FR2687334A1 - PLANEUSE FOR SHEETS. - Google Patents
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Abstract
Cette planeuse comporte des rouleaux planeurs inférieurs et supérieurs (14B), d'axes (X) sensiblement parallèles, les rouleaux planeurs inférieurs coopérant avec la surface inférieure d'une tôle et les rouleaux planeurs supérieurs (14B) coopérant avec la surface supérieure de la tôle, les rouleaux inférieurs et supérieurs étant décalés dans la direction longitudinale de défilement de la tôle, la tôle défilant entre les rouleaux en subissant longitudinalement une succession de flexions alternatives. Au moins deux rouleaux planeurs (14B) successifs, l'un supérieur et l'autre inférieur, sont recouverts d'une enveloppe (22) gonflable dont la surface de contact (22E) avec la tôle est bombée dans la direction transversale par rapport à la direction de défilement de cette tôle.This leveler comprises lower and upper leveling rollers (14B), of substantially parallel axes (X), the lower leveling rollers cooperating with the lower surface of a sheet and the upper leveling rollers (14B) cooperating with the upper surface of the sheet, the lower and upper rollers being offset in the longitudinal direction of travel of the sheet, the sheet moving between the rollers while undergoing a succession of alternating bends longitudinally. At least two successive planing rollers (14B), one upper and the other lower, are covered with an inflatable casing (22) whose contact surface (22E) with the sheet is convex in the transverse direction with respect to the direction of movement of this sheet.
Description
La présente invention concerne une planeuse pour tôles. Elle s'applique enThe present invention relates to a plate planer. It applies in
particulier aux tôles bobinéesparticular to wound sheets
qui sont déroulées et planées préalablement à des opéra- which are unrolled and hung before
tions de découpage ou d'emboutissage. Les différentes étapes de mise en forme d'une tôle, notamment le laminage, créent des contraintes internes dans la tôle Ces contraintes engendrent des moments fléchissants provoquant des défauts de planéité, en particulier des courbures de la tôle dans le sens cutting or stamping. The different steps of shaping a sheet, in particular rolling, create internal stresses in the sheet. These stresses generate bending moments which cause flatness defects, in particular curvatures of the sheet in the direction
longitudinal et dans le sens transversal. longitudinal and in the transverse direction.
Le planage de la tôle a pour but d'équilibrer les contraintes internes de compression et d'extension pour annuler ou réduire les moments fléchissants qui en The planing of the sheet is intended to balance the internal stresses of compression and extension to cancel or reduce the bending moments which in
résultent.result.
On connaît dans l'état de la technique des planeuses du type comprenant des rouleaux planeurs inférieurs et supérieurs, d'axes sensiblement parallèles, les rouleaux planeurs inférieurs coopérant avec la surface inférieure de la tôle et les rouleaux planeurs supérieurs coopérant avec la surface supérieure de la tôle, les rouleaux inférieurs et supérieurs étant décalés dans la direction longitudinale de défilement de la tôle, In the state of the art, planers of the type comprising lower and upper gliding rollers of substantially parallel axes are known, the lower glider rollers cooperating with the lower surface of the sheet and the upper gliding rollers cooperating with the upper surface of the the sheet, the lower and upper rollers being offset in the longitudinal direction of travel of the sheet,
la tôle défilant entre les rouleaux en subissant longitu- the sheet rolling between the rollers by undergoing long
dinalement une succession de flexions alternatives. finally a succession of alternative flexions.
A la sortie de la planeuse, la courbure de la tôle dans le sens longitudinal est éliminée ou est At the exit of the planer, the curvature of the sheet in the longitudinal direction is eliminated or is
devenue négligeable Par contre la tôle présente généra- negligible However, sheet metal is generally
lement une courbure transversale qui n'a pas été éliminée par les flexions successives dans le sens longitudinal de a transverse curvature which has not been eliminated by successive bending in the longitudinal direction of
la tôle.prison.
L'invention a pour but d'éliminer la courbure de la tôle dans le sens transversal en utilisant des moyens simples, faciles à adapter aux différents types de tôles The object of the invention is to eliminate the curvature of the sheet in the transverse direction by using simple means that are easy to adapt to the different types of sheet metal.
à planer.to hover.
A cet effet l'invention a pour objet une planeuse du type précité caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux rouleaux planeurs successifs, l'un supérieur et l'autre inférieur, dont les surfaces de contact avec la tôle sont bombées dans la direction axiale des rou- leaux. Suivant d' autres caractéristiques de 1 'invention: For this purpose the invention relates to a planer of the aforementioned type characterized in that it comprises at least two successive glider rollers, one upper and the other lower, whose contact surfaces with the sheet are curved in the axial direction of the rollers. According to other features of the invention:
les rouleaux bombés comprennent une âme cylin- the curved rolls comprise a cylindrical core
drique rigide recouverte d'une enveloppe souple fixée de manière étanche aux deux extrémités axiales de l'âme de façon à délimiter une chambre de remplissage par un fluide entre l'enveloppe et l'âme; l'enveloppe est en matériau souple par exemple en élastomère; la chambre est remplie d'un liquide; la pression de remplissage de la chambre de chaque rouleau bombé est variable de façon à faire varier la courbure dans la direction axiale du rouleau de la surface externe de l'enveloppe; la surface de contact avec la tôle des rouleaux bombés délimite dans un plan axial des rouleaux un arc dont le rayon de courbure Rt vérifie la relation: Rt < Ee, e étant l'épaisseur de la tôle, E étant 2 ao le module d'Young du matériau de la tôle et sa étant la limite d'élasticité de ce matériau; le rayon externe minimal Rm des rouleaux bombés, mesuré dans un plan transversal par rapport à l'axe des rouleaux, vérifie la relation: Rm 2 Ee, e étant l'épaisseur de la tôle, E étant 2 ao le module d'Young du matériau de la tôle et a étant la limite d'élasticité de ce matériau; les rouleaux planeurs bombés sont disposés en aval ou en amont des autres rouleaux planeurs, en entrée ou en sortie de la planeuse; les rouleaux planeurs bombés sont décalés vers le haut ou vers le bas par rapport aux autres rouleaux planeurs de façon à surélever ou surbaisser la ligne de rigid dique covered with a flexible envelope sealingly attached to the two axial ends of the core so as to define a filling chamber by a fluid between the envelope and the core; the envelope is made of flexible material, for example elastomer; the chamber is filled with a liquid; the filling pressure of the chamber of each curved roller is variable so as to vary the curvature in the axial direction of the roller of the outer surface of the casing; the surface of contact with the sheet of the curved rollers defines in an axial plane of the rollers an arc whose radius of curvature Rt satisfies the relation: Rt <Ee, e being the thickness of the sheet, E being 2 ao the modulus of Young of the material of the sheet and its being the limit of elasticity of this material; the minimum external radius Rm of the curved rollers, measured in a plane transverse to the axis of the rollers, satisfies the relation: Rm 2 Ee, e being the thickness of the sheet, E being 2 ao the Young's modulus of sheet material and a being the yield strength of this material; the curved glider rollers are arranged downstream or upstream of the other glider rollers, at the input or at the output of the planer; the curved glider rolls are shifted up or down relative to the other glider rolls so as to raise or lower the line of
défilement de la tôle au niveau des rouleaux bombés. scrolling of the sheet at the level of the curved rollers.
Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-dessous en se référant aux dessins annexés sur lesquels: An exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings in which:
la figure 1 est une vue schématique en éléva- FIG. 1 is a schematic view in elevation
tion d'une planeuse selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle à grande échelle d'un rouleau bombé entrant dans la constitution de la planeuse de la figure 1, la tion of a planer according to the invention; FIG. 2 is a schematic view in partial section on a large scale of a curved roller forming part of the planer of FIG.
coupe étant prise suivant un plan axial du rouleau bombé. cut being taken along an axial plane of the curved roller.
On voit à la figure 1 une planeuse selon l'inven- FIG. 1 shows a planer according to the invention
tion désignée par la référence générale 10. referred to by general reference 10.
La planeuse 10 comporte des rouleaux planeurs supérieurs 14 et inférieurs 16, d'axes X parallèles, entre lesquels défile une tôle 12 dans la direction longitudinale et le sens indiqué par la flèche F sur la The leveling machine 10 comprises upper and lower roller rollers 14, with parallel X axes, between which a sheet 12 runs in the longitudinal direction and the direction indicated by the arrow F on the
figure 1.figure 1.
Pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté For the sake of clarity, it has not been shown
les éléments de la figure 1 à la même échelle En parti- the elements of Figure 1 on the same scale.
culier, l'épaisseur e de la tôle est exagérée par rapport In particular, the thickness e of the sheet is exaggerated
à la dimension des rouleaux.to the size of the rollers.
Les rouleaux planeurs supérieurs 14 coopèrent avec la surface supérieure de la tôle 12 et les rouleaux The upper glider rolls 14 cooperate with the upper surface of the sheet 12 and the rollers
planeurs inférieurs 16 coopèrent avec la surface infé- lower gliders 16 cooperate with the inferior surface
rieure de la tôle 12 Les rouleaux supérieurs 14 et of the plate 12 The upper rollers 14 and
inférieurs 16 sont décalés dans la direction longitudi- 16 are offset in the longitudinal direction
nale F de défilement de la tôle, et font subir à la tôle une succession de flexions vers le haut et vers le bas, Nale F scrolling of the sheet, and subject the sheet a succession of bending up and down,
en considérant la figure 1.considering Figure 1.
La planeuse 10 est divisée de façon imaginaire en deux parties, une partie amont A et une partie aval B La limite entre ces deux parties est représentée sur la The planer 10 is imaginarily divided into two parts, an upstream portion A and a downstream portion B. The boundary between these two portions is shown in FIG.
figure 1 par une ligne verticale L en traits mixtes. Figure 1 by a vertical line L in phantom.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, la partie amont A de la planeuse comporte quatre rouleaux supérieurs 14 A et trois rouleaux inférieurs 16 A, tous ces rouleaux étant de type connu Les rouleaux 14 A,16 A sont cylindriques et présentent une section constante circulaire de rayon R dans la direction de In the embodiment shown in the figures, the upstream portion A of the planer comprises four upper rollers 14A and three lower rollers 16A, all these rollers being of known type. The rollers 14A, 16A are cylindrical and have a constant circular section of radius R in the direction of
l'axe X des rouleaux.the X axis of the rollers.
L'écartement entre les rouleaux supérieurs 14 A et les rouleaux inférieurs 16 A est réglable en fonction des caractéristiques de la tôle que l'on veut planer Lors de son passage entre ces rouleaux 14 A,16 A, la tôle subit des flexions alternatives, d'amplitude réglable, dans sa direction longitudinale de défilement L'amplitude des flexions est réglée en faisant varier l'écartement entre les rouleaux supérieurs 14 A et inférieurs 16 A par des The spacing between the upper rollers 14A and the lower rollers 16A is adjustable depending on the characteristics of the sheet that is to be hovered As it passes between these rollers 14A, 16A, the sheet undergoes alternating bends, of amplitude adjustable in its longitudinal direction of travel The amplitude of the flexures is adjusted by varying the spacing between the upper rollers 14A and lower 16A by
moyens connus.known means.
La partie aval B de la planeuse comporte un rouleau supérieur 14 B et un rouleau inférieur 16 B selon l'invention Ces deux rouleaux 14 B,16 B sont identiques, le rouleau 14 B étant représenté à plus grande échelle sur The downstream part B of the leveling machine comprises an upper roll 14 B and a lower roll 16 B according to the invention. These two rolls 14 B, 16 B are identical, the roll 14 B being represented on a larger scale on
la figure 2.Figure 2.
On a également représenté sur la figure 1, en sortie de la planeuse 10, un rouleau de guidage 18 de FIG. 1 also shows, at the output of the leveling machine 10, a guide roll 18 of
type connu.known type.
Comme on peut le voir sur la figure 2 le rouleau 14 B comporte une âme 20 cylindrique rigide, par exemple en acier, ayant pour axe l'axe X de l'ensemble du rouleau 14 B L'âme 20 est recouverte d'une enveloppe 22 souple dont les bords sont fixés à joint étanche aux deux extrémités 24,26 de l'âme 20 de façon à délimiter une chambre 28 étanche entre l'enveloppe 22 et l'âme 20 du rouleau La chambre 28 peut être remplie par un fluide, As can be seen in FIG. 2, the roller 14 B comprises a rigid cylindrical core 20, for example made of steel, having as its axis the axis X of the whole of the roller 14B. The core 20 is covered with an envelope 22 flexible whose edges are fixed sealingly at both ends 24,26 of the core 20 so as to define a sealed chamber 28 between the casing 22 and the core 20 of the roller The chamber 28 may be filled with a fluid ,
en particulier par un liquide, à une pression réglable. in particular by a liquid, at an adjustable pressure.
L'enveloppe 22 est en élastomère, par exemple en The envelope 22 is made of elastomer, for example
caoutchouc durci par vulcanisation.rubber cured by vulcanization.
La surface externe 22 E de l'enveloppe 22 est en contact avec la surface de la tôle et a une forme bombée dans la direction de l'axe X, l'axe X étant perpendicu- The outer surface 22 E of the envelope 22 is in contact with the surface of the sheet and has a curved shape in the direction of the X axis, the X axis being perpendicular
laire à la direction de défilement de la tôle. to the scrolling direction of the sheet.
La surface externe 22 E de l'enveloppe 22 délimite dans un plan axial du rouleau, en particulier dans le plan de la figure 2, un arc dont le rayon de courbure Rt The outer surface 22 E of the envelope 22 delimits, in an axial plane of the roll, in particular in the plane of FIG. 2, an arc whose radius of curvature Rt
est fonction de la pression du fluide dans la chambre 28. is a function of the pressure of the fluid in the chamber 28.
La surface des rouleaux bombés ( 14 B,16 B) en contact avec la tôle est donc une surface torique d'axe The surface of the curved rollers (14 B, 16 B) in contact with the sheet is therefore a toric surface of axis
X engendrée par l'arc de rayon de courbure Rt. X generated by the arc radius of curvature Rt.
La courbure externe de l'enveloppe 22 permet de déformer la tôle dans sa direction transversale de façon The external curvature of the envelope 22 makes it possible to deform the sheet in its transverse direction so as to
à éliminer les défauts de planéité dans cette direction. to eliminate flatness defects in this direction.
L'écartement entre le rouleau bombé inférieur 16 B et le rouleau bombé supérieur 14 B est réglable à l'aide The distance between the lower curved roller 16 B and the upper curved roller 14 B is adjustable using
de moyens connus identiques à ceux utilisés pour les rou- known means identical to those used for rou-
leaux planeurs de type connu.gliders of known type.
Pour obtenir l'élimination définitive des défauts de planéité dans la direction transversale de la tôle, les rouleaux 14 B,16 B sont adaptés pour faire subir à la tôle des déformations plastiques Ces déformations plastiques sont obtenues lorsque le rayon de courbure Rt de l'enveloppe 22 vérifie la relation: Rt < Ee, e étant l'épaisseur de la tôle, E étant 2 ao le module d'Young du matériau de la tôle et a étant la To obtain the final elimination of flatness defects in the transverse direction of the sheet, the rollers 14 B, 16 B are adapted to cause the sheet to undergo plastic deformations. These plastic deformations are obtained when the radius of curvature Rt of the envelope 22 satisfies the relation: Rt <Ee, e being the thickness of the sheet, E being 2 ao the Young's modulus of the material of the sheet and a being the
limite d'élasticité de ce matériau. elastic limit of this material.
Les rouleaux planeurs bombés 14 B,16 B ont une longueur qui est adaptée à la largeur de la tôle 12 Pour un rayon de courbure Rt donné, on peut planer une tôle dont la largeur maximale est de a Rt, a étant inférieur ou égal à a, en utilisant des rouleaux bombés de longueur The curved gliding rollers 14 B, 16 B have a length which is adapted to the width of the sheet 12 For a given radius of curvature Rt, a sheet can be hung, the maximum width of which is a Rt, a being less than or equal to a, using curved rollers of length
inférieure ou égale à 2 Rt.less than or equal to 2 Rt.
Le rayon des rouleaux bombés, mesuré dans un plan transversal par rapport à leur axe X, varie le long de cet axe X Afin de ne pas faire subir à la tôle des déformations plastiques dans son sens longitudinal de défilement, le rayon minimal Rm, des rouleaux bombés, mesuré aux extrémités 24,26 des rouleaux, doit vérifier la relation: Rm 2 Ee 2 co The radius of the curved rollers, measured in a plane transverse to their axis X, varies along this axis X In order not to subject the sheet to plastic deformations in its longitudinal direction of travel, the minimum radius Rm, curved rollers, measured at the ends 24,26 of the rollers, must check the relation: Rm 2 Ee 2 co
En effet, cette relation permet que les déforma- Indeed, this relationship allows deformities
tions de la tôle générées par les rouleaux bombés 14 B, 16 B, dans la direction longitudinale de celle-ci, se fassent dans le domaine élastique, donc en dehors du of the sheet generated by the curved rollers 14 B, 16 B, in the longitudinal direction thereof, are made in the elastic domain, so outside the
domaine plastique.plastic field.
Des exemples de dimensionnement des rouleaux bombés 14 B,16 B sont donnés dans le tableau ci-dessous pour différentes tôles caractérisées par leurs paramètres Examples of dimensioning of the curved rollers 14 B, 16 B are given in the table below for various sheets characterized by their parameters.
e,E et ao.e, E and ao.
e (mm) E (M Pa) Ia O (M Pa)j Rm(mm) | Rt(mm) I Largeur (mm) I I I I itôle maxi e (mm) E (M Pa) Ia O (M Pa) J Rm (mm) | Rt (mm) I Width (mm) I I I I
1 200 000 200 500 500 10001 200 000 200 500 500 1000
0,8 200 000 200 400 400 4000.8 200 000 200 400 400 400
0,5 200 000 200 250 250 2500.5 200 000 200 250 250 250
1 200 000 300 330 330 3301 200 000 300 330 330 330
0,8 200 000 300 270 270 2700.8 200 000 300 270 270 270
0,5 200 000 300 170 170 1700.5 200 000 300 170 170 170
Etant donné que le rayon de courbure Rt de la surface externe 22 E de l'enveloppe 22 peut être réglé en faisant varier la pression de remplissage de la chambre Since the radius of curvature Rt of the outer surface 22 E of the envelope 22 can be adjusted by varying the filling pressure of the chamber
28, les rouleaux bombés 14 A,14 B s'adaptent très facile- 28, the curved rollers 14A, 14B adapt very easily.
ment à différents types de tôles. different types of sheet metal.
En considérant la figure 1, on voit que les rouleaux planeurs bombés 14 B,16 B sont décalés vers le haut par rapport à l'ensemble des rouleaux planeurs 14 A,16 A de la partie amont A de la planeuse Ainsi, dans la partie aval B de la planeuse la ligne de défilement de la tôle 12 est surélevée par rapport à la ligne de défilement de la tôle dans la partie amont A de la planeuse Ce décalage de niveau des rouleaux bombés 14 B, 16 B par rapport aux autres rouleaux planeurs permet d'obtenir une meilleure application de la tôle sur la Referring to FIG. 1, it can be seen that the curved glider rollers 14 B, 16 B are offset upwards relative to the set of glider rollers 14 A, 16 A of the upstream portion A of the planer. downstream B of the leveler the line of travel of the sheet 12 is raised relative to the line of travel of the sheet in the upstream portion A of the leveler This level shift of the curved rollers 14 B, 16 B relative to the other rollers gliders provides a better application of the sheet on the
surface de contact des rouleaux bombés. contact surface of the curved rollers.
Dans l'exemple décrit, le rouleau bombé inférieur 16 B est en amont du rouleau bombé supérieur 14 B En variante, dans le cas d'un rouleau bombé inférieur 16 B disposé en aval du rouleau bombé supérieure 14 B, on peut décaler les rouleaux bombés vers le bas par rapport aux autres rouleaux planeurs de façon à optimiser le contact In the example described, the lower curved roller 16 B is upstream of the upper curved roller 14 B Alternatively, in the case of a lower curved roller 16 B disposed downstream of the upper curved roller 14 B, the rollers can be shifted curved downwards compared to other glider rolls in order to optimize contact
entre la tôle et les rouleaux bombés. between the sheet and the curved rollers.
L'invention ne se limite à l'exemple de réalisa- The invention is not limited to the example of
tion que l'on vient de décrire En particulier, la partie amont A de la planeuse peut comporter un plus grand nombre ou un plus petit nombre de rouleaux planeurs de type connu De plus, la partie aval B de la planeuse peut comporter un plus grand nombre de rouleaux planeurs bombés On peut également disposer des rouleaux planeurs de type connu en amont et en aval des rouleaux bombés On peut encore disposer les rouleaux bombés en amont des In particular, the upstream portion A of the planer may comprise a larger number or a smaller number of glider rolls of known type. In addition, the downstream portion B of the planer may comprise a larger diameter. number of curved glider rollers It is also possible to have glider rollers of known type upstream and downstream of the curved rollers. The curved rollers can also be arranged upstream of the rollers.
autres rouleaux planeurs.other glider rolls.
Au lieu de décaler les rouleaux bombés vers le haut par rapport au reste des rouleaux planeurs, on peut les décaler vers le bas ou bien ne pas les décaler de manière que la ligne de défilement de la tôle soit Instead of shifting the curved rollers upwards relative to the rest of the glider rolls, they can be shifted downwards or not shifted so that the scroll line of the sheet is
toujours sensiblement au même niveau. always substantially at the same level.
Par ailleurs, l'enveloppe des rouleaux bombés peut être rigide et indéformable Le rouleau bombé peut également être constitué d'un seul matériau indéformable, par exemple de l'acier, la surface bombée de contact avec Furthermore, the casing of the curved rollers can be rigid and dimensionally stable The curved roll can also consist of a single dimensionally stable material, for example steel, the curved contact surface with
la tôle étant usinée directement dans ce matériau indé- the sheet being machined directly in this inde-
formable.formable.
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1993
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