PROCEDE ET DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT D'UNE CAGE DE LAMINOIR

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif d'amortissement des vibrations dans une cage de laminoir et s'applique particulièrement au laminage de produits plats sous forme de bande pour lesquels la mise à l'épaisseur et les caractéristiques mécaniques sont obtenus par écrouissage à froid, pratiqué habituellement sur des trains de laminoirs dénommés tandem, comportant plusieurs cages successives.

[0002] Les laminoirs tandem à froid comportent une succession de cages disposées l'une à la suite de l'autre sur le trajet de la bande dont elles assurent une réduction progressive de l'épaisseur. Sous l'effet des masses importantes qui sont en rotation, telles que les cylindres de laminage, les cylindres d'appui, les engrenages des réducteurs de commande des cages de laminoir, de tels trains de laminage sont sujets à entrer en vibration de manière intempestive, en particulier à une grande vitesse de laminage.

[0003] Ce phénomène peut être assimilé à un phénomène de résonance car il se produit à une fréquence sensiblement fixe pour une cage de laminoir déterminée au delà d'un certain seuil de vitesse, il peut provoquer des variations d'épaisseur, des casses de bande ainsi que des marques sur les cylindres de laminage et sur la bande.

[0004] Ce phénomène est donc particulièrement gênant pour la production car le remède le plus immédiat pour pallier cet inconvénient est de réduire la vitesse.

[0005] Bien que l'origine de ces vibrations encore l'origine de ces vibrations ne soit pas encore parfaitement expliquée, un certain nombre de causes semblent susceptibles de provoquer le phénomène, qui prend son origine dans l'interaction entre la traction de la bande entre les cages et le processus de réduction de l'épaisseur dans l'entrefer des cylindres qui, compte tenu des efforts engendrés, provoque une déformation élastique de toute la cage de laminage.

[0006] Etant donné que la bande est maintenue parfaitement tendue dans l'espace entre deux cages successives, la traction entre les cages et les efforts de laminage réagissent entre eux et il faut donc effectuer un réglage de la traction dans la bande, dans chacun des espaces inter-cages.

[0007] Les cages de laminoir sont équipées de dispositifs de serrage des cylindres qui permettent de réduire l'épaisseur du produit laminé et aussi de régler la traction entre deux cages successives en maintenant, autant que possible, des conditions de laminage constantes dans chacune des cages et en évitant ainsi d'atteindre des niveaux de traction qui risqueraient d'entraîner une rupture de la bande.

[0008] D'une façon générale, la régulation d'un train tandem à froid utilise la loi de conservation de la masse appliquée à la bande. Comme la largeur de celle-ci ne change pas au passage dans une cage de laminoir à froid, cette loi conserve le débit de métal qui est le produit de l'épaisseur par la vitesse. L'objectif est d'obtenir une épaisseur constante à la sortie du train tandem et pour cela on maintient l'épaisseur de la bande en sortie de la première cage parfaitement constante à l'aide des moyens de serrage des cylindres de la première cage, ainsi que les vitesses de la première et de la dernière cage par le contrôle des vitesses des cages.

[0009] Ainsi les tractions amont et aval d'une cage de laminoir et la force de laminage interagissent par l'intermédiaire du métal qui s'écoule de manière élasto-plastique dans l'entrefer et il est clair qu'une perturbation affectant le régime des tractions va avoir une conséquence immédiate sur l'épaisseur. L'ensemble mécanique ainsi constitué par les cages du laminoir peut être excité en vibration par des fréquences liées à la rotation des cylindres et à leur entraînement comme la fréquence de rotation des cylindres de travail, des fréquences liées aux engrenages placés sur les réducteurs de cages etc.

[0010] Dans certaines conditions d'écoulement du métal entre les cylindres de travail et en particulier selon les conditions de lubrification et selon la rugosité des cylindres, il peut y avoir un accrochage en résonance à partir d'une certaine vitesse. Si on ne corrige aucun paramètre, le phénomène vibratoire est alors divergent et il peut conduire jusqu'à la casse de la bande. En tout état de cause la longueur de la bande qui a été soumise aux vibrations porte des marques importantes et des variations d'épaisseurs obligeant à la rebuter.

[0011] On a donc cherché à caractériser les différents résonateurs pouvant intervenir dans le phénomène de façon à calculer ses fréquences propres et les comparer aux fréquences observées sur les équipements. Les cages de laminoir ont donc fait l'objet de modélisations plus ou moins sophistiquées. A cet effet on a par exemple l'habitude de considérer le cédage d'une cage sous l'effort de laminage comme un effet de ressort global, en prenant en compte les inerties susceptibles de se déplacer, c'est à dire les cylindres de laminage et les empoises, l'ensemble formant un système masse ressort simple dont on peut déterminer le mode de vibration. Un tel système est dit à un seul degré de liberté. On peut aussi considérer un certain amortissement du système en prenant en compte les frottements, par exemple les frottements des empoises le long des fenêtres des cages de laminoir. On a aussi proposé des modèles beaucoup plus élaborés dans lesquels on a décomposé l'ensemble des masses et des raideurs constituant le laminoir ainsi que les différentes parties susceptibles de frottements et on a abouti à des représentations plus précises des modes de vibrations possibles sur une cage de laminoir.

[0012] Dans de tels systèmes comportant plusieurs degrés de liberté, il existe plusieurs modes de vibration correspondant à plusieurs fréquences de résonance.

[0013] Ces modèles ont été comparés aux mesures faites dans les cages de laminoir en procédant à des enregistrements lors des montées en vitesses des laminoirs tandem, particulièrement les dernières cages qui sont les plus susceptibles d'entrer en vibration. On s'est alors aperçu que les modes de vibrations compris dans deux bandes de fréquences sont particulièrement gênants, parce que leur amplitude devient grande et entraîne de graves perturbations sur les cages des laminoirs. Par comparaison à l'échelle musicale on a l'habitude de parler des fréquences de troisième octave pour celles comprises entre 120 hertz et 250 hertz et de cinquième octave pour celles comprises entre 500 Hz et 700 Hz.

[0014] Les effets ne sont d'ailleurs pas les mêmes, car il a été constaté, par exemple, que les vibrations de troisième octave provoquent des défauts d'épaisseurs et des casses de bande, alors que les vibrations de cinquième octave provoquent des marques sur les cylindres d'appui. De plus, selon les conditions précises de laminage, l'entrée en vibration ne se fera pas toujours à la même fréquence mais dans une des plages indiquées.

[0015] Divers dispositifs et procédés ont été imaginés pour créer des amortissements supplémentaires sur les parties entrant en vibration, par exemple en changeant les conditions de l'entrée de la bande dans l'entrefer (WO9627454).

[0016] D'autres dispositifs proposent d'utiliser un rouleau déflecteur supplémentaire avec une force d'application variable de façon à absorber en partie les vibrations de traction se produisant dans la bande (JP 8-238510, JP 8-238511 et JP 8-238512).

[0017] De tels dispositifs ont une efficacité reconnue mais ils présentent l'inconvénient d'introduire un rouleau déflecteur supplémentaire qui doit être maintenu en parfait état pour ne pas risquer de marquer la bande et nécessitent, en outre, un système de contrôle relativement complexe qui représente une contrainte supplémentaire de mise en place à chaque introduction de bande dans la cage de laminoir.

[0018] D'autres dispositifs connus sont plus particulièrement conçus pour donner un amortissement supplémentaire à la cage de laminoir elle-même et ainsi éliminer l'entrée en vibration, ou tout au moins changer la vitesse de rotation des cylindres pour laquelle le phénomène commence à se produire. Le document JP8-066724, par exemple, prévoit d'installer de simples amortisseurs entre les empoises des cylindres de travail, mais il faut alors équiper tous les jeux de cylindres de travail à l'aide du dispositif ou démonter et remonter le dispositif lors de chaque changement de cylindres, ce qui génère une perte de temps et de productivité importante.

[0019] Pour éviter de tels inconvénients, il a été proposé d'installer à demeure sur la partie supérieure des cages des laminoirs, un moyen d'amortisseur général comportant une masse d'inertie, encore appelée masse de vibration, qui se comporte comme une référence, afin d'obtenir un système résonant sur une fréquence gênante du laminoir, mais dont les mouvements seront en opposition de phase avec les parties du laminoir entrant en vibration. Ainsi, dans le brevet JP 8-247211, qui sert de base pour la rédaction des préambules des revendications indépendentes 1 et 10, une masse de vibration est installée au sommet de chaque montant de la cage du laminoir et est reliée au montant par l'intermédiaire d'une lame de ressort dont le point d'appui est déplaçable de manière à pouvoir accorder la fréquence de résonance. Un tel dispositif est assez simple de mise en oeuvre mais il nécessite d'être accordé en permanence.

[0020] En effet la fréquence d'apparition du phénomène de vibration (en anglais «chatter») n'est pas une fréquence tout à fait constante. Par exemple si on considère comme étant un des composants du système vibratoire la masse des cylindres d'appuis, ces derniers ont habituellement un diamètre compris entre 1200 mm et 1800 mm et sont utilisés pour la même installation dans une gamme de diamètre de plusieurs centaines de millimètres. Ainsi, pour un diamètre nominal de 1600 mm, le diamètre réel des cylindres d'appui pourra être compris entre 1550 mm et 1750 mm ce qui représente une variation de 13% sur le diamètre donc de 26% sur le poids. Mais d'autres paramètres peuvent aussi faire varier la fréquence d'apparition du phénomène de « »chatter» », comme les conditions de lubrification de l'entrefer et celles-ci peuvent varier très rapidement. Ces dispositifs ont d'autant plus besoin d'être accordés sur la fréquence du laminoir qu'ils présentent eux-mêmes un pic de résonance très pointu.

[0021] Le brevet JP 09-267110 décrit un autre dispositif d'amortissement comprenant une poutre installée entre les empoises d'appui des cylindres supérieurs et les dispositifs de serrage des cylindres. Une partie centrale porte une masse de vibration et est reliée aux deux extrémités par des dispositifs de fixation à ressort comportant aussi des cylindres formant amortisseurs.

[0022] Dans une variante, la masse vibrante est solidaire d'une sorte de piston pouvant se déplacer dans une chambre fermée remplie d'un fluide visqueux et constituant ainsi un amortisseur passif,

[0023] Tous ces dispositifs connus sont assez complexes et présentent plusieurs degrés de liberté, car il faut prendre en compte plusieurs masses reliées par différentes pièces formant ressort. Leur réponse en fréquence présente donc plusieurs pôles de résonances et d'anti-résonances, l'amplitude des pics présents à ces pôles est importante, ce qui confère une grande efficacité au dispositif, mais la largeur de la bande de fréquence de chaque pic est étroite ce qui nécessite un accord très précis et permanent sur la fréquence du phénomène que l'on cherche à annuler.

[0024] Mais l'invention a pour but de pallier ces inconvénients par un procédé et un dispositif plus simple et plus facile à mettre en oeuvre, qui présente une bande passante propre relativement large par rapport aux variations possibles de fréquence du phénomène parasite que l'on souhaite corriger.

[0025] L'invention concerne donc, d'une façon générale, un procédé d'amortissement des vibrations dans une cage de laminoir du type comportant deux montant entre lesquels sont disposés un ensemble de cylindres empilés dans un plan sensiblement vertical et montés rotatifs dans des empoises formant palier, lesquelles sont montées coulissantes verticalement entre des surface de guidage ménagées le long desdits montants, procédé dans lequel l'énergie de vibration est amortie par au moins deux masses de vibration reliées respectivement à chacun des montant de la cage par un moyen de liaison réglable. Conformément à l'invention, chaque masse de vibration est reliée directement à la partie supérieure du montant correspondant par un matelas de fluide incompressible contenu dans une chambre de vérin hydraulique limitée par deux éléments coulissant l'un dans l'autre , respectivement un premier élément constituant au moins une partie de la masse de vibration et un second élément fixé directement sur la partie supérieure du montant et que, au cours du laminage, l'épaisseur dudit matelas de liaison est maintenue en permanence à une valeur sensiblement constante.

[0026] Un tel procédé permet de diminuer la sensibilité de la cage de laminoir aux vibrations grâce aux masses de vibration situées au dessus de chacun des montants, l'énergie de vibration de la cage de laminoir étant absorbée par un matelas d'un fluide incompressible qui constitue une liaison directe entre le sommet de chacun des montants et la masse de vibration associée.

[0027] Dans un mode de réalisation préférentiel, le fluide incompressible constituant le matelas de liaison est maintenu en circulation permanente dans un circuit extérieur branché sur la chambre du vérin, entre des moyens d'évacuation du fluide avec un débit réglable et des moyens de retour dans ladite chambre.

[0028] De façon particulièrement avantageuse, les débits d'évacuation du fluide vers le circuit extérieur et de retour dans la chambre du vérin sont réglés de façon à maintenir l'épaisseur du matelas de fluide à une valeur optimale sensiblement constante.

[0029] A cet effet, selon une autre caractéristique avantageuse du procédé de l'invention, l'épaisseur du matelas du fluide de liaison est mesurée en permanence par un capteur de position et on agit sur les moyens d'alimentation en fluide à l'aide d'une boucle de régulation pour régler l'épaisseur du matelas. Le réglage de la valeur de l'épaisseur du matelas permet de régler la raideur du système d'amortissement à une valeur optimale.

[0030] De préférence, on fait varier le débit de circulation du fluide alimentant le matelas à l'aide du réglage des moyens d'évacuation de façon à régler la valeur du coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement à une valeur optimale.

[0031] Cependant, il est possible, également, de varier la valeur de la masse de vibration située au dessus de chaque montant pour régler la valeur du coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement à une valeur optimale.

[0032] Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, on sélectionne une combinaison des valeurs de réglage de l'épaisseur du matelas de fluide, du débit du fluide alimentant le matelas et de la masse de vibration donnant une valeur optimale de la raideur et du coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement, ce qui permet de centrer la bande passante du dispositif d'amortissement sur la fréquence de vibration de la cage de laminoir.

[0033] L'invention couvre également un dispositif d'amortissement des vibrations dans une cage de laminoir comportant deux montants associés chacun à au moins une masse de vibration reliée à la partie supérieure dudit montant par un moyen de liaison réglable constitué d'au moins un matelas de fluide incompressible contenu dans une chambre d'au moins un vérin hydraulique limitée par deux éléments de vérin montés coulissant l'un dans l'autre de façon étanche, respectivement un premier élément constituant au moins une partie de la masse de vibration et un second élément fixé sur la partie supérieure dudit montant, chacun desdits vérins étant associé à un moyen de maintien de maintien permanent de l'épaisseur dudit matelas de fluide à une valeur sensiblement constante.

[0034] Dans un mode de réalisation préférentiel, chaque vérin est branché sur un circuit extérieur de mise en circulation permanente du fluide contenu dans la chambre dudit vérin, entre un circuit d'évacuation du fluide contenu dans la chambre du vérin, muni d'un moyen de réglage du débit évacué, et un circuit de retour du fluide dans la chambre du vérin.

[0035] Pour cela, la chambre de chaque vérin comporte au moins un orifice de sortie du fluide relié à un réservoir par un circuit d'évacuation muni d'un moyen de réglage du débit évacué et au moins un orifice d'entrée relié au réservoir par un circuit de retour muni d'une pompe à débit réglable. De préférence, ce débit est régulé à partir d'une mesure, par un capteur, de l'épaisseur du matelas de fluide dans la chambre du vérin, pour le maintien de ladite épaisseur à une valeur sensiblement constante.

[0036] Dans un mode de réalisation préférentiel, le fluide utilisé pour constituer le matelas de fluide est une huile dont la viscosité est supérieure à 50 centistokes.

[0037] D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode particulier de réalisation illustré par les dessins annexés.

• La figure 1 représente une cage de laminoir vue en élévation sur laquelle est schématisé un dispositif selon l'invention.
• La figure 2 représente une vue de côté de la figure 1
• La figure 3 les modélisations et la réponse en fréquence des dispositifs de l'art antérieur.
• La figure 4 représente une modélisation simplifiée du dispositif selon l'invention.
• La figure 5 représente une autre modélisation du dispositif selon l'invention.
• La figure 6 représente la réponse en fréquence du dispositif de l'invention.
• La figure 7 représente les courbes caractéristiques de réglages du procédé de l'invention.
• La figure 8 représente sous forme de surface l'ensemble des caractéristiques du procédé de l'invention.

[0038] Ainsi qu'il est représenté sur les figures 1 et 2 une cage de laminoir 1 comporte deux colonnes de support 2,2' écartées et reliées par des traverses 3,3' , entre lesquelles est monté un ensemble de cylindres superposés ayant des axes parallèles et placés sensiblement dans un même plan de serrage sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du produit.

[0039] On peut réaliser des laminoirs de différents types. D'une façon générale, dans un laminoir, le produit à laminer passe entre deux cylindres de travail 4,4' qui définissent le plan de laminage, ces cylindres sont en général de diamètre relativement réduit au regard des efforts auxquels ils sont soumis, ils sont donc généralement appuyés respectivement sur au moins deux cylindres de soutien 5,5' entre lesquels est appliqué l'effort de laminage.

[0040] Les laminoirs dits de type "quarto", comportent donc quatre cylindres superposés, respectivement deux cylindres de travail associés, respectivement, à deux cylindres de soutien de plus grand diamètre.

[0041] Dans les laminoirs "sexto", des cylindres intermédiaires sont interposés entre chaque cylindre de travail et le cylindre de soutien correspondant.

[0042] D'autres types de laminoir, comprenant un plus ou moins grand nombre de cylindre sont connus et utilisés dans l'industrie.

[0043] Les cylindres prennent appui les uns sur les autres le long de lignes d'appui sensiblement parallèles, et dirigées suivant une génératrice dont le profil, normalement rectiligne, dépend des efforts appliqués et de la résistance des cylindres. Généralement l'effort de serrage est appliqué par des vis ou des vérins 6a, 6b interposés entre la cage et les extrémités de l'arbre du cylindre de soutien supérieur 5', le cylindre de soutien inférieur 5' prenant appui par ces extrémités directement sur la cage. A part ce dernier, les autres cylindres doivent donc pouvoir se déplacer par rapport à la cage et, à cet effet, sont portés par des organes de support 51, 51' montés coulissants verticalement dans deux fenêtres ménagées dans les deux colonnes de la cage.

[0044] Des moyens de serrage tels que vis ou vérins 6a, 6b, prenant appui sur la cage, exercent un effort vertical dans le sens de resserrement des cylindres pour le laminage du produit B passant entre les cylindres de travail.

[0045] Généralement, chaque cylindre est monté rotatif, autour de son axe, sur des paliers portés par deux organes de support appelés empoises 41, 41' et celle-ci sont montées coulissantes, parallèlement au plan de serrage P passant par les axes des cylindres de travail, chacune entre deux faces de guidage planes ménagées respectivement de part et d'autre dudit plan de serrage sur les deux côtés de la fenêtre correspondante de la cage. Comme les cylindres de soutien ont un grand diamètre, les faces de guidage correspondantes 52, 52' sont généralement ménagées directement sur les deux montants de la colonne correspondante de la cage. En revanche, les cylindres de travail ayant un diamètre plus faible, leurs empoises sont plus petites et les faces de guidage correspondantes 42, 42', qui sont plus resserrées, sont ménagées, généralement, sur deux pièces massives 7 fixées sur les deux montants encadrant la fenêtre et s'étendant en saillie vers l'intérieur de celle-ci. Ces blocs peuvent comporter des dispositifs de contrôle de la flexion des cylindres de travail, généralement des vérins, non représentés sur la figure. Il n'est pas besoin de décrire d'avantage tous ces dispositifs bien connus des cages de laminoirs, qui ont fait l'objet de nombreuses publications.

[0046] Le phénomène de vibrations dit, en anglais, « »chatter» » a été étudié depuis longtemps. Comme indiqué plus haut, on a proposé différents moyens d'amortissement des vibrations dont le fonctionnement peut être modélisé.

[0047] De façon classique, l'analyse du comportement vibratoire et des mouvements relatifs des différentes parties de la cage les unes par rapport aux autres, pour une cage de laminoir comportant des vérins de serrage montés à la partie supérieure des deux montants de la cage, conduit à une représentation faite de masses d'inertie et de raideurs qui peut être schématisée de la façon indiquée sur la figure 3a, dans laquelle :

• m_a est la masse des parties hautes des deux colonnes 2, 2'
• m_b est la masse des deux empoises d'appui supérieures 51a' et 51b'.
• m_c est la masse de l'équipement supérieur comprenant le cylindre de travail supérieur 4' et ses empoises 41a' et 41b' et le cylindre d'appui supérieur 5', respectivement m_d est la masse de l'équipement inférieur.
• m_e est la masse des deux bas des colonnes 2, 2' et des empoises d'appui inférieures 51a à 51b.
• k_a est la raideur des deux hauts de s colonnes 2, 2'.
• k_b est la raideur hydraulique des vérins de serrage 6a, 6b considérés pour un remplissage moyen en huile.
• k_c est la raideur de la liaison entre l'empoise d'appui supérieure 51a', 51b' et le cylindre d'appui supérieur 5'.
• k_d est la raideur du à l'aplatissement des cylindres et la raideur du à la tôle.
• k_e est la raideur de la liaison entre l'empoise d'appui inférieure 51 a, 51 b et le cylindre d'appui inférieur 5.
• k_f est la raideur des deux bas des colonnes 2 et 2'.

[0048] Une cage de laminoir peut ainsi être modélisée de manière assez précise lorsque l'on veut étudier l'influence des diverses parties constitutives sur le phénomène vibratoire. Mais on peut aussi simplifier les calculs en ne conservant qu'une modélisation du type représenté sur la figure 3b. Une telle modélisation est en général suffisante pour étudier l'effet d'un amortisseur extérieur C ajouté à une cage de laminoir, pour essayer de remédier au problème des vibrations. Les valeurs de M, K et C sont alors prises par combinaison de toutes les masses d'inerties et des raideurs selon les lois bien connues de la mécanique des vibrations pour le montage en série et en parallèle des résonateurs.

[0049] La figure 3c montre la modélisation d'un dispositif d'amortissement de type connu dans l'art antérieur, comportant une masse d'inertie m, encore dite masse de vibration, reliée à la cage de laminoir de masse M et de raideur K par un système de ressort k et un amortisseur visqueux c.

[0050] La figure 3d est un diagramme montrant la réponse en fréquence d'un tel système avec, en abscisse, la fréquence ν de la force d'excitation indiquée en Hertz et, en ordonnée, la fonction de transfert Y/F telle qu'indiqué plus loin. La courbe en pointillé montre la réponse de la cage seule et la courbe en trait plein la réponse du système d'amortissement schématisé sur la figure 3c.

[0051] Il apparaît que la réponse d'un tel système à plusieurs degrés de liberté comporte au moins deux pôles. L'atténuation peut être forte mais elle nécessite d'accorder le dispositif d'amortissement sur la fréquence du phénomène à atténuer car la bande passante de chaque pôle est étroite. Plus le dispositif proposé comportera de raideurs et plus il y aura de pôles et de nécessité à accorder la bonne résonance du dispositif avec la fréquence d'apparition du phénomène de «chatter» sur la cage de laminoir.

[0052] Dans le procédé de l'invention dont le fonctionnement est schématisé sur les figures 4, 5, 6, 7, on réalise une liaison entre la masse de vibration 8 et la partie supérieure 21 des montants 2 qui ne comporte pas de raideur de liaison, ou du moins dont la raideur est infiniment grande et qui est réalisée par un matelas 83 d'un fluide incompressible et visqueux. L'ensemble du dispositif 9 de l'invention est représenté sur les figures 1 et 2. La cage de laminoir 1 est d'un type classique décrit plus haut. Les montants 2 et 2' constituent une cage de laminoir dans laquelle est disposée une pluralité de cylindres sensiblement dans un même plan P sensiblement vertical. Une paire de cylindres de diamètre relativement faible 4, 4' constitue les cylindres de travail en contact direct avec le produit B. Ils sont montés rotatifs dans des paliers 41, 41' encore nommés empoises et pouvant coulisser verticalement dans une fenêtre ménagée dans les montants. De manière relativement connue ces empoises sont guidées dans des blocs hydrauliques 7 installés dans les fenêtres des colonnes 2, 2' et permettent de disposés de moyens de cintrage des cylindres de travail.

[0053] Les cylindres de travail sont appuyés sur des cylindres de soutien 5, 5', eux aussi montés rotatifs dans des paliers ou empoises 51a, 51 b, 51'a, 51'b pouvant coulisser verticalement dans les fenêtres ménagées dans les montants 2, 2'. La force nécessaire à la réduction de l'épaisseur du produit B est fournie par exemple par des vérins hydrauliques de serrage 6a, 6b qui sont installés par exemple dans la partie supérieure des montants 2, 2'. Ils exercent leur effort sur les extrémités du cylindre d'appui supérieur 5' par l'intermédiaire des paliers 51'a, 51'b. A l'opposé le cylindre d'appui inférieur est bloqué verticalement en bas de la cage par ses paliers 51a, 51b qui sont directement en appui sur le fond de la fenêtre ménagée dans les montants 2, 2'.

[0054] Selon l'invention, on installe sur chaque sommet 21, 21' des montants 2, 2' une structure 8a, 8b susceptible de recevoir au moins une masse de vibration 82a, 82b.

[0055] La structure 8a, 8b peut avantageusement avoir une partie de forme creuse 81a, 81b pour constituer le cylindre d'un vérin hydraulique et les masses de vibration comportent une extrémité en saillie formant le piston de ce vérin hydraulique. La cavité formée à l'intérieur de ce vérin est remplie d'un fluide incompressible constituant le matelas 83 qui réalise une liaison sans raideur entre le sommet 21 des montants de la cage de laminoir et la masse de vibration 8 destinée à l'amortir.

[0056] D'une manière générale, les amortisseurs à huile ont des modes de réalisation bien connus comme, par exemple dans le domaine de l'automobile. Pour obtenir l'effet d'amortissement, l'huile est comprimée dans une chambre de vérin et en général peut s'échapper par un orifice calibré qui limite la vitesse d'écoulement du fluide du fait de sa viscosité. Cet orifice calibré est encore appelé étranglement ou étrangleur.

[0057] Il faut alors un dispositif de rappel pour ramener l'amortisseur dans son état de départ en pompant le fluide dans la chambre où il se trouvait au démarrage du cycle et retrouver une capacité d'amortissement. Par ailleurs après un certain temps de fonctionnement ou après un certain nombre de cycles de fonctionnement l'amortisseur n'est plus en mesure d'assurer sa fonction. En effet le vieillissement de la réserve d'huile, ou encore la diminution voire la perte de cette réserve dans les fuites du dispositif le rendent inefficace. Le dispositif de rappel est en général un ressort qui présente l'inconvénient d'introduire une raideur en parallèle avec l'amortisseur proprement dit, et donc, comme cela a été dit, d'introduire plusieurs degrés de liberté, et, par conséquent, de pôles dans la réponse en fréquence et de nécessiter un accord précis.

[0058] Pour éviter cet inconvénient, dans un dispositif selon l'invention, le matelas d'huile 83 est maintenu en circulation en permanence par une pompe 91. Un réservoir 90 peut être avantageusement installé sur la masse de vibration 82. L'huile circule sous l'action de la pompe 91, elle est introduite dans la chambre du vérin à l'aide de tuyauteries adéquates par des orifices percés dans le corps du vérin constitué par la structure 81 ou, selon les commodités de la réalisation pratique, percés au travers de la partie constituant le corps du vérin 82. Un conduit d'évacuation est réalisé d'une manière semblable et l'huile retourne au réservoir en passant au travers d'un orifice de calibre réglable 92 qui constitue l'étranglement. Un tel dispositif est donc maintenu en permanence dans une position de fonctionnement et ne voit pas ses caractéristiques évoluer dans le temps, l'huile étant renouvelée en permanence et le réservoir étant d'une capacité suffisante par rapport à la quantité de fluide nécessaire au maintien du matelas de fluide de hauteur h. Selon une disposition essentielle de l'invention l'épaisseur h du matelas de fluide 83 est mesurée par un capteur approprié, ou son niveau est détecté de façon à commander la pompe pour maintenir le niveau sensiblement constant. L'énergie de vibration absorbée est dissipée par le fluide dans l'étrangleur ainsi qu'une partie de la puissance permanente utilisée pour la circulation du fluide dans l'ensemble du circuit. Il est donc souhaitable de prévoir sur le circuit de circulation de l'huile un dispositif réfrigérant de manière à éviter une élévation de température trop importante du fluide. De tels dispositifs peuvent être installés en série dans le circuit du fluide ou faire l'objet d'un montage en dérivation, mais ils sont bien connus de l'homme du métier et il n'est pas besoin de les décrire d'avantage.

[0059] Il est donc ainsi possible dans le dispositif de l'invention, et selon les besoins d'amortissement de la cage de laminoir considérée, de disposer une masse de vibration 82 de valeur plus ou moins élevée dans la structure 8, de même on pourra selon les besoins prévoir une hauteur h plus ou moins importante pour le matelas de fluide 83.

[0060] Il est aussi avantageux, et de manière à obtenir l'amortissement optimal de régler l'étrangleur ce qui permet de faire varier l'énergie absorbée, ou d'utiliser un fluide de viscosité adaptée, par exemple une huile dont on choisira ses caractéristiques d'écoulement en fonction des besoins. Tous ces paramètres constituent des moyens de détermination ou de réglage des performances du dispositif d'amortissement.

[0061] La modélisation d'un tel dispositif est représentée sur les figures 4 et 5.

[0062] La figure 4 illustre un schéma à un seul degré de liberté, il permet de déterminer le comportement global du système et de dimensionner les masses de vibration à installer, les débits à prévoir ainsi que les pompes. La figure 5 illustre une modélisation plus précise qui reprend la modélisation de la cage de laminoir déjà décrite précédemment.

[0063] On ajoute un dispositif d'amortissement composé d'une masse m et lié à la cage par amortisseur visqueux c et l'on peut prendre en compte la masse m_f du support et la raideur k_g de la liaison avec ce dernier. Dans le dispositif de l'invention la masse de vibration est directement liée à la cage de laminoir par le matelas de fluide.

[0064] Or la compression d'un fluide est donnée par la relation :

[0065] Cette relation montre que la variation relative de volume est liée à la variation de pression par la compressibilité isotherme : χ_T. Or dans une réalisation comme celle décrite il est possible de fonctionner à l'aide d'une pression hydraulique faible, de l'ordre de quelques bars. La variation de pression possible sera donc, elle aussi, faible et le fluide peut alors être considéré comme incompressible, ce qui permet de considérer la raideur k_g de la liaison comme étant infinie.

[0066] Par ailleurs le fluide utilisé dans le procédé de l'invention doit être visqueux, c'est en effet l'écoulement dans l'étrangleur qui dissipera l'énergie des vibrations intempestives.

[0067] On peut donc choisir un coefficient d'amortissement ε du dispositif d'amortissement par le choix approprié du fluide, et en particulier le choix de l'huile et de sa viscosité.

[0068] La viscosité cinématique intervient dans les calculs théoriques et les modélisations, elle est habituellement exprimée dans les unités internationales en m² /s mais il est usuel d'utiliser un sous multiple de cette grandeur qui est la centistokes (10⁶ centistokes = 1 m²/s). Dans le procédé de l'invention on a considéré l'emploi d'huiles de viscosité au moins égale à 50 centistokes. Le choix des huiles permet de faire varier cette grandeur jusqu'à plusieurs centaines de centistokes, et ceci d'autant mieux que cette grandeur dépend de la température, ce qui donne aussi un moyen supplémentaire de la faire varier, donc de régler les paramètres du procédé d'amortissement.

[0069] Un procédé d'amortissement d'une cage de laminoir selon l'invention présente des caractéristiques tout à fait différentes de celles des systèmes classiques et elles sont illustrées par les représentations des figures 6, 7 et 8. Il est usuel de mettre en équation le comportement d'un système à un degré de liberté, tel que représenté sur la figure 4 en calculant la réponse en fréquence du système que l'on doit amortir et celle du système auquel on a ajouté le dispositif d'amortissement, ainsi que le coefficient d'amortissement de l'ensemble. Pour cela on repère par y₁ l'ordonnée de l'extrémité libre du dispositif susceptible d'entrer en vibration de manière intempestive par rapport à un repère absolu, c'est à dire par rapport à un point dudit dispositif qui restera sans aucun mouvement pendant le phénomène. Dans le contexte de l'invention y₁ repère un point du haut des colonnes 21 de la cage de laminoir 1 par rapport à un point de la partie inférieure liée aux fondations. De la même façon y₂ repère l'ordonnée du mouvement d'un point de la masse de vibration 82a, 82b du dispositif d'amortissement 9. Soit f une force d'excitation quelconque s'exerçant sur la masse du système que l'on veut amortir, soit la cage de laminoir 1. La mise en équation s'effectue de manière classique en écrivant l'équilibre d'un système isolé et en considérant d'une part la cage de laminoir 1, et d'autre part un ensemble constitué de la cage de laminoir et de son dispositif d'amortissement 9. Dans les deux cas la fonction de transfert est

Y et F étant respectivement les transformées de Laplace du déplacement y₁ d'un point du système et de la force d'impulsion f.

[0070] La réponse en fréquence est représentée sur la figure 6. On remarque sur cette figure une caractéristique du procédé de l'invention en comparant sa forme à celle de la réponse en fréquence des dispositifs selon l'art antérieur représenté sur la figure 3d.

[0071] Pour une même amplitude de résonance du dispositif que l'on souhaite amortir, la réponse en fréquence du dispositif d'amortissement présente une amplitude moindre que celle des dispositifs connus, mais elle a l'avantage d'avoir un seul pôle car, comme indiqué plus haut, un dispositif selon l'invention n'introduit pas de raideur supplémentaire.

[0072] II apparaît que la bande passante du dispositif de l'invention est élargie par rapport à celle des dispositifs connus ce qui fait qu'il n'est pas besoin d'accorder le dispositif sur la fréquence du phénomène gênant. Cette bande passante est en effet plus large que le spectre des fréquences selon lesquelles le phénomène de «chatter» se produit. Il faut cependant dimensionner les différents composants du dispositif d'amortissement selon l'invention de manière à avoir une efficacité suffisante vis à vis des masses et des raideurs constituant le dispositif à amortir. L'étude théorique montre que l'amplitude de l'amortissément, ainsi que la largeur de spectre couvert sont d'autant plus élevés que la masse de vibration m est importante. Dans la pratique il est évidemment nécessaire de pouvoir installer les masses d'amortissement 82a, 82b, dans leurs structures de support 81a, 81b ainsi que l'ensemble du dispositif 9.

[0073] Un autre avantage important de l'invention est la facilité d'installation de ce dispositif 9.

[0074] En effet il est situé en haut de la cage, fixé sur les sommets 21a, 21b des montants 2a et 2b à un endroit ou il y a en général de la place disponible sur une cage de laminoir.

[0075] Il peut y être installé à demeure car cette zone n'est jamais concernée par l'exploitation opérationnelle du laminoir et ne nécessite aucun démontage ou remontage lors des différentes phases des opérations. Malgré tout la place est cependant limitée à la place disponible au sommet des colonnes 2a, 2b et il peut être nécessaire d'optimiser l'ensemble des paramètres. Le dimensionnement des masses de vibrations installées dans les structures de support 81a, 81b va permettre de centrer le spectre d'action du dispositif d'amortissement sur la bande de fréquence de la zone d'apparition du phénomène indésirable du «chatter».

[0076] D'une façon générale, l'étude de la fonction de transfert, représentée par Y/F, permet de faire cette optimisation. On peut extraire de cette fonction le taux d'amortissement ξ qui est l'amortissement de l'ensemble du système. Ce taux est une grandeur sans dimension dont la valeur est comprise entre 0 et 1. Une valeur proche de 0 représente un système oscillant et une valeur proche de 1 représente un système complètement amorti qui aura une réponse à une impulsion de force sans aucune oscillation. Le taux ξ est une fonction des caractéristiques du dispositif à amortir, et aussi des caractéristiques du dispositif d'amortissement lui même. En particulier, dans le procédé de l'invention, ce taux, qui donne la valeur de la performance du système, dépend des valeurs de la masse de vibration 82a, 82b, du coefficient d'amortissement ε, qui est l'amortissement apporté par le dispositif d'amortissement, défini par l'étrangleur 92 et la viscosité de l'huile utilisée, et de la hauteur h du matelas d'huile.

[0077] Les variations de ce taux d'amortissement sont représentées sur la figure 7. La forme de ces courbes sont une caractéristique du procédé de l'invention, elle est en particulier due au fait qu'il n'a pas été introduit de raideur supplémentaire grâce à l'utilisation du matelas d'huile en circulation dont le niveau est régulé comme organe de liaison directe de la masse de vibration avec le dispositif à amortir.

[0078] Comme cela a été indiqué précédemment, on peut définir une hauteur optimale du matelas d'huile correspondant à la raideur du système d'amortissement k_g permettant d'amortir au mieux les vibrations de la cage. Cette raideur sera de toutes façons très élevée, surtout si on utilise de l'huile à basse pression, mais le réglage de la hauteur du matelas d'huile permet tout de même d'avoir une certaine plage d'ajustement.

[0079] Les courbes de la figure 7 ont été tracées pour différentes valeurs de la masse de vibration et représentent le taux d'amortissement ξ de l'ensemble de la cage de laminoir en fonction du coefficient d'amortissement propre ε apporté par le procédé de l'invention. On remarque donc qu'il existe une valeur optimale de la valeur de ε pour avoir un système amorti au maximum. Selon la valeur de la masse de vibration installée et la nature du fluide visqueux choisi, ainsi que la valeur optimale h de l'épaisseur du matelas de fluide en circulation, on pourra donc régler l'étrangleur 92 pour avoir la valeur souhaitée pour le taux d'amortissement ξ et cela conditionnera le débit à fournir par la pompe 91.

[0080] Une autre représentation des caractéristiques du procédé de l'invention est donnée sur la figure 8 sous forme tridimensionnelle. La surface représente, pour une masse de vibration déterminée, la fonction de transfert T = Y/F en fonction de la fréquence ν de la force d'excitation f et du coefficient d'amortissement ε. Cette représentation met en évidence un réglage optimal pour une bande de fréquence centrée sur la zone de fréquence du «chatter».

[0081] Tout le dispositif de l'invention peut être réglé une fois pour toutes lors de sa mise en place. C'est un autre avantage du procédé de l'invention car il ne nécessite aucun réglage ou ajustement au cours de l'exploitation de l'installation de laminage. Il n'a en particulier pas besoin d'être accordé après le changement des cylindres de travail ou celui des cylindres d'appui.

[0082] D'une manière pratique les études théoriques et les expérimentations de la déposante ont montré que l'installation d'une masse de vibration de 5 tonnes en haut de chaque colonne permet d'obtenir de très bons résultats. Cette installation sur un dispositif du type vérin hydraulique permet de fonctionner à une pression de l'ordre de 2 bars et la puissance nécessaire de la pompe est de l'ordre de 1kW.

[0083] Ainsi pour une cage de laminoir dont le taux global d'amortissement ξ a une valeur de l'ordre de 4%, le procédé de l'invention permet d'augmenter le taux global de 1,5% à 2% pour le porter à une valeur de l'ordre de 6%. Autrement dit le procédé selon l'invention permet d'augmenter de 50% la valeur du taux d'amortissement d'une cage de laminoir.

[0084] D'une manière pratique si on considère un laminoir tandem pour lequel la vitesse typique d'apparition du phénomène de «chatter» est de 1400 m/min, le dispositif de l'invention permettra d'augmenter cette vitesse d'une valeur pouvant aller jusqu'à 240 m/min. c'est donc directement une augmentation de productivité de l'installation de 17% qui pourra ainsi être obtenue par le procédé de l'invention.

[0085] Mais l'invention n'est pas limitée au seul mode de réalisation décrit. Ainsi on pourra réaliser de différentes manières la circulation du fluide alimentant le matelas 83 d'huile et disposer l'orifice d'étranglement 92 sur un orifice d'une des parties constituant les vérins 82, 83 ou bien sur la tuyauterie. De même on pourra réaliser la régulation de la hauteur h du matelas 83 de différentes façons, à l'aide d'un capteur de position de d'une pompe à débit variable ou bien à l'aide de détecteurs de niveaux et d'un dispositif de conjonction/disjonction tout en restant dans le domaine de l'invention.

[0086] La réalisation du dispositif permettant de constituer le matelas d'huile dans une enceinte étanche pourra aussi donner lieu à toutes les variantes possibles sans sortir du domaine de l'invention.

[0087] De même les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Revendications

1. Procédé actif d'amortissement des vibrations dans une cage de laminoir (1) du type comportant deux montants (2a, 2b) entre lesquels sont disposés un ensemble de cylindres (4,5) empilés dans un plan sensiblement vertical (P) et montés rotatifs dans des empoises (41, 51) formant palier, lesquelles sont montées coulissantes verticalement entre des surfaces de guidage (52) ménagées le long desdits montants, procédé dans lequel l'énergie de vibration est amortie par au moins deux masses de vibration reliées respectivement à chacun des montants de la cage par un moyen de liaison réglable, caractérisé par le fait que chaque masse de vibration est reliée directement à la partie supérieure du montant correspondant par un matelas de fluide incompressible contenu dans une chambre de vérin hydraulique limitée par deux éléments coulissant l'un dans l'autre, respectivement un premier élément constituant au moins une partie de la masse de vibration et un second élément fixé directement sur la partie supérieure du montant et que, en cours du laminage, l'épaisseur dudit matelas de liaison est maintenue en permanence à une valeur sensiblement constante.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide incompressible constituant le matelas de liaison est maintenu en circulation permanente dans un circuit extérieur branché sur la chambre du vérin, entre des moyens d'évacuation du fluide avec un débit réglable et des moyens de retour dans ladite chambre.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les débits d'évacuation du fluide vers le circuit extérieur et de retour dans la chambre du vérin sont réglés de façon à maintenir l'épaisseur du matelas de fluide à une valeur optimale sensiblement constante.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un capteur de position monté sur la masse de vibration (82a, 82b) donne en permanence l'épaisseur (h) du matelas de fluide (83) de liaison.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur (h) du matelas de fluide (83) est réglée à l'aide de l'indication du capteur de position, des moyens d'alimentation (91) en fluide et en utilisant une boucle de régulation.

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (h) du matelas de fluide (83) est réglée de manière à régler la valeur de la raideur du système d'amortissement à une valeur optimale.

7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le réglage du débit de circulation du fluide du matelas de fluide (83) à l'aide des moyens d'évacuation (92) de calibre réglable permet de déterminer un coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement (9) ayant une valeur optimale.

8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la valeur de la masse de vibration (82a, 82b) située au dessus de chaque montant (2a, 2b) est réglée de façon à déterminer un coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement (9) ayant une valeur optimale.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on sélectionne une combinaison des valeurs des réglages de l'épaisseur (h) du matelas (83) de fluide, du débit du fluide alimentant ledit matelas et de la valeur de la masse de vibration (82a, 82b) située au dessus de chaque montant, donnant une valeur optimale de la raideur et du coefficient d'amortissement du dispositif d'amortissement (9), permettant de centrer la bande passante dudit dispositif d'amortissement (9) sur la fréquence de vibration de la cage de laminoir (1).

10. Dispositif d'amortissement des vibrations dans une cage (1) de laminoir comportant un ensemble de cylindres (4,5) superposés, à axes parallèles, disposés le long d'un plan sensiblement vertical et montés rotatifs, à leurs extrémités, chacun sur deux empoises formant palier, montées coulissantes entres des surfaces de guidage ménagées le long de deux montants de la cage, chaque montant étant associé à une masse de vibration reliée à une partie supérieure dudit montant, par un moyen de liaison réglable, caractérisé par le fait que le moyen de liaison de chaque masse de vibration avec montant correspondant est constitué d'au moins un matelas de fluide incompressible contenu dans une chambre d'au moins un vérin hydraulique limitée par deux éléments de vérin montés coulissants l'un dans l'autre de façon étanche, respectivement un premier élément constituant au moins une partie de la masse de vibration et un second élément fixé sur la partie supérieure dudit montant, et que chacun desdits vérins est associé à un moyen de maintien permanent de l'épaisseur dudit matelas de fluide à une valeur sensiblement constante.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque vérin est branché sur un circuit extérieur de mise en circulation permanente du fluide contenu dans la chambre dudit vérin, entre un circuit d'évacuation du fluide contenu dans la chambre du vérin, muni d'un moyen de réglage du débit évacué, et un circuit de retour du fluide dans la chambre du vérin.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le circuit d'évacuation du fluide est muni d'un orifice de calibre réglable formant un étrangleur (92) de réglage de la vitesse d'écoulement du fluide dans ledit circuit d'évacuation.

13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la chambre de chaque vérin hydraulique monté sur la partie supérieure d'un montant correspondant de la cage comporte au moins un orifice de sortie du fluide relié à un réservoir par un circuit d'évacuation muni d'un moyen de réglage du débit évacué et au moins un orifice d'entrée relié au réservoir par un circuit de retour muni d'une pompe à débit réglable.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le débit de la pompe de retour du fluide est régulé à partir d'une mesure, par un capteur, de l'épaisseur du matelas de fluide dans la chambre du vérin, pour le maintien de ladite épaisseur à une valeur sensiblement constante.

15. Dispositif d'amortissement d'une cage de laminoir (1) selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le fluide utilisé est de l'huile de viscosité supérieure à 50 centistokes.

Claims

1. An active method for absorbing the vibrations in a roll stand (1) of the type including two posts (2a, 2b) between which a set of cylinders (4,5) are stacked up in a substantially vertical plane (P) and mounted rotatably in chocks (41, 51) forming a bearing, which are mounted slidingly vertically between guiding surfaces (52) provided along said posts, a method wherein the energy of vibrations is absorbed by at least two chatter masses connected respectively to each of the posts of the stand, by an adjustable means for linking, characterised in that each chatter mass is connected directly to the upper part of the corresponding post by an incompressible fluid mattress contained in a chamber of a hydraulic actuator limited by two elements sliding into each another, respectively a first element forming at least one portion of the chatter mass and a second element attached directly to the upper part of the post and in that, during rolling, the thickness of said linking mattress is kept permanently at a substantially constant value.

2. A method according to claim 1, characterised in that the incompressible fluid forming the linking mattress is kept in a steady flow in an outer circuit connected on the chamber of the actuator, between fluid exhaust means with an adjustable flow rate and return means into said chamber.

3. A method according to claim 1, characterised in that the exhaust flow rates of the fluid towards the outer and return circuit in the chamber of the actuator are adjusted so as to keep the thickness of the fluid mattress at a substantially constant optimum value.

4. A method according to claim 3, characterised in that a position sensor mounted on the chatter mass (82a, 82b) gives the thickness (h) of the linking fluid mattress (83) permanently.

5. A method according to claim 4, characterised in that the thickness (h) of the fluid mattress (83) is adjusted using the indication of the position sensor, the fluid supply means (91), and using a regulation feedback loop.

6. A method according to any of the previous claims, characterised in that the thickness (h) of the fluid mattress (83) is adjusted so as to adjust the stiffness value of the damping system to an optimum value.

7. A method according to one of the claims 2 to 6, characterised in that the fluid flow rate adjustment of the fluid mattress (83) using the exhaust means (92) of adjustable caliber enables to determine a damping coefficient of the damping device (9) which has an optimum value.

8. A method according to one of the claims 2 to 7, characterised in that the value of the chatter mass (82a, 82b) situated above each post (2a, 2b) is adjusted so as to determine a damping coefficient of the damping device (9) which has an optimum value.

9. A method according to any of the previous claims, characterised in that one selects a combination of the adjustment values of the thickness (h) of the fluid mattress (83), of the flow rate of the fluid feeding said mattress, and of the value of the chatter mass (82a, 82b) situated above each post, said combination providing an optimum value of the stiffness and of the damping coefficient of the damping device (9), enabling to centre the band-pass of said damping device (9) on the chatter frequency of vibration of the roll stand (1).

10. A vibration absorbing device in a roll stand (1) including a set of stacked cylinders (4,5), with parallel axes, in a substantially vertical plane and mounted rotatably, at their ends, each on two chocks forming a bearing, mounted slidingly between guiding surfaces provided along two posts of the stand, each post being associated with a chatter mass connected to an upper portion of said post, by an adjustable means for linking, characterised in that the means for linking each chatter mass with the corresponding post is formed of at least one mattress of incompressible fluid contained in a chamber of at least one hydraulic actuator limited by two elements mounted tightly and slidingly into one another, respectively a first element forming at least one portion of the chatter mass and a second element attached to the upper part of said post, and that each of said actuator is associated with a means for holding permanently the thickness of said fluid mattress at a substantially constant value.

11. A device according to claim 10, characterised in that each actuator is connected on an outer unit for the steady flowing of the fluid contained in the chamber of said actuator, between an exhaust circuit of the fluid contained in the chamber of the actuator, fitted with an adjustment means of the exhausted flow rate, and a fluid return circuit in the chamber of the actuator.

12. A device according to claim 11, characterised in that the fluid exhaust circuit is fitted with an orifice of adjustable gauge forming a throttling (92) for adjusting the flow speed of the fluid in said exhaust circuit.

13. A device according to claim 11, characterised in that the chamber of each hydraulic actuator mounted on the upper section of a corresponding post of the stand comprises at least one fluid outlet connected to a reservoir by an exhaust circuit fitted with an adjustment means of the exhausted flow rate and at least one inlet connected to the reservoir by a return circuit fitted with a flow rate-adjustable pump.

14. A device according to claim 12, characterised in that the flow rate of the fluid return pump is regulated with a measurement, by a sensor, of the thickness of the fluid mattress in the chamber of the actuator, for holding said thickness at a substantially constant value.

15. A damping device of a roll stand (1) according to any of the claims 10 to 14, characterised in that the fluid used is oil having a viscosity greater than 50 centistokes.

Ansprüche

1. Aktives Dämpfungsverfahren der Schwingungen in einem Gerüst eines Walzwerkes (1) von der Art, das zwei Ständer (2a, 2b) umfasst, zwischen denen eine Baugruppe mit Zylindern (4, 5) angeordnet ist, die in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene (P) gestapelt und drehbar in ein Lager ausbildenden Lagerbuchsen (41, 51) angebracht sind, welche vertikal gleitend zwischen Führungsflächen (52) angebracht sind, die entlang der Ständer vorgesehen sind, Verfahren, bei welchem die Schwingungsenergie durch mindestens zwei Schwingungsmassen gedämpft wird, die jeweils mit jedem der Ständer des Gerüstes über ein einstellbares Verbindungsmittel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwingungsmasse direkt mit dem oberen Bereich des entsprechenden Ständers durch ein nicht zusammendrückbares Fluidpolster verbunden ist, das in einer Kammer eines Hydraulikzylinders enthalten ist, die von zwei ineinander gleitenden Elementen begrenzt wird, wobei jeweils ein erstes Element mindestens einen Teil der Schwingungsmasse darstellt und ein zweites Element direkt an dem oberen Bereich des Ständers befestigt ist, und dass, im Verlaufe des Walzvorganges, die Dicke des Verbindungspolsters ständig auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht zusammendrückbare Fluid, welches das Verbindungspolster darstellt, in einem an die Kammer des Hubzylinders angeschlossenen externen Kreislauf, zwischen den Ableitungsmitteln des Fluids mit einer einstellbaren Durchflussmenge und den Rücklaufmitteln in die Kammer, in ständiger Zirkulation gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmengen zur Ableitung des Fluids zu dem externen Kreislauf und zum Rücklauf in die Kammer des Hubzylinders dergestalt eingestellt werden, dass die Dicke des Fluidpolsters auf einem optimalen, im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionssensor, der an der Schwingungsmasse (82a, 82b) angebracht ist, ständig die Dicke (h) des verbindenden Fluidpolsters (83) angibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (h) des Fluidpolsters (83) mittels der Anzeige des Positionssensors, der Versorgungsmittel (91) mit Fluid und durch Verwenden einer Regulierungsschleife eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (h) des Fluidpolsters (83) dergestalt eingestellt wird, dass der Wert der Steifigkeit des Dämpfungssystems auf einen optimalen Wert eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es die Einstellung der Zirkulationsdurchflussmenge des Fluids für das Fluidpolster (83) mittels der Ableitungsmittel (92) mit einstellbarem Durchmesser ermöglicht, einen Dämpfungskoeffizienten der Dämpfungsvorrichtung (9) mit einem optimalen Wert zu bestimmen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Schwingungsmasse (82a, 82b), die über jedem Ständer (2a, 2b) liegt, dergestalt eingestellt wird, dass ein Dämpfungskoeffizient der Dämpfungsvorrichtung (9) mit einem optimalen Wert bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination der Werte der Einstellungen der Dicke (h) des Polsters (83) aus Fluid, der Durchflussmenge des Fluids, welche das Polster versorgt, und des Wertes der Schwingungsmasse (82a, 82b), die über jedem Ständer liegt, ausgewählt wird, wodurch sich ein optimaler Wert der Steifigkeit und des Dämpfungskoeffizienten der Dämpfungsvorrichtung (9) ergibt, wodurch ermöglicht wird, das Durchlassband der Dämpfungsvorrichtung (9) in die Mitte der Schwingungsfrequenz des Gerüstes eines Walzwerkes (1) zu legen.

10. Dämpfungsvorrichtung der Schwingungen in einem Gerüst (1) eines Walzwerkes, das eine Baugruppe mit übereinander angeordneten Zylindern (4, 5) mit parallelen Achsen umfasst, die entlang einer im Wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet und, an ihren Enden, drehbar angebracht sind, jeder an zwei ein Lager ausbildenden Lagerbuchsen, welche gleitend zwischen Führungsflächen angebracht sind, die entlang von zwei Ständern des Gerüstes vorgesehen sind, wobei jeder Ständer einer Schwingungsmasse zugeordnet ist, die mit einem oberen Bereich des Ständers über ein einstellbares Verbindungsmittel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel jeder Schwingungsmasse mit dem entsprechenden Ständer durch mindestens ein nicht zusammendrückbares Fluidpolster dargestellt ist, das in einer Kammer von mindestens einem Hydraulikzylinder enthalten ist, die von zwei ineinander auf abdichtende Weise gleitend aufgebrachten Hubelementen begrenzt wird, wobei jeweils ein erstes Element mindestens einen Teil der Schwingungsmasse darstellt, und ein zweites Element an dem oberen Bereich des Ständers befestigt ist, und dass jeder der Hubzylinder einem Mittel zum ständigen Aufrechterhalten der Dicke des Fluidpolsters auf einem im Wesentlichen konstanten Wert zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hubzylinder an einen externen Kreislauf angeschlossen ist, der das Fluid, das in der Kammer des Hubzylinders enthalten ist, zwischen einem Ableitungskreislauf des Fluids, das in der Kammer des Hubzylinders enthalten ist, der mit einem Einstellungsmittel der abgeleiteten Durchflussmenge versehen ist, und einem Rücklaufkreislauf des Fluids in die Kammer des Hubzylinders, in ständige Zirkulation versetzt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ableitungskreislauf des Fluids mit einer Öffnung mit einstellbarem Durchmesser versehen ist, die eine Drossel (92) zur Einstellung der Fliessgeschwindigkeit des Fluids in dem Ableitungskreislauf ausbildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer von jedem Hydraulikzylinder, der an dem oberen Bereich eines entsprechenden Ständers des Gerüstes angebracht ist, mindestens eine Ausgangsöffnung des Fluids, die mit einem Vorratsbehälter durch einen Ableitungskreislauf verbunden ist, der mit einem Einstellmittel der abgeleiteten Durchflussmenge versehen ist, und mindestens eine Eingangsöffnung umfasst, die mit dem Vorratsbehälter durch einen Rücklaufkreislauf verbunden ist, der mit einer Pumpe mit einstellbarer Durchflussmenge versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge der Rücklaufpumpe des Fluids ausgehend von einer Messung, durch einen Sensor, der Dicke des Fluidpolsters in der Kammer des Hubzylinders reguliert wird, um die Dicke auf einem im Wesentlichen konstanten Wert zu halten.

15. Dämpfungsvorrichtung eines Gerüstes eines Walzwerks (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Fluid aus Öl mit einer Viskosität von mehr als 50 Zentistokes besteht.

Dessins