pièce ne peut plus être laminée, ce qui peut conduire à des défauts, voire à la mise au rebut de la pièce en question.On the other hand, to improve production rates, it is known to equip a circular rolling mill with two axial stands, each associated with one of two mandrels of the radial stand and arranged on either side of the shaping roll of the external radial face of the parts to be rolled. Such a rolling mill with two opposed axial stands is sometimes called "MIRA". While it allows production rates to be increased, such a rolling mill has the disadvantage that the diameter of the rolled parts is limited by the horizontal length of the tapered rollers of each of the axial stands. Indeed, as rolling progresses, the diameter of the rolled part increases to the point that it can reach the edge of the tapered rollers opposite the adjacent mandrel. If the diameter of the part being rolled increases further, then it escapes the tapered rollers of the axial stand. The part can no longer be rolled, which can lead to defects or even the scrapping of the part in question.

C’est à ces inconvénients qu’entend plus particulièrement remédier l’invention en proposant un nouveau laminoir circulaire qui est compact et qui permet de laminer des pièces de diamètre relativement important.The invention aims to remedy these drawbacks in particular by proposing a new circular rolling mill which is compact and which allows the rolling of parts of relatively large diameter.

A cet effet, l’invention concerne un laminoir circulaire pour la conformation de pièces annulaires, comprenant un châssis principal, une cage radiale et au moins une cage axiale, la cage radiale comprenant un rouleau de conformation d’une face radiale externe d’une pièce à laminer et un mandrin de conformation d’une face radiale interne de la pièce à laminer, la cage axiale comprenant un châssis auxiliaire et des rouleaux coniques inferieur et supérieur de conformation de faces radiales inférieure et supérieure de la pièce à laminer, le mandrin étant supporté par un porte-mandrin supérieur et sélectivement engagé dans un porte-mandrin inférieur, chacun des porte-mandrin étant solidaire, en translation selon un axe longitudinal du châssis principal, avec au moins une barre d’entrainement parallèle à l’axe longitudinal du châssis principal.To this end, the invention relates to a circular rolling mill for shaping annular parts, comprising a main frame, a radial stand and at least one axial stand, the radial stand comprising a roller for shaping an external radial face of a part to be rolled and a mandrel for shaping an internal radial face of the part to be rolled, the axial stand comprising an auxiliary frame and lower and upper conical rollers for shaping lower and upper radial faces of the part to be rolled, the mandrel being supported by an upper mandrel holder and selectively engaged in a lower mandrel holder, each of the mandrel holders being integral, in translation along a longitudinal axis of the main frame, with at least one drive bar parallel to the longitudinal axis of the main frame.

Conformément à l’invention, le déplacement des porte-mandrin parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal est commandé par un système de déplacement disposé du même côté du rouleau de conformation que le mandrin. Le châssis auxiliaire est monté coulissant, parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal, sur les barres d’entrainement des porte-mandrin, qui le traversent de part en part. En outre, le laminoir circulaire comprend un mécanisme de déplacement en translation du châssis auxiliaire par rapport aux barres d’entrainement, parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal.According to the invention, the movement of the mandrel holders parallel to the longitudinal axis of the main frame is controlled by a movement system arranged on the same side of the shaping roller as the mandrel. The auxiliary frame is slidably mounted, parallel to the longitudinal axis of the main frame, on the drive bars of the mandrel holders, which pass right through it. In addition, the circular rolling mill comprises a mechanism for translational movement of the auxiliary frame relative to the drive bars, parallel to the longitudinal axis of the main frame.

Grâce à l’invention, la position du mandrin, donc l’intensité de l’effort qu’il exerce sur la face radiale interne de la pièce à laminer, peut être pilotée grâce aux barres d’entrainement solidaires des porte-mandrin. D’autre part, les rouleaux coniques, qui sont portés par le châssis auxiliaire de la cage axiale, peuvent être déplacés en translation, selon une direction radiale à l’axe de rotation du rouleau de conformation de la face externe de la pièce à laminer, indépendamment du mandrin, alors qu’il exerce un effort de conformation sur la face radiale interne de cette pièce. Il est ainsi possible d’ajuster la position longitudinale des rouleaux coniques de la cage axiale, en fonction du diamètre réel de la pièce, en cours de laminage.Thanks to the invention, the position of the mandrel, and therefore the intensity of the force it exerts on the internal radial face of the part to be rolled, can be controlled using the drive bars secured to the mandrel holders. Furthermore, the tapered rollers, which are carried by the auxiliary frame of the axial stand, can be moved in translation, in a direction radial to the axis of rotation of the shaping roller of the external face of the part to be rolled, independently of the mandrel, while it exerts a shaping force on the internal radial face of this part. It is thus possible to adjust the longitudinal position of the tapered rollers of the axial stand, according to the actual diameter of the part, during rolling.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, un tel laminoir circulaire peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute combinaison techniquement admissible :According to advantageous but not mandatory aspects of the invention, such a circular rolling mill may incorporate one or more of the following features, taken in any technically admissible combination:

- Un système de déplacement des barres d’entrainement est monté, sur le châssis principal, du côté du châssis auxiliaire opposé aux porte-mandrin ; les barres d’entrainement s’étendent entre le système de déplacement et les porte-mandrin et le châssis auxiliaire est pourvu d’ouvertures de passage des barres d’entrainement et de guidage des mouvements du châssis auxiliaire sur ces barres d’entrainement.- A system for moving the drive bars is mounted on the main frame, on the side of the auxiliary frame opposite the chuck holders; the drive bars extend between the moving system and the chuck holders and the auxiliary frame is provided with openings for the passage of the drive bars and for guiding the movements of the auxiliary frame on these drive bars.

- Chaque porte-mandrin est solidaire de deux barres d’entrainement, réparties de part et d’autre d’un plan longitudinal médian du laminoir, et le mécanisme de déplacement synchronise le déplacement du châssis auxiliaire le long des deux barres d’entraînement de l’un des porte-mandrin.- Each mandrel holder is secured to two drive bars, distributed on either side of a median longitudinal plane of the rolling mill, and the movement mechanism synchronizes the movement of the auxiliary frame along the two drive bars of one of the mandrel holders.

- Les barres d’entrainement vis-à-vis desquelles le mécanisme de déplacement synchronise le déplacement du châssis auxiliaire sont solidaires du porte-mandrin inférieur.- The drive bars with which the movement mechanism synchronizes the movement of the auxiliary frame are integral with the lower chuck holder.

- Le mécanisme de déplacement comprend un bâti monté sur les deux barres d’entrainement et immobilisé, en translation selon l’axe longitudinal du châssis principal, sur ces deux barres d’entrainement, ainsi que des organes d’entrainement du châssis auxiliaire le long des barres d’entrainement, par rapport au bâti.- The movement mechanism comprises a frame mounted on the two drive bars and immobilized, in translation along the longitudinal axis of the main chassis, on these two drive bars, as well as drive members of the auxiliary chassis along the drive bars, relative to the frame.

- Le bâti est pourvu de deux orifices de passage des barres longitudinales sur lesquelles il est monté et immobilisé.- The frame is provided with two holes for the passage of the longitudinal bars on which it is mounted and immobilized.

- Le bâti supporte un moteur de déplacement du châssis auxiliaire le long des barres d’entrainement et des organes de transmission de mouvement entre le moteur et le châssis auxiliaire.- The frame supports a motor for moving the auxiliary chassis along the drive bars and the movement transmission components between the motor and the auxiliary chassis.

- Les organes de transmission de mouvement comprennent une courroie et deux parties de systèmes à vis à billes, une courroie et deux patries de systèmes à écrou et vis sans fin ou deux parties de systèmes pignon-crémaillère.- The motion transmission components include a belt and two parts of ball screw systems, a belt and two parts of nut and worm systems or two parts of rack and pinion systems.

- Le bâti porte au moins un vérin d’écartement/rapprochement du bâti et du châssis auxiliaire parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal.- The frame carries at least one cylinder for spreading/bringing together the frame and the auxiliary chassis parallel to the longitudinal axis of the main chassis.

- Une cage axiale et un mandrin sont prévus de chaque côté du rouleau de conformation, selon l’axe longitudinal du châssis principal, le châssis auxiliaire de chaque cage radiale est monté coulissant, parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal, sur les barres d’entrainementdes porte-mandrin situés du même côte, qui le traversent de part en part; et le laminoir circulaire comprend deux mécanismes de déplacement en translation des châssis auxiliaires par rapport aux barres d’entrainement, parallèlement à l’axe longitudinal du châssis principal.- An axial cage and a mandrel are provided on each side of the shaping roller, along the longitudinal axis of the main frame, the auxiliary frame of each radial cage is slidably mounted, parallel to the longitudinal axis of the main frame, on the drive barschuck holders located on the same side, which pass right through it; and The circular rolling mill includes two mechanisms for moving the auxiliary frames in translation relative to the drive bars, parallel to the longitudinal axis of the main frame.

Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de laminage d’une pièce annulaire au moyen d’un laminoir selon l’une des revendications précédentes comprenant au moins des étapes consistant à :According to another aspect, the invention relates to a method of rolling an annular part using a rolling mill according to one of the preceding claims comprising at least steps consisting of:

a) conformer des faces radiales externe et interne de la pièce annulaire, au moyen du rouleau de conformation et du mandrin, et les faces axiales inférieure et supérieure, au moyen des rouleaux coniques inférieur et supérieur ; eta) shaping the outer and inner radial faces of the annular part, by means of the shaping roller and the mandrel, and the lower and upper axial faces, by means of the lower and upper conical rollers; and

b) ajuster, en fonction d’un diamètre de la pièce annulaire en cours de laminage, une distance entre le mandrin et un bord arrière des rouleaux coniques en actionnant le mécanisme de déplacement du châssis auxiliaire le long des barres d’entrainement.b) adjusting, according to a diameter of the annular part being rolled, a distance between the mandrel and a rear edge of the conical rollers by actuating the movement mechanism of the auxiliary frame along the drive bars.

Le procédé de l’invention permet, en actionnant le mécanisme de déplacement du châssis auxiliaire, de tenir compte de l’augmentation du diamètre de la pièce annulaire en cours de laminage.The method of the invention makes it possible, by actuating the movement mechanism of the auxiliary frame, to take into account the increase in the diameter of the annular part during rolling.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celles-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d’un laminoir circulaire et d’un procédé de laminage conformes à son principe, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of two embodiments of a circular rolling mill and of a rolling process in accordance with its principle, given solely by way of example and with reference to the appended drawings in which:

FIG. 1LaFIG. 1est une vue en perspective de principe d’un laminoir circulaire conforme à l’invention ; FIG. 1 There FIG. 1 is a perspective view of the principle of a circular rolling mill according to the invention;

FIG. 2LaFIG. 2est une coupe en perspective selon le plan II à laFIG. 1; FIG. 2 There FIG. 2 is a perspective section according to plan II at the FIG. 1 ;

FIG. 3LaFIG. 3est une coupe en perspective selon le plan III à laFIG. 1; FIG. 3 There FIG. 3 is a perspective section along plan III at FIG. 1 ;

FIG. 4LaFIG. 4est une vue en perspective semi-éclatée d’un mécanisme de déplacement d’un châssis auxiliaire appartenant au laminoir des figures 1 à 3; FIG. 4 There FIG. 4 is a semi-exploded perspective view of a movement mechanism of an auxiliary frame belonging to the rolling mill of Figures 1 to 3;

FIG. 5LaFIG. 5est une coupe longitudinale du laminoir circulaire, dans une configuration de laminage différente de celle représentée sur les figures 1 à 3 ; FIG. 5 There FIG. 5 is a longitudinal section of the circular rolling mill, in a rolling configuration different from that shown in Figures 1 to 3;

FIG. 6LaFIG. 6représente, sur deux inserts A) et B), une version agrandie de l’encadré VI à laFIG. 5, dans des première et deuxième configurations de laminage, la première configuration étant celle de laFIG. 5; FIG. 6 There FIG. 6 represents, on two inserts A) and B), an enlarged version of box VI at FIG. 5 , in first and second rolling configurations, the first configuration being that of the FIG. 5 ;

FIG. 7LaFIG. 7représente, sur deux inserts C) et D), des coupes partielles analogues à celles de laFIG. 6, lorsque le laminoir est dans des troisième et quatrième configurations de laminage ; FIG. 7 There FIG. 7 represents, on two inserts C) and D), partial sections similar to those of the FIG. 6 , when the rolling mill is in third and fourth rolling configurations;

FIG. 8LaFIG. 8représente, sur deux inserts E) et F), des coupes partielles analogues à celles de laFIG. 6, lorsque le laminoir est dans une cinquième configuration de laminage et après la fin du laminage ; et FIG. 8 There FIG. 8 represents, on two inserts E) and F), partial sections similar to those of the FIG. 6 , when the rolling mill is in a fifth rolling configuration and after rolling has been completed; and

FIG. 9LaFIG. 9est une vue analogue à laFIG. 1, pour un laminoir conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention. FIG. 9 There FIG. 9 is a view analogous to the FIG. 1 , for a rolling mill according to a second embodiment of the invention.

Le laminoir circulaire 1 représenté sur les figures 1 à 8 comprend un châssis principal 2 qui s’étend selon un axe longitudinal X2.The circular rolling mill 1 shown in Figures 1 to 8 comprises a main frame 2 which extends along a longitudinal axis X2.

Le châssis principal 2 supporte une cage radiale 3 et une cage axiale 4.The main frame 2 supports a radial cage 3 and an axial cage 4.

Le laminoir 1 est utilisé pour conformer une pièce à laminer 100 dont on note 101 une face radiale externe, 102 une face radiale interne, 103 une face axiale supérieure et 104 une face axiale inférieure.The rolling mill 1 is used to shape a part to be rolled 100 of which 101 is an external radial face, 102 an internal radial face, 103 an upper axial face and 104 a lower axial face.

La cage radiale 3 comprend un premier rouleau 10 de conformation de la face radiale externe 101 de la pièce à laminer 100, qui est monté rotatif autour d’un axe Z10 vertical, défini par un ensemble de support et d’entrainement 12 comprenant notamment un moteur électrique 14. Le moteur électrique 14 est recouvert par un capot 15. Lorsqu’il est actionné, le moteur électrique 14 entraine le rouleau de conformation en rotation autour de l’axe Z10.The radial cage 3 comprises a first roller 10 for shaping the external radial face 101 of the part to be rolled 100, which is rotatably mounted around a vertical axis Z10, defined by a support and drive assembly 12 comprising in particular an electric motor 14. The electric motor 14 is covered by a cover 15. When it is actuated, the electric motor 14 drives the shaping roller in rotation around the axis Z10.

On note 10A la surface périphérique externe du rouleau de conformation 10 qui vient au contact de la face radiale externe 101 de la pièce 100 en cours de laminage.We note 10A the external peripheral surface of the shaping roller 10 which comes into contact with the external radial face 101 of the part 100 during rolling.

La cage radiale 3 comprend également un mandrin 20 qui constitue un deuxième rouleau de conformation de la face radiale interne 102 de la pièce à laminer 100.The radial cage 3 also comprises a mandrel 20 which constitutes a second shaping roller for the internal radial face 102 of the part to be rolled 100.

Le mandrin 20 est supporté par un premier porte-mandrin 22, ou porte-mandrin supérieur, qui est monté à l’extrémité de deux barres d’entrainement 24 et 26. Le porte-mandrin 22 peut également être dénommé « berceau ». Le porte-mandrin supérieur 22 porte un mécanisme 28 d’abaissement/relevage du mandrin 20 le long de son axe longitudinal A20, qui est vertical en configuration montée du mandrin 20 dans le laminoir 1. Le mécanisme d’abaissement/relevage est contrôlé au moyen de deux moteurs électriques 30 et 31 montés sur le porte-mandrin 22, à partir duquel le mandrin 20 s’étend vers le bas.The mandrel 20 is supported by a first mandrel holder 22, or upper mandrel holder, which is mounted at the end of two drive bars 24 and 26. The mandrel holder 22 may also be referred to as a "cradle". The upper mandrel holder 22 carries a mechanism 28 for lowering/raising the mandrel 20 along its longitudinal axis A20, which is vertical in the mounted configuration of the mandrel 20 in the rolling mill 1. The lowering/raising mechanism is controlled by means of two electric motors 30 and 31 mounted on the mandrel holder 22, from which the mandrel 20 extends downwardly.

Le laminoir 1 comprend également un deuxième porte-mandrin 32, ou porte-mandrin inférieur, qui définit un logement 33 de réception de l’extrémité inférieure du mandrin 20. Le mandrin 20 est sélectivement engagé dans le logement 33, donc dans le porte-mandrin inférieur 32, lors des phases de laminage, et dégagé de ce logement pour le chargement d’une pièce à laminer ou le déchargement d’une pièce laminée. Le porte-mandrin inférieur 32 est monté à l’extrémité de deux barres d’entrainement 34 et 36. Le porte-mandrin 32 peut également être dénommé « berceau ». Le porte-mandrin inférieur 32 est équipé de roulettes, dont une seule est visible à laFIG. 2avec la référence 38. L’autre roulette est disposée symétriquement de celle visible, par rapport au châssis principal 2. Le porte-mandrin 32 repose, par ses roulettes 38 et équivalente, sur deux pistes 52 ménagées en partie supérieure du châssis principal 2. Les roulettes 38 et équivalente facilitent le déplacement du porte-mandrin inférieur 32 le long de l’axe longitudinal X2.The rolling mill 1 also comprises a second mandrel holder 32, or lower mandrel holder, which defines a housing 33 for receiving the lower end of the mandrel 20. The mandrel 20 is selectively engaged in the housing 33, therefore in the lower mandrel holder 32, during the rolling phases, and released from this housing for loading a part to be rolled or unloading a rolled part. The lower mandrel holder 32 is mounted at the end of two drive bars 34 and 36. The mandrel holder 32 can also be called a “cradle”. The lower mandrel holder 32 is equipped with rollers, only one of which is visible at the FIG. 2 with the reference 38. The other caster is arranged symmetrically to the visible one, relative to the main chassis 2. The mandrel holder 32 rests, by its castors 38 and equivalent, on two tracks 52 arranged in the upper part of the main chassis 2. The castors 38 and equivalent facilitate the movement of the lower mandrel holder 32 along the longitudinal axis X2.

Les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal X2 du châssis 2 et sont superposées deux à deux, la barre d’entrainement 24 étant disposée au-dessus de la barre d’entrainement 34, alors que la barre d’entrainement 26 est disposée au-dessus de la barre d’entrainement 36. Les barres d’entrainement 24 et 26 sont au même niveau horizontal, de même que les barres d’entrainement 34 et 36.The drive bars 24, 26, 34 and 36 extend parallel to the longitudinal axis X2 of the chassis 2 and are superimposed two by two, the drive bar 24 being arranged above the drive bar 34, while the drive bar 26 is arranged above the drive bar 36. The drive bars 24 and 26 are at the same horizontal level, as are the drive bars 34 and 36.

On note P1 un plan longitudinal médian du laminoir 1 qui est vertical, situé à mi-distance des côtés du châssis principal 2 et qui inclut l’axe longitudinal X2. Les barres d’entrainement 24 et 26 sont disposées de part et d’autre du plan longitudinal médian P1, de préférence de façon symétrique, alors que les barres d’entrainement 34 et 36 sont également disposées de part et d’autre de ce plan P1, de préférence de façon symétrique.P1 is a median longitudinal plane of the rolling mill 1 which is vertical, located midway between the sides of the main frame 2 and which includes the longitudinal axis X2. The drive bars 24 and 26 are arranged on either side of the median longitudinal plane P1, preferably symmetrically, while the drive bars 34 and 36 are also arranged on either side of this plane P1, preferably symmetrically.

Les porte-mandrin supérieur et inférieur 22 et 32 permettent de maintenir le mandrin 20 en configuration plaquée contre la face radiale interne 102 de la pièce à laminer 100 en cours de laminage.The upper and lower mandrel holders 22 and 32 make it possible to maintain the mandrel 20 in a pressed configuration against the internal radial face 102 of the part to be rolled 100 during rolling.

Chacune des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 est déplaçable, parallèlement à l’axe longitudinal X2, au moyen d’un système de déplacement 40 qui comprend une carcasse 42, deux moteurs électriques 44 et 45 et deux renvois d’angle 46 et 47, chacun entrainé par l’un des moteurs électriques 44 et 45. Chaque renvoi d’angle 46 ou 47 entraine deux pinons 48 disposés de part et d’autre du plan longitudinal moyen P1, chacun en prise avec une crémaillère 50 ménagée sur l’une des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36.Each of the drive bars 24, 26, 34 and 36 is movable, parallel to the longitudinal axis X2, by means of a movement system 40 which comprises a frame 42, two electric motors 44 and 45 and two angle transmissions 46 and 47, each driven by one of the electric motors 44 and 45. Each angle transmission 46 or 47 drives two pins 48 arranged on either side of the mean longitudinal plane P1, each engaged with a rack 50 provided on one of the drive bars 24, 26, 34 and 36.

Ainsi, l’actionnement du moteur électrique 44 permet de déplacer, parallèlement à l’axe longitudinal X2, les barres d’entrainement 24 et 26, donc le porte-mandrin supérieur 22. D’autre part, l’actionnement du moteur électrique 45 permet de déplacer, parallèlement à l’axe X2, les barres d’entrainement 34 et 36, donc le porte-mandrin inférieur 32. Les moteurs 44 et 45 sont synchronisés pour que les déplacements des porte-mandrin 22 et 32 le soient également. Le système de déplacement 40 commande donc le déplacement des porte-mandrin 22 et 32 parallèlement à l’axe longitudinal X2.Thus, the actuation of the electric motor 44 makes it possible to move, parallel to the longitudinal axis X2, the drive bars 24 and 26, therefore the upper mandrel holder 22. On the other hand, the actuation of the electric motor 45 makes it possible to move, parallel to the axis X2, the drive bars 34 and 36, therefore the lower mandrel holder 32. The motors 44 and 45 are synchronized so that the movements of the mandrel holders 22 and 32 are also synchronized. The movement system 40 therefore controls the movement of the mandrel holders 22 and 32 parallel to the longitudinal axis X2.

Dans les phases de chargement et déchargement de la pièce à laminer/laminée 100 sur ou à partir du laminoir 1, les porte-mandrin 22 et 32 peuvent être désynchronisés, afin de faciliter le chargement et ou déchargement.In the phases of loading and unloading the part to be rolled/rolled 100 onto or from the rolling mill 1, the mandrel holders 22 and 32 can be desynchronized, in order to facilitate loading and/or unloading.

Le système de déplacement 40 est disposé, le long de l’axe longitudinal X2, du même côté du rouleau de conformation 10 que le mandrin 20. Dans la représentation des figures 1 à 3 et 5, le mandrin 20, les porte-mandrins 22 et 32 et le système d’entrainement 40 sont tous disposés à droite du rouleau de conformation 10 et de son axe de rotation Z10. Ainsi, le laminoir 1 est compact.The displacement system 40 is arranged, along the longitudinal axis X2, on the same side of the shaping roller 10 as the mandrel 20. In the representation of figures 1 to 3 and 5, the mandrel 20, the mandrel holders 22 and 32 and the drive system 40 are all arranged to the right of the shaping roller 10 and its axis of rotation Z10. Thus, the rolling mill 1 is compact.

Lorsque la pièce à laminer 100 est en place dans le laminoir 1, comme représenté sur les figures 1 à 3 et 5 à 8 E), cette pièce est soumise à des efforts de compression radiale F1 et F2, respectivement exercés par le rouleau de conformation 10 et par le mandrin 20, sur ses faces radiales interne et externe 101 et 102. L’intensité de ces efforts de compression radiale dépend de l’intensité d’un effort de poussée exercé sur les porte-mandrin 22 et 32 par les moteurs électriques 44 et 45, à travers les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36, en direction du rouleau de conformation 10.When the part to be rolled 100 is in place in the rolling mill 1, as shown in figures 1 to 3 and 5 to 8 E), this part is subjected to radial compression forces F1 and F2, respectively exerted by the shaping roller 10 and by the mandrel 20, on its internal and external radial faces 101 and 102. The intensity of these radial compression forces depends on the intensity of a thrust force exerted on the mandrel holders 22 and 32 by the electric motors 44 and 45, through the drive bars 24, 26, 34 and 36, in the direction of the shaping roller 10.

Le déplacement des porte-mandrin 22 et 32 par le système de déplacement 40 constitue un déplacement primaire, au sein du laminoir 1, qui permet d’exercer les efforts de compression radiale F1 et F2.The movement of the mandrel holders 22 and 32 by the movement system 40 constitutes a primary movement, within the rolling mill 1, which makes it possible to exert the radial compression forces F1 and F2.

La cage axiale 4 comprend un châssis auxiliaire 60 monté sur le châssis principal 2 et mobile, par rapport à ce châssis, le long de l’axe longitudinal X2.The axial cage 4 comprises an auxiliary chassis 60 mounted on the main chassis 2 and movable, relative to this chassis, along the longitudinal axis X2.

La cage axiale 4 comprend un rouleau conique inférieur 62 supporté par le châssis auxiliaire 60 et entrainé en rotation par un moteur électrique 63. La cage axiale 4 comprend également un rouleau conique supérieur 64 entrainé en rotation par un moteur électrique 65. On note respectivement A62 et A64 les axes de symétrie et de rotation des rouleaux coniques 62 et 64. Ces axes sont inclinés par rapport à l’horizontal et à la verticale. Ils convergent en se rapprochant du mandrin 20 et de l’axe A20.The axial cage 4 comprises a lower conical roller 62 supported by the auxiliary frame 60 and driven in rotation by an electric motor 63. The axial cage 4 also comprises an upper conical roller 64 driven in rotation by an electric motor 65. The axes of symmetry and rotation of the conical rollers 62 and 64 are denoted A62 and A64 respectively. These axes are inclined relative to the horizontal and the vertical. They converge as they approach the mandrel 20 and the axis A20.

On note respectivement S62 et S64 les surfaces utiles des rouleaux coniques 62 et 64. Par surfaces actives S62 et S64, on entend les surfaces des rouleaux coniques 62 et 64 qui permettent d’exercer les efforts de compression axiale F3 et F4. On note respectivement 62A et 64A les bords de plus grand diamètre des surfaces utiles S62 et S64. Les surfaces utiles S62 et S64 sont superposées, c’est-à-dire alignées verticalement, de même que leurs bords 62A et 62B.The useful surfaces of the conical rollers 62 and 64 are denoted S62 and S64 respectively. By active surfaces S62 and S64, we mean the surfaces of the conical rollers 62 and 64 which allow the axial compression forces F3 and F4 to be exerted. The edges of the largest diameter of the useful surfaces S62 and S64 are denoted 62A and 64A respectively. The useful surfaces S62 and S64 are superimposed, that is to say aligned vertically, as are their edges 62A and 62B.

On note d1 une distance maximale, mesurée parallèlement à l’axe X2, entre l’axe longitudinal A20 du mandrin 20 et le bord arrière 62A de la surface active S62. Avantageusement, la distance d1 est mesurée au niveau d’une portion horizontale de la surface utile S62. Cette distance d1 présente une valeur minimale dans les configurations des inserts A) et B) de laFIG. 6et C) de laFIG. 7.We note d1 a maximum distance, measured parallel to the axis X2, between the longitudinal axis A20 of the mandrel 20 and the rear edge 62A of the active surface S62. Advantageously, the distance d1 is measured at a horizontal portion of the useful surface S62. This distance d1 has a minimum value in the configurations of the inserts A) and B) of theFIG. 6and C) of theFIG. 7.

Lorsque la pièce à laminer est en place dans le laminoir 1, elle est soumise à des efforts de compression axiale F3 et F4 exercés respectivement par le rouleau conique supérieur 64 et par le rouleau conique inférieur 62 sur les faces axiales 103 et 104 de la pièce 100 en cours de laminage.When the part to be rolled is in place in rolling mill 1, it is subjected to axial compression forces F3 and F4 exerted respectively by the upper conical roller 64 and by the lower conical roller 62 on the axial faces 103 and 104 of the part 100 during rolling.

Le châssis 60 est intercalé, le long de l’axe longitudinal X2, entre, d’une part, les deux porte-mandrin 22 et 32 et, d’autre part, le système de déplacement 40. En d’autres termes, le système de déplacement 40 est monté, sur le châssis principal 2, du côté du châssis auxiliaire 60 opposé aux porte-mandrin 22 et 32.The chassis 60 is interposed, along the longitudinal axis X2, between, on the one hand, the two mandrel holders 22 and 32 and, on the other hand, the movement system 40. In other words, the movement system 40 is mounted, on the main chassis 2, on the side of the auxiliary chassis 60 opposite the mandrel holders 22 and 32.

Pour ce faire, le châssis 60 est équipé de quatre manchons 66 qui définissent chacun un volume cylindrique V66 dont la section transversale correspond à celle des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36.To do this, the chassis 60 is equipped with four sleeves 66 which each define a cylindrical volume V66 whose cross section corresponds to that of the drive bars 24, 26, 34 and 36.

Dans l’exemple, les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 sont à section circulaire et les volume V66 sont également à section circulaire, avec un diamètre légèrement supérieur à celui des barres d’entrainement.In the example, the drive bars 24, 26, 34 and 36 are of circular section and the volumes V66 are also of circular section, with a diameter slightly larger than that of the drive bars.

En variante, les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 peuvent avoir des sections autres que circulaires, par exemple polygonales, auquel cas la géométrie des volumes V66 est adaptée.Alternatively, the drive bars 24, 26, 34 and 36 may have sections other than circular, for example polygonal, in which case the geometry of the volumes V66 is adapted.

Les volumes V66 traversent le châssis auxiliaire de part en part et permettent de guider en translation les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 sur toute la longueur des manchons 66, à travers le châssis auxiliaire 60. En d’autres termes, le châssis auxiliaire 60 et monté coulissant sur les barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 et guidé en translation longitudinale, parallèlement à l’axe X2, par la coopération des manchons 66 et des barres d’entrainement.The volumes V66 pass through the auxiliary chassis from one side to the other and allow the driving bars 24, 26, 34 and 36 to be guided in translation over the entire length of the sleeves 66, through the auxiliary chassis 60. In other words, the auxiliary chassis 60 is mounted to slide on the driving bars 24, 26, 34 and 36 and guided in longitudinal translation, parallel to the axis X2, by the cooperation of the sleeves 66 and the driving bars.

En outre, les manchons 66 permettent une reprise d’effort, notamment de poids ou des efforts de réaction axiaux de la pièce 100 en cours de laminage, ce qui limite l’effet du porte-à-faux des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 par rapport au système de déplacement 40. Ceci est particulièrement sensible au niveau des barres d’entrainement supérieures 24 et 26, qui supportent le porte-mandrin supérieur 22 et ses accessoires, dont le mandrin 20 et le mécanisme d’abaissement/relevage 28. Ceci est moins sensible au niveau des barres d’entrainement inférieures 34 et 36 car le porte-mandrin inférieur repose sur les pistes 52 par des roulettes 38 et équivalente.Furthermore, the sleeves 66 allow for the absorption of force, in particular weight or axial reaction forces of the part 100 during rolling, which limits the effect of the overhang of the drive bars 24, 26, 34 and 36 relative to the movement system 40. This is particularly noticeable at the level of the upper drive bars 24 and 26, which support the upper mandrel holder 22 and its accessories, including the mandrel 20 and the lowering/raising mechanism 28. This is less noticeable at the level of the lower drive bars 34 and 36 because the lower mandrel holder rests on the tracks 52 by rollers 38 and the like.

Par ailleurs, un mécanisme 70 est prévu pour déplacer le châssis auxiliaire 60, donc la cage axiale 4, le long de l’axe longitudinal X2, par rapport aux barres d’entrainement, c’est-à-dire par rapport à la cage radiale 3, en particulier par rapport aux barres d’entrainement inférieures 34 et 36.Furthermore, a mechanism 70 is provided for moving the auxiliary chassis 60, therefore the axial cage 4, along the longitudinal axis X2, relative to the drive bars, that is to say relative to the radial cage 3, in particular relative to the lower drive bars 34 and 36.

Plus précisément, le mécanisme de déplacement 70 comprend un bâti 72 équipé de deux manchons 74 dont le volume intérieur V74 constitue un logement qui permet d’accueillir une partie des barres d’entrainement 34 et 36. Les volumes ou logements V74 traversent de part en part le bâti 72. Le bâti 72 est immobilisé le long des barres d’entrainement 34 et 36, par exemple par des vis, des goupilles ou des clavettes non représentées.More precisely, the movement mechanism 70 comprises a frame 72 equipped with two sleeves 74 whose interior volume V74 constitutes a housing which makes it possible to accommodate a part of the drive bars 34 and 36. The volumes or housings V74 pass right through the frame 72. The frame 72 is immobilized along the drive bars 34 and 36, for example by screws, pins or keys not shown.

Le bâti 72 est de forme allongé et s’étend transversalement à l’axe longitudinal X2, entre les barres d’entrainement 34 et 36. Il constitue une poutre en appui sur ces deux barres.The frame 72 is elongated in shape and extends transversely to the longitudinal axis X2, between the drive bars 34 and 36. It constitutes a beam resting on these two bars.

Avantageusement, comme visible en particulier à laFIG. 4, le bâti est constitué de deux plaques de tôle assemblées entre elles et qui définissent entre elles un volume de réception d’accessoires du mécanisme de déplacement 70.Advantageously, as visible in particular at the FIG. 4 , the frame is made up of two sheet metal plates assembled together and which define between them a volume for receiving accessories of the movement mechanism 70.

Le bâti 74 supporte un moteur électrique 76 qui entraine une courroie 78, laquelle entoure partiellement des poulies 80 solidaires chacune d’une vis sans fin 82. La courroie 78 et les poulies 80 sont montées dans le bâti 72, dans le volume défini entre les tôles de ce bâti, et protégées par un couvercle 73.The frame 74 supports an electric motor 76 which drives a belt 78, which partially surrounds pulleys 80 each secured to a worm screw 82. The belt 78 and the pulleys 80 are mounted in the frame 72, in the volume defined between the sheets of this frame, and protected by a cover 73.

Chaque vis sans fin 82 est engagée dans un boitier 84 équipé de billes, non représentées et prévues pour circuler dans les filets de la vis sans fin en question.Each worm screw 82 is engaged in a housing 84 equipped with balls, not shown, and designed to circulate in the threads of the worm screw in question.

Ainsi, une liaison de type vis-à-billes est réalisée entre les éléments 82 et 84.Thus, a ball screw type connection is made between elements 82 and 84.

Il en résulte qu’une rotation d’une vis sans fin 82 autour de son axe longitudinal a pour effet de déplacer le boitier 84, dans lequel elle est engagée, parallèlement à l’axe longitudinal X2, par rapport au bâti 72, lequel est fixe par rapport aux barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36, comme expliqué ci-dessus.As a result, a rotation of a worm screw 82 around its longitudinal axis has the effect of moving the housing 84, in which it is engaged, parallel to the longitudinal axis X2, relative to the frame 72, which is fixed relative to the drive bars 24, 26, 34 and 36, as explained above.

Les deux boitiers 84 sont solidaires du châssis auxiliaire 60, de sorte que le déplacement de ces boitiers le long des deux vis sans fin 82 a pour effet de déplacer, de façon concomitante, le châssis auxiliaire 60 par rapport au bâti 72.The two boxes 84 are integral with the auxiliary chassis 60, so that the movement of these boxes along the two endless screws 82 has the effect of moving, concomitantly, the auxiliary chassis 60 relative to the frame 72.

La courroie 78 et les poulies 80 assurent une synchronisation du mouvement des vis sans fin 82 autour de leurs axes longitudinaux respectifs A82, donc une synchronisation du mouvement des boitiers 84 et une mise en mouvement du châssis auxiliaire 60 parallèle à l’axe longitudinal X2, sans risque de coincement de celui-ci par rapport au châssis principal 2.The belt 78 and the pulleys 80 ensure synchronization of the movement of the worm screws 82 around their respective longitudinal axes A82, therefore synchronization of the movement of the boxes 84 and movement of the auxiliary chassis 60 parallel to the longitudinal axis X2, without risk of jamming of the latter relative to the main chassis 2.

À cet égard, le châssis auxiliaire 60 est équipé de roulettes, dont deux sont visibles à laFIG. 2avec la référence 68. D’autres roulettes sont disposées symétriquement de celles visibles, par rapport au plan P1. Les roulettes 68 et équivalentes permettent au châssis auxiliaire 60 de se déplacer avec un minimum de frottements sur les pistes 52. Des contre-roulettes 69 engagées contre les côtés du châssis principal 2 assurent la stabilité du châssis auxiliaire 60 et évitent son basculement lors de ses déplacements le long de l’axe longitudinal X2 et en cours de laminage.In this regard, the auxiliary chassis 60 is equipped with rollers, two of which are visible at the FIG. 2 with the reference 68. Other rollers are arranged symmetrically to those visible, with respect to the plane P1. The rollers 68 and equivalent allow the auxiliary chassis 60 to move with a minimum of friction on the tracks 52. Counter-rollers 69 engaged against the sides of the main chassis 2 ensure the stability of the auxiliary chassis 60 and prevent it from tilting during its movements along the longitudinal axis X2 and during rolling.

Comme le bâti 72 est immobilisé sur les barres d’entrainement 34 et 36, il sert de point fixe au mouvement du châssis auxiliaire 60 par rapport à ces barres d’entrainement.Since the frame 72 is immobilized on the drive bars 34 and 36, it serves as a fixed point for the movement of the auxiliary chassis 60 relative to these drive bars.

Ainsi, l’actionnement du moteur électrique 76 permet de déplacer le châssis auxiliaire 60, donc les rouleaux coniques 62 et 64 qu’il supporte, parallèlement à l’axe longitudinal X2, alors que le porte-mandrin inférieur 32 demeure dans une position fixée par les barres d’entrainement 34 et 36, où le mandrin 20 contribue à l’application des efforts de compression F1 et F2 sur les faces radiales externe et interne 101 et 102 de la pièce 100 en cours de laminage. Le déplacement du châssis auxiliaire 60 et des rouleaux coniques 62 et 64 par le mécanisme de déplacement 70 constitue un déplacement secondaire, au sein du laminoir 1, qui permet d’adapter la position longitudinale des rouleaux coniques 62 et 34, donc les points d’application des efforts de compression axiale F3 et F4, alors que le mandrin 20 demeure dans une position permettant l’application des efforts de compression radiale F1 et F2.Thus, the actuation of the electric motor 76 makes it possible to move the auxiliary frame 60, and therefore the conical rollers 62 and 64 which it supports, parallel to the longitudinal axis X2, while the lower mandrel holder 32 remains in a position fixed by the drive bars 34 and 36, where the mandrel 20 contributes to the application of the compression forces F1 and F2 on the external and internal radial faces 101 and 102 of the part 100 during rolling. The movement of the auxiliary frame 60 and the conical rollers 62 and 64 by the movement mechanism 70 constitutes a secondary movement, within the rolling mill 1, which makes it possible to adapt the longitudinal position of the conical rollers 62 and 34, therefore the points of application of the axial compression forces F3 and F4, while the mandrel 20 remains in a position allowing the application of the radial compression forces F1 and F2.

Ainsi, le système de déplacement 40 constitue un système de déplacement primaire du mandrin 20 et des porte-mandrin 22 et 32, alors que le mécanisme de déplacement 70 constitue un mécanisme de déplacement secondaire du châssis auxiliaire 60 et des rouleaux coniques 62 et 64, le long de l’axe longitudinal X2.Thus, the displacement system 40 constitutes a primary displacement system of the mandrel 20 and the mandrel holders 22 and 32, while the displacement mechanism 70 constitutes a secondary displacement mechanism of the auxiliary frame 60 and the conical rollers 62 and 64, along the longitudinal axis X2.

En partant de la configuration de l’insert A) de laFIG. 6où la pièce 100 est en début de laminage, il est possible d’exercer grâce au rouleau de conformation 10, au mandrin 20 et aux rouleaux coniques 62 et 64, les efforts de compression F1, F2, F3 et F4, respectivement sur les faces 101, 102, 103 et 104. Ceci a pour effet d’augmenter progressivement un diamètre externe D100 de la pièce en cours de laminage, comme cela ressort de la comparaison des inserts A) et B) de laFIG. 6et de l’insert C) de laFIG. 7.Starting from the configuration of insert A) of the FIG. 6 where the part 100 is at the start of rolling, it is possible to exert, thanks to the shaping roller 10, the mandrel 20 and the conical rollers 62 and 64, the compressive forces F1, F2, F3 and F4, respectively on the faces 101, 102, 103 and 104. This has the effect of progressively increasing an external diameter D100 of the part being rolled, as is apparent from the comparison of the inserts A) and B) of the FIG. 6 and insert C) of the FIG. 7 .

Le diamètre externe D100 est le diamètre de la face radiale 101 de la pièce 100 en cours de laminage.The external diameter D100 is the diameter of the radial face 101 of the part 100 being rolled.

Dans la configuration de l’insert C) de laFIG. 7, le diamètre D100 de la pièce 100 en cours de laminage est tel que sa partie sur laquelle sont exercés les efforts F3 et F4 est proche des bords de plus grand diamètre 62A, 64A de chacun des rouleaux coniques 62 et 64. Les rouleaux coniques 62 et 64 sont dans la même position que sur les inserts A) et B) de laFIG. 6.In the configuration of insert C) of the FIG. 7 , the diameter D100 of the part 100 being rolled is such that its part on which the forces F3 and F4 are exerted is close to the edges of larger diameter 62A, 64A of each of the conical rollers 62 and 64. The conical rollers 62 and 64 are in the same position as on the inserts A) and B) of the FIG. 6 .

Pour permettre de poursuivre le laminage de la pièce 100, et comme cela ressort de la comparaison des inserts C) et D) de laFIG. 7, le caractère mobile du châssis auxiliaire 60 par rapport au porte-mandrin 32 est utilisé pour faire reculer les rouleaux coniques 62 et 64 par rapport au mandrin 20, dans la direction D2 repérée sur l’insert D) de laFIG. 7, en déplaçant le châssis auxiliaire 60 le long de l’axe longitudinal X2, en direction du système de déplacement primaire 40, au moyen du mécanisme de déplacement secondaire 70.To allow rolling of part 100 to continue, and as is apparent from the comparison of inserts C) and D) of the FIG. 7 , the movable nature of the auxiliary frame 60 relative to the mandrel holder 32 is used to move the conical rollers 62 and 64 back relative to the mandrel 20, in the direction D2 marked on the insert D) of the FIG. 7 , by moving the auxiliary chassis 60 along the longitudinal axis X2, towards the primary movement system 40, by means of the secondary movement mechanism 70.

Ceci permet que la surface utile S62, respectivement S64, de chaque rouleau conique 62 et 64 reste en recouvrement de la pièce 100 en cours de laminage, y compris lorsque son diamètre externe D100 augmente au-delà de la somme de l’épaisseur de la pièce 100, du rayon du mandrin 20 et de la valeur initiale de la distance d1 dans la configuration des inserts A) et B) de de laFIG. 6. Ceci permet d’exercer les efforts F3 et F4 mentionnés ci-dessus tout au long du laminage de la pièce 100.This allows the useful surface S62, respectively S64, of each conical roller 62 and 64 to remain in overlap of the part 100 during rolling, including when its external diameter D100 increases beyond the sum of the thickness of the part 100, the radius of the mandrel 20 and the initial value of the distance d1 in the configuration of the inserts A) and B) of the FIG. 6 This makes it possible to exert the forces F3 and F4 mentioned above throughout the rolling of the part 100.

Ce déplacement des rouleaux coniques 62 et 64 dans la direction D2 est effectué, sans décaler les porte-mandrin 22 et 32 le long de l’axe longitudinal X2, ce qui garantit que les efforts de compression radiale F1 et F2 continuent à être appliqués sur les surfaces radiales externe et interne 101 et 102 de la pièce 100. Ce déplacement des rouleaux coniques 62 et 64 est effectué en actionnant le moteur électrique 76 pour déplacer les boitiers 84 en direction du bâti 72, c’est-à-dire également selon la direction D2, alors que le bâti 72 reste stationnaire le long de l’axe longitudinal X2, tout comme les barres d’entrainement 34 et 36.This movement of the tapered rollers 62 and 64 in the direction D2 is carried out without shifting the mandrel holders 22 and 32 along the longitudinal axis X2, which ensures that the radial compression forces F1 and F2 continue to be applied to the external and internal radial surfaces 101 and 102 of the part 100. This movement of the tapered rollers 62 and 64 is carried out by actuating the electric motor 76 to move the housings 84 towards the frame 72, that is to say also in the direction D2, while the frame 72 remains stationary along the longitudinal axis X2, as do the drive bars 34 and 36.

Au fur et à mesure du laminage de la pièce 100, le moteur électrique 72 est actionné pour déplacer progressivement les rouleaux coniques 62 et 64 dans la direction D2, ce qui permet d’atteindre la configuration représentée sur l’insert E) de laFIG. 8qui correspond à la position du châssis auxiliaire 60 représentée sur les figures 1 à 3.As the part 100 is rolled, the electric motor 72 is actuated to gradually move the tapered rollers 62 and 64 in the direction D2, which makes it possible to achieve the configuration shown in the insert E) of the FIG. 8 which corresponds to the position of the auxiliary chassis 60 shown in Figures 1 to 3.

La comparaison des inserts C), D) et E) des figures 7 et 8 montre que le caractère mobile du châssis auxiliaire 60 le long des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36 permet d’augmenter la valeur maximale admissible du diamètre externe D100 de la pièce 100 en cours de laminage, ce qui confère une bonne adaptabilité au laminoir 1, par rapport aux laminoirs de l’art antérieur.Comparison of inserts C), D) and E) of figures 7 and 8 shows that the mobile nature of the auxiliary frame 60 along the drive bars 24, 26, 34 and 36 makes it possible to increase the maximum admissible value of the external diameter D100 of the part 100 during rolling, which gives good adaptability to the rolling mill 1, compared to the rolling mills of the prior art.

Au terme de l’opération de laminage, le mandrin 20 est soulevé par rapport aux porte-mandrin 22 et 32, au point qu’il est extrait du logement 33 et amené au-dessus de la pièce 100 laminée. D’autre part, un moteur électrique 49, qui appartient à la cage axiale 4, est alors actionné pour soulever le rouleau conique supérieur 62 par rapport au rouleau conique inférieur 64, ce qui permet d’atteindre la configuration de l’insert F) de laFIG. 8, où la pièce laminée 100 peut être extraite du laminoir au moyen d’un robot multiaxe ou d’un manipulateur spécifique, non représenté. Ce robot multiaxe ou ce manipulateur spécifique peut également servir à charger la pièce à laminer 100 sur le laminoir circulaire 1.At the end of the rolling operation, the mandrel 20 is lifted relative to the mandrel holders 22 and 32, to the point that it is extracted from the housing 33 and brought above the rolled part 100. On the other hand, an electric motor 49, which belongs to the axial cage 4, is then actuated to lift the upper conical roller 62 relative to the lower conical roller 64, which makes it possible to reach the configuration of the insert F) of the FIG. 8 , where the rolled part 100 can be extracted from the rolling mill by means of a multi-axis robot or a specific manipulator, not shown. This multi-axis robot or this specific manipulator can also be used to load the part to be rolled 100 onto the circular rolling mill 1.

Au cours du laminage, la pièce 100 est centrée vis-à-vis du mandrin 22 au moyen de deux bras de centrage, dont un seul est visible aux figures 1 et 2 avec la référence 85. Les deux bras de centrage, 85 et équivalent, sont disposés de façon symétrique par rapport au plan longitudinal médian P1. Chaque bras de centrage est entrainé en rotation autour d’un axe vertical Z85 par un moteur électrique 86 et porte un galet de centrage 87 qui vient en appui contre la face radiale externe 102 de la pièce 100 en cours de laminage.During rolling, the part 100 is centered with respect to the mandrel 22 by means of two centering arms, only one of which is visible in Figures 1 and 2 with the reference 85. The two centering arms, 85 and equivalent, are arranged symmetrically with respect to the median longitudinal plane P1. Each centering arm is rotated about a vertical axis Z85 by an electric motor 86 and carries a centering roller 87 which comes to bear against the external radial face 102 of the part 100 during rolling.

Au fur et à mesure du recul des rouleaux coniques 62 et 64 dans la direction D2, la valeur de la distance d1 augmente, comme cela est repérable en comparant les inserts C) et D) de laFIG. 7et l’insert E) de laFIG. 8. Cette augmentation de la valeur de la distance d1 est opérée en actionnant le moteur électrique 76 en fonction de l’augmentation du diamètre externe D100 de la pièce 100 en cours de laminage.As the tapered rollers 62 and 64 move back in the direction D2, the value of the distance d1 increases, as can be seen by comparing the inserts C) and D) of the FIG. 7 and insert E) of the FIG. 8 This increase in the value of the distance d1 is carried out by actuating the electric motor 76 as a function of the increase in the external diameter D100 of the part 100 being rolled.

Ainsi, il est possible de mettre en œuvre sur le laminoir 1 un procédé de laminage de la pièce annulaire 100 qui comprend au moins les étapes consistant à :

conformer les faces radiales externe et interne 101 et 102 de la pièce annulaire 100 au moyen du rouleau de conformation 10 et du mandrin 20, ainsi que les faces axiales inférieure et supérieure 104 et 103 au moyen des rouleaux coniques inférieur et supérieur 62 et 64 ;
ajuster, en fonction du diamètre D100 de la pièce annulaire 100 en cours de laminage, la distance d1, en actionnant le mécanisme secondaire 70 de déplacement du châssis auxiliaire 60 le long des barres d’entrainement 24, 26, 34 et 36, de préférence en actionnant le moteur électrique 76 de ce mécanisme.

Thus, it is possible to implement on the rolling mill 1 a method of rolling the annular part 100 which comprises at least the steps consisting of:

conforming the external and internal radial faces 101 and 102 of the annular part 100 by means of the conforming roller 10 and the mandrel 20, as well as the lower and upper axial faces 104 and 103 by means of the lower and upper conical rollers 62 and 64;
adjust, as a function of the diameter D100 of the annular part 100 being rolled, the distance d1, by actuating the secondary mechanism 70 for moving the auxiliary chassis 60 along the drive bars 24, 26, 34 and 36, preferably by actuating the electric motor 76 of this mechanism.

Un tel procédé permet de laminer des pièces 100 de diamètre relativement important, avec un laminoir compact et relativement simple, donc fiable.Such a process makes it possible to roll 100 pieces of relatively large diameter, with a compact and relatively simple, therefore reliable, rolling mill.

Dans le deuxième mode de réalisation de l’invention représenté à laFIG. 8, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent la même référence, éventuellement assortie de l’indice A ou B. Dans ce qui suit, si une référence est utilisée dans la description sans être montrée sur laFIG. 9ou montrée sur cette figure sans être mentionnée dans la description, elle désigne le même objet que celui portant la même référence dans le premier mode de réalisation, éventuellement après suppression de l’indice A ou BIn the second embodiment of the invention shown in FIG. 8 , elements similar to those of the first embodiment bear the same reference, possibly accompanied by the index A or B. In the following, if a reference is used in the description without being shown on the FIG. 9 or shown in this figure without being mentioned in the description, it designates the same object as that bearing the same reference in the first embodiment, possibly after removal of the index A or B

Le laminoir circulaire 1 de ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que la cage radiale 3 comprend deux mandrins non représentés, supportés chacun par un porte-mandrin supérieur 22_Aou 22_Bet un porte-mandrin inférieur 32_Aou un porte mandrin non représenté situé sous le porte mandrin supérieur 22_B. Ce laminoir circulaire 1 comprend également deux cages radiales 4_Aet 4_B. En d’autres termes, la structure du laminoir circulaire du premier mode de réalisation est symétrisée par rapport à l’axe Z10 de rotation du rouleau de conformation 10.The circular rolling mill 1 of this second embodiment differs from the first embodiment in that the radial stand 3 comprises two mandrels, not shown, each supported by an upper mandrel holder 22 _A or 22 _B and a lower mandrel holder 32 _A or a mandrel holder, not shown, located under the upper mandrel holder 22 _B. This circular rolling mill 1 also comprises two radial stands 4 _A and 4 _B. In other words, the structure of the circular rolling mill of the first embodiment is symmetrical with respect to the axis Z10 of rotation of the shaping roller 10.

Le laminoir circulaire 1 de ce deuxième mode de réalisation comprend deux jeux de quatre barres d’entrainement 24_A, 26_A, 34_Aet 36_A, d’une part, 24_B, 26_B, 34_Bet 36_B, d’autre part.The circular rolling mill 1 of this second embodiment comprises two sets of four drive bars 24 _A , 26 _A , 34 _A and 36 _A , on the one hand, 24 _B , 26 _B , 34 _B and 36 _B , on the other hand.

Ce mode de réalisation procède de l’approche connue dans les laminoirs circulaires dits « MIRA », selon laquelle une pièce 100 à laminer ou déjà laminée peut être chargée ou déchargée du laminoir 100 en temps masqué, pendant qu’une autre pièce 100 est en cours de laminage, de l’autre côté du rouleau de conformation 10.This embodiment proceeds from the approach known in circular rolling mills known as “MIRA”, according to which a part 100 to be rolled or already rolled can be loaded or unloaded from the rolling mill 100 in masked time, while another part 100 is being rolled, on the other side of the shaping roller 10.

Dans ce deuxième mode de réalisation, le système de déplacement est dupliqué sous la forme de deux systèmes de déplacement primaires 40_Aet 40_B, alors que le mécanisme de déplacement est dupliqué sous la forme de deux mécanismes de déplacement secondaires 70_Aet 70_B, ce qui permet de déplacer chacun des chariots auxiliaires 60_Aet 60_Bindépendamment des porte-mandrin supérieurs et inférieurs 22_A, 22_B32_Aet équivalent, de chaque côté de l’axe vertical de rotation Z10.In this second embodiment, the movement system is duplicated in the form of two primary movement systems 40 _A and 40 _B , while the movement mechanism is duplicated in the form of two secondary movement mechanisms 70 _A and 70 _B , which makes it possible to move each of the auxiliary carriages 60 _A and 60 _B independently of the upper and lower chuck holders 22 _A , 22 _B , 32 _A and the like, on each side of the vertical axis of rotation Z10.

Dans ce deuxième mode de réalisation, deux bras de laminage 85_Aet 85_Bsont prévus de part et d’autre châssis principal et entrainés par des moteurs électriques 86_Aet 86_B. Ce mode de réalisation comprend donc quatre bras de laminage et quatre moteurs de déplacement de ce bras. A laFIG. 9, Les bras de laminage 85_Aet 85_Bsont représentés en position écartée de leurs galets 87_Aet 87_Bpar rapport à la pièce à laminer 100.In this second embodiment, two rolling arms 85 _A and 85 _B are provided on either side of the main frame and driven by electric motors 86 _A and 86 _B. This embodiment therefore comprises four rolling arms and four motors for moving this arm. FIG. 9 , The rolling arms 85 _A and 85 _B are shown in the position separated from their rollers 87 _A and 87 _B relative to the part to be rolled 100.

Un procédé du type de celui mentionné ci-dessus peut être mise en œuvre en alternance des deux côtés du rouleau de conformation 10 du laminoir circulaire 1 de laFIG. 9.A process of the type mentioned above can be carried out alternately on both sides of the shaping roller 10 of the circular rolling mill 1 of the FIG. 9 .

Selon une variante non représentée de l’invention, le ou les mécanismes d’entrainement secondaire(s) est ou sont monté(s) sur les barres d’entrainement supérieures 24 et 26 ou équivalentes. Selon une autre variante, le ou les mécanismes d’entrainement secondaire(s) est ou sont monté(s) à la fois sur les barres d’entrainement inférieures et sur barres d’entrainement supérieures. Dans ce cas, il n’est pas possible de désynchroniser les porte-mandrin 22 et 32.According to a variant of the invention not shown, the secondary drive mechanism(s) is or are mounted on the upper drive bars 24 and 26 or equivalent. According to another variant, the secondary drive mechanism(s) is or are mounted on both the lower drive bars and the upper drive bars. In this case, it is not possible to desynchronize the chuck holders 22 and 32.

Selon une autre variante non représentée de l’invention, chaque système à vis à bille 82 + 84 peut être remplacé par un système à écrou et vis sans fin ou par un système pignon-crémaillère qui sont également entrainés par une courroie du type de la courroie 78. Selon une autre variante, également non représentée, ces systèmes peuvent être remplacés par des vérins d’écartement/rapprochement du bâti 72 et du châssis auxiliaire 60 parallèlement à l’axe longitudinal X2, ces vérins pouvant être de type électrique, pneumatique ou hydraulique.According to another variant of the invention, not shown, each ball screw system 82 + 84 can be replaced by a nut and worm screw system or by a rack and pinion system which are also driven by a belt of the belt type 78. According to another variant, also not shown, these systems can be replaced by cylinders for moving the frame 72 and the auxiliary chassis 60 apart/together parallel to the longitudinal axis X2, these cylinders being able to be of the electric, pneumatic or hydraulic type.

Selon une autre variante non représentée de l’invention, l’un ou tous les porte-mandrin est ou sont solidaire(s), en translation selon l’axe longitudinal X2, d’une seule barre d’entrainement. Le système d’entrainement primaire 40 et le mécanisme d’entrainement secondaire 70 sont alors adaptés.According to another variant of the invention, not shown, one or all of the chuck holders is or are integral, in translation along the longitudinal axis X2, with a single drive bar. The primary drive system 40 and the secondary drive mechanism 70 are then adapted.

Les modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être combinés pour générer de nouveaux modes de réalisation de l’invention.The embodiments and variations mentioned above can be combined to generate new embodiments of the invention.

Claims

Circular rolling mill (1) for shaping annular parts (100), comprising a main frame (2), a radial stand (3) and at least one axial stand (4), the radial stand comprising a roller (10) for shaping an external radial face (101) of a part to be rolled (100) and a mandrel (20) for shaping an internal radial face (102) of the part to be rolled, the axial stand comprising an auxiliary frame (60) and lower and upper conical rollers (62, 64) for shaping lower and upper radial faces (104, 103) of the part to be rolled, the mandrel being supported by an upper mandrel holder (22) and selectively engaged in a lower mandrel holder (32), each of the mandrel holders (22, 32) being integral, in translation along a longitudinal axis (X2) of the main frame (2), with at least one drive bar (24, 26, 34, 36) parallel to the longitudinal axis of the main chassis, characterized in that

the movement of the mandrel holders (22, 32) parallel to the longitudinal axis (X2) of the main chassis (2) is controlled by a movement system (40) arranged on the same side of the shaping roller (10) as the mandrel (20);
the auxiliary chassis (60) is slidably mounted, parallel to the longitudinal axis of the main chassis, on the drive bars (24, 26, 34, 36) of the mandrel holders, which pass right through it; and
the circular rolling mill (1) comprises a mechanism (70) for moving the auxiliary frame (60) in translation relative to the drive bars (24, 26, 34, 36), parallel to the longitudinal axis (X2) of the main frame (2).

Rolling mill according to claim 1, wherein

a system (40) for moving the drive bars is mounted on the main chassis (2) on the side of the auxiliary chassis (60) opposite the chuck holders (22, 32),
the drive bars (24, 26, 34, 36) extend between the displacement system (40) and the chuck holders (22, 32) and
the auxiliary chassis (60) is provided with openings (V66) for the passage of the drive bars and for guiding the movements of the auxiliary chassis on these drive bars.

Rolling mill according to one of the preceding claims, in which each mandrel holder (22, 32) is integral with two drive bars (24, 26, 34, 36), distributed on either side of a median longitudinal plane (P1) of the rolling mill, and in which the movement mechanism (40) synchronizes the movement of the auxiliary frame (60) along the two drive bars of one of the mandrel holders.

Rolling mill according to the preceding claim, in which the drive bars (34, 36) with respect to which the movement mechanism (40) synchronizes the movement of the auxiliary frame (60) are integral with the lower mandrel holder (32).

Rolling mill according to one of claims 3 and 4, in which the movement mechanism (40) comprises a frame (72) mounted on the two drive bars (34, 36) and immobilized, in translation along the longitudinal axis (X2) of the main chassis (2), on these two drive bars, as well as members (82) for driving the auxiliary chassis (60) along the drive bars (34, 36), relative to the frame.

Rolling mill according to the preceding claim, in which the frame (72) is provided with two orifices (V74) for the passage of the longitudinal bars (34, 36) on which it is mounted and immobilized.

Rolling mill according to one of claims 5 and 6, in which the frame (72) supports a motor (76) for moving the auxiliary chassis (60) along the drive bars (34, 36) and members (78, 80, 82) for transmitting movement between the motor and the auxiliary chassis.

Rolling mill according to the preceding claim, in which the movement transmission members comprise a belt (78) and two parts (82) of ball screw systems (82+84), a belt and two parts of nut and worm systems or two parts of rack and pinion systems.

Rolling mill according to one of claims 5 and 6, in which the frame (72) carries at least one cylinder for separating/bringing together the frame and the auxiliary chassis (60) parallel to the longitudinal axis of the main chassis.

Rolling mill according to one of the preceding claims, in which an axial cage (4_HAS, 4_B) and a mandrel are provided on each side of the shaping roller (10), along the longitudinal axis (X2) of the main frame (2), in which the auxiliary frame (60_HAS, 60_B) of each radial cage is slidably mounted, parallel to the longitudinal axis of the main chassis, on the drive bars (24_HAS, 26_HAS, 34_HAS, 36_HAS, 24_B, 26_B, 34_B, 36_B)chuck holders (22_HAS, 32_HAS, 22_B) located on the same side, which cross it from one side to the other; and in which The circular rolling mill includes two moving mechanisms (70_HAS, 70_B) in translation of the auxiliary chassis (60_HAS, 60_B) relative to the drive bars, parallel to the longitudinal axis (X2) of the main chassis (2).

Method for rolling an annular part (100) by means of a rolling mill (1) according to one of the preceding claims comprising at least steps consisting of:

shaping the outer and inner radial faces (101, 102) of the annular part, by means of the shaping roller (10) and the mandrel (20), and the lower and upper axial faces (104, 103), by means of the lower and upper conical rollers (62, 64); and
adjusting, as a function of a diameter (D100) of the annular part (100) being rolled, a distance (d1) between the mandrel and a rear edge (62A, 64A) of the conical rollers (62, 64) by actuating the movement mechanism (70) of the auxiliary frame (60) along the drive bars (24, 26, 34, 36).