Brevet FR2028869A1 — publié le 19701016

i 2028869 La présente invention se rapporte à une allonge dentée à articulation, de préférence pour l'accouplement de cylindres de laminoirs ou similaires avec des pignons, allonge composée d'un arbre qui présente à ses extrémités un trèfle avec une 5 denture extérieure bombée, qui s'engage dans une denture intérieure d'une douille d'allonge avec assujettissement par la force et par la forme, mais avec mobilité angulaire. De telles allonges dentées à articulation sont utilisées en combinaison avec des cages de laminoirs, pour permettre, 10 avec le maintien d'un entraînement impeccable, une variation de l'emprise efficace entre les cylindres de laminoirs. A la suite de la variation de l'emprise entre les cylindres de laminoirs, il se produit un déplacement angulaire plus ou moins grand de l'arbre de l'allonge par rapport aux douilles, ce dépla-15 cernent angulaire pouvant par exemple être situé dans les limites de 1° à.4°. Par suite de la modification de la position angulaire de l'arbre de l'allonge par rapport aux douilles de l'allonge, résultant de la modification de l'emprise entre les cylindres de laminoirs, la denture intérieure des douilles d'arbre exécute 20 un mouvement relatif par rapport à la denture extérieure des trèfles lors de l'entraînement des allonges à articulation. Par suite du mouvement de glissement permanent entre la denture intérieure des douilles d'arbre et la denture extérieure dés trèfles, il est engendré une forte chaleur qui jusqu'ici est dissipée uni-25 quement par rayonnement. Toutefois, dans la plupart des cas, la dissipation thermique par rayonnement est généralement insuffisante, parce que le gradient de température entre les éléments d'arbre qui se réchauffent et l'air ambiant est trop faible. A la suite de la dissipation insuffisante de la chaleur, on se 30 trouve en face de surchauffes qui conduisent à une forte usure des éléments d'arbre et peuvent même avoir pour conséquence la rupture de flancs de dents. Pour diminuer le frottement de glissement entre les dentures en engagement des trèfles et des douilles d'arbre, on a déjà 35 rempli de graisse toute la tête d'allonge. Cela toutefois n'a pas permis d'éviter des surchauffes dans la tête d'allonge, étant donné qu'aux endroits du mouvement de glissement entre la denture intérieure et la denture extérieure, la chaleur absorbée par la graisse se distribue mal dans le restant de la graisse, de telle 70 02022 2 2028869 sorte qu'un gradient de température se produit déjà dans la graisse même. Pour obtenir, outre un bon graissage, également une dissi--pation thermique suffisante ou un bon refroidissement, les têtes 5 d'allonge avaient déjà été remplies d'une charge d'huile. Par rapport à une charge de graisse, une charge d'huile des têtes d'allonge présente l'avantage que l'huile réchauffée par suite du mouvement de glissement de la denture intérieure par rapport à la denture extérieure se mélange uniformément avec le restant 10 de l'huile se trouvant dans la tête d'allonge, de telle sorte que l'on obtient ainsi une température de mélange dans l'huile. L'inconvénient de ce procédé réside toutefois dans le fait qu'il est nécessaire d'utiliser des joints supplémentaires constitués par des soufflets, en caoutchouc, qui risquent d'être endommagés 15 pendant le service des allonges dentées à articulation et aussi par des actions extérieures. Des lors, la sécurité de service d'allonge à articulation de cette nature laisse à désirer. La présente invention a pour objectif de perfectionner des allonges dentées à articulation de la nature susmentionnée 20 de manière telle que la tête d'allonge peut être lubrifiée par un lubrifiant en circulation et que dès lors la chaleur engendrée dans la tête d'allonge est évacuée en continu grâce à l1 admission permanente d'huile froide et l'évacuation permanente d'huile chaude. Conformément à l'invention, cet objectif est 25 atteint en première ligne par le fait que l'arbre de l'allonge est, dans la région de l'articulation dentée ou des articulations dentées, entouré à distance par un carter non rotatif, à l'intérieur duquel un corps annulaire est monté sur l'arbre de l'allonge à rotation et de manière étanche, corps annulaire 30 présentant à son contour intérieur un canal annulaire qui d'une part est en communication avec une canalisation d'admission de liquide et dans lequel d'autre part débouchent un ou plusieurs canaux radiaux de l'arbre de l'allonge, en outre par le fait qu'au canal radial ou qu'aux canaux radiaux se raccordent à 35 l'intérieur de l'allonge un ou plusieurs canaux longitudinaux qui,dans la zone d'engagement entre le trèfle et la douille, débouchent dans une cavité de la douille, cavité qui par l'intermédiaire "de parois de guidage situés dans la douille et pénétrant dans le carter est en communication avec l'intérieur du 70 02022 3 2028869 carter, une conduite d'évacuation de liquide étant raccordée au carter, conduite qui de préférence avec interposition d'un dispositif de refroidissement est en communication avec le côté aspiration d'une pompe, dont le côté refoulement est relié à la con-5 duite d'admission de liquide. Aux fins d'empêcher l'échappement d'huile du carter, une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le carter présente, dans la zone de traversée de l'arbre de l'allonge, des parois lamellaires entre lesquelles s'engageait en laby-10 rinthe et avec un certain jeu des anneaux lamellaires situés sur l'arbre de l'allonge. Dans le même but, une autre caractéristique de l'invention prévoit que les parois de guidage de la douille de l'allonge s'engagent derrière la paroi de carter faisant face à la douille de l'allonge au moyen d'un ou de plusieurs anneaux 15 lamellaires. Grâce a ces mesures, les pertes d'huile dans le carter sont réduites au minimum. Etant donné que les allongés dentées à articulation s'engagent, aux deux extrémités de l'arbre de l'allonge, au.moyen de 20 trèfles dans les douilles d'allonge, il est particulièrement avantageux conformément à l'invention, que le canal longitudinal ou bien les canaux longitudinaux aboutissent aux deux extrémités de l'arbre de l'allonge. De ce fait on obtient de manière simple une lubrification et un refroidissement des têtes d'allonge aux 25 deux extrémités de l'allonge à articulation. Conformément à l'invention, le corps annulaire présentant le canal annulaire et les canaux radiaux issus de ce corps annulaire peuvent être disposés dans l'arbre de l'allonge à proximité de l'extrémité de l'arbre de l'allonge qui fait face aux cylindres de laminage. 30 II peut également être utile que les canaux longitudinaux, à proximité des extrémités de l'arbre de l'allonge, aient des sections transversales réduites grâce à la mise en place de buses, et que derrière chaque buse soit formée une chambre de laquelle dérivent plusieurs canaux en direction de la cavité 35 entre le trèfle et la douille. On obtient ainsi une distribution uniforme de l'huile utilisée pour la lubrification et le refroidissement dans la cavité entre le trèfle et la douille, de telle sorte qu'il en résulte une bonne dissipation thermique. 70 02022 4 2028869 Conformément à l'invention, il peut, être utile que plusieurs arbres d'allonge s'engagent, côté pignons, dans un même carter, tandis que côté cylindres, chaque arbre d'allonge est entouré par un carter séparé, pour que les allonges dentées à 5 articulation puissent, côté cylindres, participer sans entraves à toutes modifications du serrage des cylindres. Enfin, une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'en cas d'utilisation de plusieurs carters superposés, ces carters sont maintenus en commun sur des rails de guidage a 10 réglage en hauteur et à réglage angulaire. L'invention est maintenant décrite plus en détail avec référence au dessin représentant une forme de réalisation. Les Figs. la et lb sont des vues en élévation latérale en partie en coupe d'une paire d'allonges dentées à articulation 15 disposée entre une cage à pignons et la cage à cylindres de laminage proprement dite. La Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la paire d'allonges dentées â articulation suivant la Fig. 1. Les deux allonges dentées à articulation A et B de la 20 paire d'allonges sont de construction identique. Chaque allonge présente en effet un arbre d'allonge 1 sur les deux extrémités duquel est calé un trèfle 2, présentant une denture extérieure bombée 3. La denture extérieure 3 de chaque trèfle 2 engrène avec une denture intérieure droite 5 d'une douille d'allonge 4, 25 de telle sorte que l'engagement d'entraînement par rotation est réalisé par assujettissement par la force et par la forme. Chaque trèfle 2 forme avec la douille d'allonge correspondante 4 une tête d'allonge 6 qui permet un déplacement angulaire limité, par exemple dans une gamme de 1 l/2°à 4" entre l'axe longi-30 tudinal de l'arbre de l'allonge 1 et l'axe longitudinal de la douille d'arbre 4. Il résulte des Pigs la et lb que les deux allonges dentées à articulation A et B sont chacune, par une tête d'allonge 6, en engagement d'entraînement avec une cage à pignon K servant 35 de mécanisme d'entraînement, Pig. lb,tandis que leur deuxième tête d'allonge 6 attaque avec sa douille 4 le tourillon de cylindre W des cylindres de travail d'une cage de laminoir, Fig. la. Alors que, pour ce qui concerne les pignons de la cage à pignons H servant de mécanisme d'entraînement, les 70 02022 5 2028869 distances entre les axes sont toujours les mêmes, les distances entre les axes des cylindres de travail de la cage de laminage varient d'une part en fonction du diamètre des cylindres intéressés et d'autre part en fonction des différentes emprises. 5 Les allonges dentées â articulation A et B ont la fonction, tout en maintenant la liaison d'entraînement entre les tourillons de cylindre B de la cage de laminage et la cage à pignons, de permettre des modifications de la distance entre les axes des cylindres de travail de la cage de laminage. 10 En raison du mouvement relatif de la denture intérieure 5 de la douille 4 par rapport à la denture extérieure 3 du trèfle 2 résultant du déplacement angulaire de l'axe de l'arbre 1 de l'allonge par rapport à l'axe de la douille 4 lors du mouvement d'entraînement des allonges dentées à articulation A etB , une 15 quantité considérable de chaleur est engendrée dans les têtes d'allonge. Pour éviter une forte usure découlant de l'augmentation de la chaleur et pour empêcher la rupture de dents, la tête d'allonge est, conformément à l'invention, lubrifiée avec de l'huile en circulation, cette huile produisant en même 20 temps une évacuation régulière de la chaleur hors de la zone des têtes d'allonge et dès lors un refroidissement de ceux-ci. Pour réaliser une lubrification avec circulation sur les têtes d'allonge 6 du côté de la cage de laminage, chacune des deux allonges dentées à articulation A et B est, dans la 25 région de ces têtes d'allonge 6, entourée par un carter 7 indépendant, qui est assuré contre la rotation avec le carter 7 de l'autre allonge, mais qui peut participer au mouvement angulaire de l'arbre d'allonge 1 par rapport à la douille d'allonge 4 du côté de la cage de laminage. A l'intérieur des carters 7 est 30 disposé un corps annulaire 8 lequel, comme représenté en 9 à la Pig. 2, est relié rigidement au carter. Ce corps annulaire 8 entoure l'arbre d'allonge intéressé 1 et présente à son pourtour intérieur un canal annulaire 10 séparé hermétiquement de la périphérie de l'arbre d'allonge 1. Le canal annulaire 10 est 35 en communication permanente avec une conduite d'admission il d'huile sous pression et l'arbre d'allonge 1 de chaque allonge dentée à articulation A et B présente des canaux radiaux qui débouchent dans le canal annulaire 10 du corps annulaire 8. Les canaux radiaux 12 sont en communication permanente avec un 70 02022 6 2028869 canal longitudinal 13,dans l'arbre d'allonge 1'. Le canal longitudinal 13 traverse l'arbre d'allonge 1 sur toute sa longueur, et dans ce canal longitudinal 13 sont prévues,à distance avant chaque extrémité de l'arbre d'allonge, des buses intérieures 14 5 qui débouchent dans une chambre 15 à partir de laquelle plusieurs embranchements de canal 16 passent jusqu'à la face frontale de l'arbre d'allonge l.Ils débouchent alors dans une cavité 17 formée dans la douille d'arbre 4 entre cette dernière et le trèfle 2, cavité dans laquelle est située la denture in-10 térieure 5 de la douille d'allonge 4. L'extrémité de la douille 4 qui fait face au carter 7 est équipée de parois de guidage 18 qui pénètrent latéralement dans le carter 7- Pendant le fonctionnement du laminoir, la conduite 11 ad-15 met de l'huile par exemple avec une surpression comprise entre 1 atm et 1,8 atm, dans la chambre annulaire 10 du corps annulaire 8. L'huile sous pression passe à partir de ce canal annulaire 10 à travers les canaux radiaux 12 dans le canal longitudinal 13 de l'arbre d'allonge 1 et circule dans les deux sens 20 jusqu'aux buses 14 qui rétrécissent le canal longitudinal 13 et provoquent ainsi une accumulation d'huile. A travers les buses 14, l'huile sous pression pénètre dans une chambre 15 à partir de laquelle elle passe par des canaux d'embranchement 16 dans la cavité 17. A 1 intérieur de cette cavité 17, elle pénètre 25 entre les flancs de dents de la denture intérieure 5 de la douille 4 et les flancs de dents de la denture extérieure 3 du trèfle 2 et prodiuit la lubrification. Ensuite l'huile circule le long de la paroi de guidage 18 qui constitue un orifice de fuite directement dans le carter 7. A son niveau le plus bas, chaque 30 carter 7 est relié à une canalisation de retour d'huile 19 qui alimente l'huile accumulée dans le carter par exemple à un dispositif de refroidissement. Ce dispositif de refroidissement peut être suivi d'une pompe qui est raccordée côté refoulement à la conduite d'admission d'huile 11. On obtient ainsi un cir-35 cuit d'huile permanent assurant non seulement une bonne lubrification des dents de la tête d'allonge 6 mais également une évacuation thermique efficace de la chaleur produite dans la tête d'allonge 6. 70 02022 7 2028869 On voit dans les Figs la et lb que des carters indépendants 7 sont associés seulement aux têtes d'allonge 6 côté laminoir des deux allonges dentées à articulation A et B. Les têtes d'allonge 6 côté pignons des deux allonges dentées à arti-5 culation A et B pénètrent en revanche dans un carter commun 20. Il résulte encore des Figs-la et lb que les carters 7 et 20 présentent, dans la zone de traversée de l'arbre d'allonge 1, des parois à lamelles 21 dans lesquelles s'engagent en labyrinthe et avec un jeu axial les anneaux à lamelles montés sur 10 l'arbre d'allonge 1. Il est ainsi empêché que 1' huile qui s'accumule dans les carters 7 et 20 soit projetée vers l'extérieur. Dans le même but, les parois de guidage 18 des douilles d'arbre 4 présentent également des éléments de bride radiaux qui s'engagent derrière la paroi de carter faisant face à la douille 15 d'allonge 4. Conformément à la Fig. 2, les carters 7 associés aux têtes d'allonge 6 côté laminoir des deux allonges dentées à articulation A et B sont montés à glissement en hauteur sur des rails de guidage communs 24 et peuvent également se déplacer l'un 20 par rapport à l'autre en direction axiale. Ces rails de guidage 24 protègent les carters 7 contre la rotation avec les allonges dentées à articulation A et B. 70 02022 8 2028869 REVENDICATIONS 1.- Allonge dentée à articulation de préférence pour 1' accouplement de cylindres de laminoir ou similaires avec des pignons, allonge composée d'un arbre d'allonge qui présente à ses extrémités un trèfle à denture extérieure bombée, laquelle 5 engrène avec une denture intérieure d'une douille d'allonge avec assujettissement par la force et par la forme mais à mobilité angulaire, caractérisée par le fait que l'arbre d'allonge (1) est, dans la région de l'articulation dentée ou des articulations dentées (3* 5) entouré à distance par un 10 carter non rotatif (7)., à l'intérieur duquel un corps annulaire (8) est monté sur l'arbre de l'allonge (1) à rotation et de manière étanche, corps annulaire présentant à son contour intérieur un canal annulaire (10) qui d'une part est en communication avec une canalisation d'admission d'huile (11) et 15 dans lequel d'autre part débouchent un ou plusieurs canaux radiaux (12) de l'arbre de l'allonge (1), en outre par le fait qu'au canal radial ou qu'aux canaux radiaux se raccordent à l'intérieur de l'allonge un ou plusieurs canaux longitudinaux (13s 16) qui, dans la zone d'engagement entre le trèfle 20 (2) et la douille (4), débouchent dans une cavité (17) de la douille, cavité qui par l'intermédiaire de parois de guidage (18) situées dans la douille et pénétrant dans le carter (7) est en communication avec l'intérieur du carter, une conduite d'évacuation d'huile étant raccordée au carter (7), conduite 25 qui de préférence avec interposition d'un dispositif de refroidissement est en communication avec le côté aspiration d'une pompe, dont le côté refoulement est relié à la conduite d'admission d'huile (7) (Pig. la). 2.- Allonge dentée à articulation selon la revendication 30 1, caractérisée par le fait que le carter (7 ou 20) présente, dans la zone de traversée de l'arbre d'allonge (1), des parois à lamelles (21), entre lesquelles s'engagent avec un jeu et à la manière d'un labyrinthe des anneaux à lamelles (22). situés sur l'arbre d'allonge (1) (Pig. la) 35 3.- Allonge dentée à articulation selon l'une des reven dications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les parois de guidage (18) de la douille d'allonge (4) viennent s'engager au moyen d'éléments de bride radiaux (23) derrière la paroi 70 02022 9 2028869 de carter faisant face à la douille d'allonge (4) (Fig. la). 4.- Allonge dentée à articulation selon l'une quelconque des revendications de 1 a 3, caractérisée par le fait que le canal longitudinal ou les canaux longitudinaux (13) aboutis- 5 sent aux deux extrémités de l'arbre d'allonge (1) (Fig. la) 5.- Allonge dentée à articulation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisée par le fait que le corps annulaire (8) présentant le canal annulaire (10) et les canaux radiaux (12) issus de celui-ci sont disposés dans 10 l'arbre d'allonge (1) dans la région de la tête d'allonge (6) côté cylindres (Fig. la). ■ 6.- Allonge dentée à articulation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5S caractérisée par le fait que les canaux longitudinaux (13) sont, à proximité des extrémités de 15 l'arbre d'allonge (1), rétrécis en section transversale par suite de la présence de buses (14), une chambre (15) étant prévue derrière chaque buse (14), chambre (15) à partir de laquelle plusieurs canaux d'embranchement (16) passent vers la cavité (17) entre le trèfle (2) et la douille d'allonge (4) 20 (Fig. la). 7.- Allonge dentée à articulation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6S caractérisée par le fait que du côté des pignons, plusieurs arbres d'allonge (1) s'engagent dans un carter commun (20), tandis que du côté des cylindres, 25 chaque arbre d'allonge (1) est entouré par un carter séparé (7) (Fig. la). 8.- Allonge dentée à articulation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 7S caractérisée par le fait que plusieurs carters superposés (7) sont maintenus sur des 30 rails de guidage communs (24) à mobilité en hauteur et longitudinale (Fig. 2). ,