Brevet FR2005240A1 — publié le 19691212

2005240. La présente invention concerne un joint étanche de tourillons de cylindre de laminoir. Dans le domaine des laminoirs, il est de pratique courante depuis un grand nombre d'années d'utiliser des joints ëtanehes de 5 tourillons particuliers qui ont pour but d'empêcher l'entrée du fluide de refroidissement et des battitures dans la zone de paliers et de lubrification des cylindres. Habituellement, les joints êtanches de tourillons sont mis en place sur la partie conique des tourillons de cylindres voisine de l'extrémité des 10 corps des cylindres. Le joint étanche du tourillon sert à obstruer l'espace délimité entre le palier lisse interne tournant et la plaque d'extrémité fixe du joint étanche fixée à l'empoise fixe. Ces dernières années, les vitesses de laminage ont augmenté considérablement. Le grand nombre de tours par minute des cylin-15 dres a tendance à augmenter la probabilité de séparation du joint étanche des tourillons des cylindres de laminage à cause de la force centrifuge notablement plus grande. Naturellement, cette tendance a été reconnue et des mesures ont été prise pour renforcer le joint étanche des tourillons de façon à empêcher cette 20 séparation. Une telle construction est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3«330.567. La présente invention constitue un perfectionnement en ce que l'élément de renforcement n'est pas moulé dans le joint étanche dès tourillons lorsque ce dernier est fabriqué initialement. Au 25 contraire, le joint étanche des tourillons proprement dit ; est d'abord complètement fabriqué et ensuite l'élément de renforcement y est appliqué sous la forme d'un ruban cylindrique continu et fixé d'une façon définitive par l'utilisation d'une résine ëpoxy à durcissement automatique d'une composition telle qu'elle 30 puisse résister sans se détériorer aux températures les plus élevées auxquelles le joint étanche des tourillons est toujours soumis. En fixant d'une façon définitive le ruban de renforcement au joint étanche, ce dernier est ensuite maintenu dans un état plus 35 véritablement circulaire, de sorte que lors de l'application du joint étanche à un tourillon du cylindre, il tient dans une position de conôentricité exacte afin que l'effet d'étanchéité soit uniforme sur toute la périphérie. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le ruban 6907907 2 2005240 d'acier de renforcement est fait à partir d'une bande d'acier inoxydable, dont les extrémités sont aboutées et soudées» De préférences la bande est faite aussi large que possible dans les limites acceptables de la configuration du joint efcmehe de fcou-5 rillon, de façon à fournir une résistance maximum à la force centrifuge qui s'exerce autant que possible sur toute la longueur axiale du joint étanche. Bien que la section droite du ruban de renforcement soit de préférence plate, il est bien entendu que d'autres formes pourraient être utilisées. Par exemple, le ruban 10 pourrait avoir une section droite ondulée, ou légèrement en forme de cuvette pour être concave ou convexe sans sortir du principe de base de l'invention. Une autre forme de réalisation pourrait être faite de fil métallique enroulé sur le joint étanche pour remplir l'espace disponible de façon que les spires se trouvent 15 côte à côte. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé et donnant à titre d'exemple une forme de réalisation de l'invention. Sur le dessin, 20 la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un joint étanche suivant l'invention sur lequel est disposé le ruban de renforcement ; la figure 2 est une vue à plus grande échelle du joint étanche de la figure 1. 25 En se référant à la figure 1, on voit le joint étanche de tou rillon et sa bande de renforcement représentés en position de manoeuvre sur le tourillon de cylindre d'un cylindre de laminoir. Une partie du cylindre est représentée en 2. Le tourillon 4 du cylindre part de cette dernière. La partie initiale du touril-30 Ion du cylindre est fortement conique en 6 et c'est sur cette partie que le joint étanche du tourillon indiqué en 8 est mis en place. La partie 10 du tourillon du cylindre dépasse du cylindre sur une distance convenable pour y recevoir le palier lisse 12 qui, en même temps que la partie 10 du tourillon, tourne dans le 35 manchon fixe 14 supporté par l'empoise 16 du cylindre. Le joint étanche 8 du tomïillon est introduit de force dans la position représentée sur la figure 1 en le mettant en contact avec l'extrémité du palier 12. Le joint étanche 8 du tourillon peut prendre différentes configurations de section droite suivant la 6907907 3 2005240 façon avec laquelle il doit être associé au palier 12, et à l'em-poise 16 du cylindre dans le but d'assurer l'étanchéité de la zone 18 dans laquelle l'huile s'échappant des surfaces 20 du palier s'accumule en s'acheminant vers la pompe à huile sous pression 5 (non représentée). La zone 21 qui peut recevoir une certaine petite quantité de lubrifiant des surfaces de contact externes et internes de la partie 10 du tourillon et du palier 12 est également rendue étanche. Habituellement, le joint étanche 8 est moulé sous la forme d'un ensemble circulaire monobloc fait d'une matiê-10 re solide, souple, renforcée, analogue au caoutchouc qui pourrait être comparée à la consistance d'un pneumatique d'automobile. Une forme de joint étanche qui est actuellement d'application courante est représentée sur le dessin. Ce joint étanche comprend uiB^partie de corps principale 22 ayant des brides 24 et 15 26 qui, avant d'être appliquées au tourillon du cylindre, peuvent avoir une forme comme représenté sur la figure 2 et comme indiqué par les traits mixtes 24' et 26' sur la figure 1. Ces brides sont suffisamment souples, de sorte que lorsque le joint étanche 8 est mis par le palier 12 dans la position représentée sur le tou-20 rillon du cylindre de la figure 1, les brides 24 et 26 s'adaptent à la forme du tourillon du cylindre et établissent un contact d'étanchéité étroit avec ce dernier. Un ressort à jarretière 27 peut être inclus dans la bride 24 pour augmenter la pression interne . 25 Des brides périphériques supplémentaires 28 et 30 sont utili sées pour établir un contact glissant avec des faces internes associées 32 et 34 de la plaque d'extrémité s'étendant përiphéri-quement 36. Habituellement, une sécurité supplémentaire contre l'entrée d'eau dans l'espace 18 est prévue par l'utilisation d'une 30 bague interne 38 qui vient fixement en contact avec la surface d'extrémité du cylindre 2 et avec le sommet de la jonction de la bride 26 et de la bride 30- L'extrémité externe 40 de la bague interne 38 est placée dans les limites d'une bague externe fixe 42 et d'une bride fixe 44 qui déborde vers l'extérieur de la par-35 tie interne de la plaque d'extrémité 36. La description qui précède est faite dans le but d'établir toutes les circonstances de la présente invention et de souligner l'importance de fournir une armature de joint étanche de tourillon qui maintienne le joint étanche dans une position fixe 6907907 4 2005240 étanche sur la partie conique 6 du tourillon du cylindre. Grâce à cette construction, toutes les parties du joint étanche qui sont prévues pour empêcher le passage d'eau dans la zone 18 sont maintenues en relation constante les unes avec les autres, quelle 5 que soit la vitesse de rotation du cylindre. On constate que si la partie de corps principale 22 du joint étanche 8 du tourillon peut être maintenue efficacement dans une position fixe sur le tourillon conique du cylindre, les brides d'étanchéité 24, 26, 28 et 30 maintiennent également leurs positions. 10 On se réfère maintenantes la figure 2 montrant le joint étan che de tourillon proprement dit avant son application au tourillon conique du cylindre. Sur cette vue, les bfUdes> glissantes 24, 26, 28 et 30 et un doigt 46 sont représentés dans leur état moulé initial avant d'être fléchis par leur application en service. Le 15 corps 22 du joint étanche du tourillon présente une zone circulaire plane 48 sur toute la longueur axiale entre les brides 28 et 30. Sur la zone cylindrique 48 est fermement mis en place un ruban d'acier 50. De préférence, celui-ci est fait en acier inoxydable, ses extrémités de contact étant soudées l'une à l'autre. 20 Dans la construction décrite, la bande faite d'acier dur et élastique peut avoir une épaisseur de l'ordre de 0,78 mm et une largeur de l'ordre de 25 mm. Le ruban est laminé avant son application au joint étanche du tourillon. Le ruban est appliqué en déformant de force suffisamment le joint étanche sur le tourillon, 25 de façon qu'il puisse être placé dans les limites du ruban, puis qu'il puisse fie déployer vers la position normale. Les dimensions sont réglées avec précision, de sorte que lorsque le joint étanche est en place dans le ruban, il existe un contact étroit continu, uni entre les surfaces du ruban et du joint étanche sans 30 aucune trace de déformation résiduelle du joint étanche. De préférence, il existe un faible jeu entre les bords du rbban et les bords internes des parois des brides 28 et 30 comme indiqué dans les congés 52 et 54. Le ruban étant établi dans cette position sur le joint étanche du tourillon, une résine 35 époxy y est appliquée de la façon suivante. Le joint étanche est monté à pivot autour de son axe de façon que l'axe soit dans une position vraiment horizontale. Ainsi, lorsque le joint étanche sur lequel est disposé le ruban est mis en rotation, la rotation s'effectue dans un plan vertical. La rotation est établie à une 6907907 5 2005240 vitesse de deux à trois tours par minute environ et des rayonnements de chaleur sont dirigés vers le ruban afin de porter la température de surface du ruban à 38°C. Le ruban étant à cette température et tournant à une petite vitesse, on verse lentement 5 la résine époxy sous la forme d'un fluide visqueux sur la partie supérieure du ruban. La résine est suffisamment visqueuse, de sorte qu'elle ne s'écoule pas au point inférieur de rotation du ruban. Au contraire, à cause du puissant effet de cohésion, elle s'étale sans interruption latéralement et uniformément sur le ru-10 ban pendant toute la rotation. Dès qu'une quantité suffisante de résine a été appliquée pour permettre un revêtement de résine sur tout le ruban d'une profondeur de 2,50 mm environ, l'alimentation est interrompue. Naturellement, la résine remplit les zones de coins 52 et 54 et en raison de sa tension superficielle, elle 15 s'étale uniformément sur toute la surface du ruban. La rotation du ruban se poursuit à la même petite vitesse de deux à trois tours par minute. A la fin d'à peu près chaque demi-heure, on inverse le sens de rotation du joint étanche du tourillon jusqu'à ce que le durcissement de la résine soit bien établi. La rotation 20 se poursuit jusqu'à ce que la solidification de la résine soit complète. On donne ci-après un exemple d'une résine convenant pour obtenir le résultat ci-dessus. Celle qui est vendue sous la marque de fabrique "DEVCON", appelée "DEVCONFLEX", constituant 47,6 % 25 en poids mélangée à du mastic "DEVCON" du type A constituant 52,4 % en poids s'est avérée appropriée pour obtenir un résultat satisfaisant. Une fois que le ruban d'acier a été appliqué au joint étanche du tourillon de la façon qui précède, l'ensemble est alors prêt 30 pour être appliqué au tourillon conique d'un cylindre de laminoir. Lorsqu'il est ainsi appliqué, il s'est avéré que l'aptitude d'étanchéité du joint étanche suivant l'invention quelle que soit la construction de brides qui puisse être utilisée, atteint une capacité maximum. La construction est d'une réalisation relative-35 ment peu coûteuse et simple et doit être préférée aux constructions dans lesquelles les éléments de renforcement sont moulés dans le corps du joint étanche du tourillon. On doit en outre faire remarquer que le moment d'inertie de toutes les sections droites de toute la périphérie du joint du tourillon et du ruban 6907907 6 2005240 est uniforme, de sorte qu'aucune force en équilibre instable n'est engendrée pendant une rotation à grande vitesse. Comme variante du procédé ci-dessus pour fixer le ruban en place sur le joint étanche du tourillon, on peut considérer comme 5 souhaitable pour avoir une sécurité supplémentaire de placer une mince couche de la résine époxy sur la surface 48 du joint étanche avant d'y mettre en place le ruban. En pratique, cette opération n'est pas nécessaire, mais elle est mentionnée comme variante à considérer dans le cadre de l'invention. 10 Bien que la forme de ruban de renforcement préférée soit celle décrite ci-dessus, il est bien entendu que d'autres types de rubans équivalents pourraient être utilisés. Par exemple, une série de rubans métalliques individuels qui pourraient être placés côte à côte sur la surface circulaire 48 pourraient être utilisés, ou 15 le ruban métallique pourrait être enroulé de façon que les spires soient jointives. Toutefois, le principe de l'invention ne réside pas tant dans le type de ruban de renforcement particulier utilisé que dans la fixation efficace du ruban sur une surface relativement grande ayant une dimension suffisante pour offrir une bon-20 ne stabilité à tous les éléments du joint étanche qui sont amenés à fléchir lorsque ce dernier est placé dans la position de manoeuvre sur le tourillon d'un cylindre. Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel explicatif mais nullement limitatif et que 25 l'on pourra introduire toute variante dans ses éléments constitutifs, sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées» 6907907 7 2005240. REVENDICATIONS 1. Joint étanche de tourillon d'un cylindre de laminoir, caractérisé en ce qu'il comprend un corps souple circulaire d'une forme de surface interne tronconique prévu pour se conformer de 5 façon générale à celle du tourillon conique du cylindre et d'une forme de surface externe cylindrique, une série de brides souples s'étendant à l'écart du corps qui, lors de l'application du joint étanche au tourillon, fléchissent à un degré appréciable par leur contact avec des éléments associés avec lesquels doit être réali-10 se un contact d'étanchéité au fluide, deux des brides s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du corps pour former des limites axiales de ladite surface cylindrique, un ruban métallique cylindrique venant étroitement en contact avec ladite surface cylindrique et logé axialement sur une grande partie de la dis-15 tance comprise entre les deux brides s'étendant radialement, le ruban étant fixé d'une façon définitive au joint étanche par une résine à durcissement naturel qui s'écoule initialement en place sur toute la périphérie du ruban et qui durcit ultérieurement pour recouvrir le ruban et venir en contact avec les parois oppo-20 sëes des deux brides. 2. Joint étanche suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban est venu d'une bande plate d'acier inoxydable ayant une largeur qui n'est que légèrement inférieure à l'espace compris entre les brides opposées. 25 3. Joint étanche suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la résine à durcissement automatique existe également entre le ruban et la surface cylindrique. 4. Joint étanche suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les brides comprennent également deux autres brides 30 s'étendant à l'écart des extrémités opposées du corps au delà des limites axiales du ruban, les deux autres brides étant destinées à venir en contact avec le tourillon du cylindre.