Brevet FR2343536A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne un rouleau perfectionné, notamment du type à refroidissement interne pour la coulée continue des métaux. Il existe déjb des rouleaux de coulée continue formés par un corps cylindrique entouré d'une chemise refroidie par circulation d'eau entre le corps et la paroi interne de la chemise. La fixation de la chemise sur le corps est alors assurée, å l'une des extrémités de ladite chemise, par un cordon de soudure étanche, l'extrémité opposée qui est munie d'une garniture d'étanchéité butant libre de se déplacer par rapport au corps du rouleau. Avec un rouleau de ce type, la rigidité du corps n'est généralement pas suffisante en comparaison de celle de la chemise, pour supporter les efforts de flexion et, aux extrémités de la chemise, le corps transmet un couple de flexion rotative qui fatigue les éléments de liaison et en particulier la garniture d'étanchéité. La chemise est également très sollicitée thermi- quement au contact du produit coulé, et les matériaux normalement soudables ne possédent pas les caractéristiques mécaniques appropriées pour résister aux contraintes thermiques sans déformation pastique. Aussi, on constate qu'unie déformation permanente de la cheaise apparaît après un certain temps de fonctionnement, ce qui entraine également une détérioration de l'étanchéité coulissante. Le rouleau présente de ce fait, l'inconvénient d'exiger un important entretien. L'invention a pour but d'éviter un tel inconvénient. Elle vise essentiellement & réaliser un rouleau dont la chemise soit bloquée mécaniquement sur le corps à ses deux extrémités par frettage radial et blocage axial. L'invention a plus précisément pour objet un rouleau perfectionné, notamment du type à refroidissement interne pour la coulée continue, formé par un corps cylindrique muni de deux tourillons aptes i être supportés par des paliers, et chemisé par une virole métallique qui est montée entre deux butées axiales solidaires dudit corps, caractérisé en ce que,d'une part, la virole qui présente une épaisseur de l'ordre de 10% du diamètre du corps et une longueur de l'ordre de 80% de la distance entre paliers, est montée serrée autour du corps, sur au moins une fraction de sa longueur & partir de chacune de ses extrémités, avec un serrage å froid suffisant pour permettre la transmission du couple d'entraînement du rouleau par frottement entre le corps et la virole et pour laisser subsister à chaud un serrage résiduel, et en ce que d'autre part, les butées axiales sont positionnées au contact des faces d'extrémité de la virole sans serrage ni jeu i froid, de telle sorte que chaque extrémité de la virole reste immobile par rapport au corps cylindrique du rouleau dans la zone de serrage. Suivant une caractéristique de l'invention, au moins une butée axiale est constituée par un écrou vissé autour du corps du rouleau. Le rouleau comporte avantageusement, à chaque extrémité de la virole, un joint d'étanchéité disposé à l'intérieur d'un logement annulaire formé entre la virole et le corps du rouleau, ledit joint étant maintenu comprime par la butée axiale correspondante. Selon une variante, chaque face d'extrémité de la virole est enduite d'une colle, ou produit similaire, apte d assurer l'étanchéité entre le corps et la virole et à transmettre le couple d'entrainement du rouleau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le diamètre extérieur de la couronne de contact des butées axiales avec la virole est inférieur au diamètre extérieur de ladite virole. L'invention sera mieux comprise en se référant & la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un rouleau conforme i l'invention. La figure 2 est une vue de détail i pîtas grande échelle de ce rouleau. Sur les figures, on voit le rouleau formé par un corps cylindrique 1 muni de deux tourillons, respectivement 2 et 3, aptes i être supportés par des paliers non représentés. Le corps 1 est chemisé par une virole métallique 4 qui est montée entre deux butées axiales, respectivement 5 et 6, chacune desdites butées étant constituée, par exemple, par un écrou vissé autour du corps 1 convenablement fileté. La virole 4 possède une épaisseur qui est de l'ordre de 10X du diamètre du corps 1. Sa longueur est de l'ordre de 80% de la distance entre paliers. A chaque extrémité de la virole 4, un joint torique, tel que 7, assure l'étanchéité entre le corps 1 et ladite virole.Ce joint est disposé à l'inté- rieur d'un logement annulaire formé entre le corps 1 et la virole 4, et il est maintenu comprimé dans ce logement par l'une des butées précitées. Le corps 1 du rouleau est aménagé de manière à assurer la circulation d'un fluide réfrigérant, eau par exemple, entre la paroi externe du corps 1 et la paroi interne de la virole 4. A cet effet, l'eau est introduite dans le rouleau i travers le tourillon 2 par une conduite 8 disposée dans un canal axial 9 du corps 1, ladite conduite étant maintenue à l'intérieur dudit canal au moyen de deux bagues, respectivement 10 et 11. A l'*xtré- mité de la conduite 8, l'eau pénètre dans l'espace annulaire compris entre cette conduite et le canal 9, en amont de la bague Il. Des canaux radiaux, tels que 12, amènent l'eau dans la chambre 13, de forme annulaire, comprise entre le corps 1 et la virole 4 dans la partie médiane de ladite virole. L'eau sortant de la chambre 13 est amenée par des canaux radiaux, tels que 14, dans l'espace annulaire compris entre la conduite 8 et le canal 9, en aval de la bague 10, d'où elle est évacuée du rouleau. On va maintenant exposer les conditions de montage de la virole 4 qui est frettée sur le corps 1 i ses extrémités, c'est dire de part et d'autre de la chambre 13. La virole 4 est montée serrée à ses extrémités sur le corps I du rouleau avec un serrage à froid suffisant pour permet- tre la transmission par frottement du couple moteur d'entraine- ment du rouleau, et pour qu'un serrage résiduel subsiste à chaud en fonction de la dilatation différentielle de la virole 4 par rapport au corps 1. Par ailleurs, la virole 4 est bloquee axialement par les butées 5 et 6 amenées par vissage au contact des faces d'extrémité de'la virole sans serrage ni jeu à froid. Simul- tanément, les butées 5 et 6 maintiennent -en compression les joins d'étanchéité 7 dans le fond de leur logement. A chaud, la dilatation axiale de la virole 4, supérieure b celle du corps 1, engendre une poussée latérale sur les butées 5 et 6 et fait apparaître une tension axiale dans le corps 1 et une compression axiale dans la virole 4. Le frottement sur les filets entre les écrous de butée S et 6 et le corps 1, d'une part, sur les faces d'appui correspondantes des écrous de butée 5 et 6 et de la virole 4, d'autre part, suffit à assurer la transmission du couple d'entraînement. De manière particulièrement avantageuse, le diamètre extérieur de la couronne de contact des écrous de butée 5 et 6 avec la virole 4 est inférieur à celui de la virole 4.Cette disposition particulière autorise la dilatation locale de la surface extérieure de la virole 4 au contact du produit coulé, les butées 5 et 6 ne s'opposant alors qu'à la dilatation moyenne de la virole 4. Les conditions de montage que l'on vient de définir permettent d'éviter toute opération de soudage et autorisent l'emploi de matériaux non soudables ou difficilement soudables. La virole 4 pourra donc être réalisée en un métal à haute limite élastique capable de résister aux contraintes thermiques et mécaniques sans déformation pastique. Par suite du choix du matériau, des dimensions de la virole 4 et de ses conditions de montage sur le corps 1, on -réalise un rouleau dont la virole 4 et la partie centrale du corps 1 ont, sous la charge du produit coulé, des déformés dont les pentes sont confondues au droit des portées localisées aux extr4- mités de la virole 4 sur le corps 1. En d'autres termes, chaque extrémité de la virole reste immobile par rapport au corps 1 dans la zone de serrage. Grâce i la disposition décrite, 1'absence de déplace- ment relatif entre la virole 4 et le corps 1 permet l'utilisation de joints d'étanchéité statiques. Néanmoins, l'agencement des butées 5 et 6 en forme d'écrous permet d'accéder facilement aux joints 7 et de les remplacer si nécessaire. Bien que l'invention ait été décrite en référence B une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son domaine. L'étanchéité pourra éventuellement être assurée au moyen d'une colle, ou produit analogue, appliqué sur les faces d'extrémité de la virole, le revêtement ainsi formé étant apte à assurer la transmission du couple. Les butées axiales pourront être réalisées sous une forme différente de celle décrite, par exemple sous forme de brides fixées par des vis ou des goujons filetées axialement dans le corps autour des tourillons. Les butées peuvent être toutes deux rapportées sur le corps, ou bien une seule d'entre elles peut être rapportée, l'autre étant formée par un épaulement solidaire du corps. Les butées rapportées peuvent être des pièces cylindri driques en deux parties, avec un plan de joint diamétral, aptes à s'iboSter dans des rainures circulaires pratiquées dans la partie du corps située entre tourillon et virole. Les butées peuvent gtre en une pièce et présenter des crans ainsi que le corps, la mise en place étant assurée par un montage à baSonnette. Les faces d'appui coopérantes de chaque butée et de la virole peuvent être de forme quelconque, cônique par exemple, la face concave étant située du côté de la butée, la face convexe du côté de la virole, comme illustré sur la figure 2. La circulation de l'eau de refroidissement pourra être réalisée par tout autre moyen que celui décrit, la chambre annulaire étant par exemple remplacée, comme cela est connu, par une rainure hélicoidale aménagée sur la périphérie du corps du rouleau. Dans ce cas, le serrage de la virole sur le corps pourra être assuré sur toute la longueur de ladite virole ou seulement sur une fraction de sa longueur, b partir de ses extrémités. REVENDICATIONS 1. Rouleau perfectionné, notamment du type å refroidissement interne peur la coulée continue, formé par un corps cylindrique muni de deux tourillons aptes a autre supportés par des paliers, et chemisé par une virole métallique qui est montée entre deux butées axiales solidaires dudit corps, caractérisé en ce que, d'une part, la virole qui est réalisée en métal à haute limite élastique et qui présente une épaisseur de l'ordre de 10 % du diamètre du corps et une longueur de l'ordre de 80 X de la distance entre paliers, est montée serrée autour du corps, sur au moins une fraction de sa longueur a partir de chacune de ses extrémités, avec un serrage a froid suffisant pour permettre la transmission du couple d'entraînement du rouleau par frottement entre le corps et la virole et pour laisser subsister à chaud un serrage résiduel, et en ce que d'autre part, les butées axiales sont positionnées au contact des faces d'extrémités de la virole sans serrage ni jeu à freid, de telle sorte que chaque extrémité de la virole reste immobile par rapport au corps cylindrique du rouleau dans la zone de serrage. 2. Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une butée axiale est constituée par un écrou vissé autour du corps du rouleau. 3. Rouleau suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte, à chaque extrémité de la virole, un joint d'étancheité disposé à l'intérieur d'un logement annulaire formé entre la virole et le corps du rouleau, ledit joint étant maintenu comprimé par la butée axiale correspondante. 4. Rouleau suivant l'une des revendications 1 eu 2, caractérisé par l'application sur chaque face d'extrémité de la virole, d'une colle, ou produit similaire, apte a assurer l'étanchéité entre le corps et la virole et à transmettre le couple d'entraînement du rouleau. 5. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la couronne de contact des butées axiales avec la virole, est inférieur à celui de la virole.