Brevet FR2326256A1 — publié le 19770429

La présente invention concerne un rouleau refroidi d'appui ou de transport, notamment pour des installations de coulée continue d'acier en barres, dont le corps et les tourillons sont traversés dans la direction de l'axe de rotation, respectivement, par un canal d'arrivée et un canal d'évacuation de réfrigérant qui sont reliés, par l'intermédiaire de de joints rotatifs coaxiaux au rouleau, à des tubes non tournants d'arrivée et d'évacuation de réfrigérant, les tourillons du rouleau étant montés dans des paliers tournants. De tels rouleaux d'appui ou de transport nécessitent un refroidissement pour empocher une détérioration du corps du rouleau par la chaleur transmise par la barre de coulée chaude. On peut utiliser deux procédés de refroidissement, à savoir un procédé consis- tant à arroser et pulvériser le rouleau å partir de ltextdrieur, l'- autre procédé consistant à faire passer, comme indiqué ci-dessus, le réfrigérant, en général de l'eau, à travers plusieurs trous ménagés dans le corps et dans les tourillons du rouleau. Le refroidissement des tourillons du rouleau sert simultanément à protéger les paliers tournants, pour autant que 1' arrivée de réfrigérant permette une évacuation de la chaleur à partir des corps de paliers. Il est connu (brevet allemand nO 2 420 514) de pourvoir le corps de rouleau d'un trou central permettant un écoulement du réfrigérant, et d'entourer le palier tournant avec une chemise de réfrigé- ration, de telle manière que le palier tournant et, le cas échéant, les joints d'étanchéité existants soient maintenus froids et que le lubrifiant du palier à rouleaux prévu soit maintenu dans les limites de lubrification imposées. Dans de tels rouleaux refroidis seulement par un trou central de passage du réfrigérant dans les tourillons, notamment dans des rouleaux massifs, il existe un risque que le palier à rouleaux et les joints d'étanchéité soient soumis à une usure accrue par insuffisance évacuation de la chaleur.On ne peut, en effet, refroidir suffisamment que des paliers tournants dont les corps sont situés sur les cotés protégés par rapport à la chaleur rayonnée par la barre coulée chaude. En général, les paliers tournants des tourillons de rouleau sont situés en même temps que les tourillons dans le flux dé chaleur rayonné par la barre coulée. La chaleur qui traverse le tourillon du rouleau doit obligatoirement autre évacuée par l'intermédiaire du roulement à rouleaux.Dans ce cas, la chaleur du tourillon passe de façon perturbatrice dans la bague intérieure du roulement à rouleaux pour parvenir dans le ré frigérant s' écoulant dans le trou central, alors que la chaleur provenant du tourillon passe par l'intermédiaire de la bague extérieure du roulement dans le réfrigerant situé 9 l'intérieur de la chemise de refroidissement dans le palier tournant. Le passaae de la chaleur dans les parties du roulement i rouleaux a par cona6- quent, une influence perturbatrice sur le maintien du film de lubrifiant et on doit remédier i cet inconvénient. L'invention a pour but de permettre, dans le cas de rouleaux d*appui ou de transport du type défini ci-dessus, de mieux isoler le palier tournant de la chaleur provenant du tourillon du rouleau Ce problème est résolu par le rouleau de linvention quoi est caractérisé en ce que sur le tourillon du rouleau, dane la zone Si- tuée i côté d'un palier tournant, est formée au moins une chambre de refroidissement tournant autour de la surface extérieure du tourillon et reliée rigidement au rouleau, cette chambre communiqaant avec au moins un conduit d'arrivée de réfrigérant lui-mme relié au canal d'introduction de réfrigérant dans le corps de rouleau et étant en communication avec au moins un conduit de décharge avec le canal d'évacuation du réfrigérant à partir du rouleau d'appui La chambre de refroidissement selon l'invention, évacue d'une part, directement de la chaleur à partir du tourillon du rouleau avant que celle-ci puisse parvenir dans le palier tournant Blle pro tège en outrez le palier tournant latéralement contre le rayonnement perturbateur de chaleur provenant de la barre de coulée du fait qu'elle reçoit directement la chaleur rayonnée et qu' elle cede cette chaleur au fluide réfrigérant.On obtient un avantage particulier dans ce cas, du fait que les conduits d arrivée et de décharge de réfrigérant sont prévus a l'intérieur du tourillon du rouleau. Le réfrigérant passant dans ces tuyaux évacue également la chaleur sl- écoulant entre l'alésage central et la chambre de refroidissementc de eorte que toute la section droite du tourillon du rouleau est soumise a un refroidissement uniforme qui permet d'obtenir un ey8- tème de protection efficace du palier tournant. L'invention rend superflue l'utilisation d'un système partie lier de refroidissement du corps de palier tournant avec la chemise de refroidissement de type connut de sorte qu'on peut agencer encore plus simplement le corps du palier tournante Suivant une autre csractéristique de ltinventionss on obtent un refroidissement particulièrement intenae de la section droite du tourillon du rouleau en adoptant le principe d'une déviation du couve rant de réfrigérant erécoulant dans la direction de l'axe du rouleau l'intérieur du rouleau d'appui selon l'invention, en prévoyant que son canal d'arrivée de réfrigérant est obturé à l'aide d'une pièce rapportée, d'un joint d'étanchéité ou d'une partie similaire située dans la zone de la chambre de refroidissement et en ce que son conduit d'arrivée de réfrigérant commence dans la direction d écoulement du réfrigérant en avant de cette pièce rapportée, de ce joint d'étanchéité ou de cette pièce similaire, alors que son conduit d'évacuation de réfrigerant débouche en arrière dans le canal d'arrivée de réfrigérant. Pour pouvoir réaliser la chambre de refroidissement selon l'invention, indépendamment de la fabrication du tourillon du rouleau, il est prévu, suivant une autre caractéristique de l'invention que la chambre de refroidissement soit constituée par un manchon qui comporte des bords en forme de brides à l'aide desquelles il peut être engagé de façon étanche sur des épaulements correspondants du tourillon du rouleau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, i1 est prévu des bagues d'étanchéité dans les bords en forme de brides du manchon constituant la chambre de refroidissement. La chambre de refroidissement agencée selon l'invention peut Entre réalisée en pratique suivant deux modes de cohstruction. Les chambres de refroidissement sont soudées ou brasées, dans une série de carters circulaires rectangulaires ou carrés, sur la périphérie du tourillon du rouleau et participent ainsi à tous les mouvements de flexion du tourillon. On peut, cependant, également, réunir plusieurs chambres individuelles de refroidissement sous la forme d'une seule chambre annulaire de manière à réduire le nombre de conduits d'arrivée et de décharne de réfrigérant. Une telle chambre annulaire unique qui est formée par le manchon se comporte, du fait de la prévision des bagues d'étanchéité, élastiquement par rapport aux mouvements du tourillon du rouleau, sans que l'effet désiré d'étanchéité par rapport au réfrigérant, soit perdu. Suivant une autre caractéristique de l'invention 17 esl prévu, 8 l'intérieur de de la chambre de refroidissement, des nervures directrices séparant les écoulements d'arrivée de réfrigérant et de décharge de réfrigérant. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à dea exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale du tourillon d'un rouleau d'appui ou de transport selon l'invention dans la zone d'un palier tournant, la coupe étant faite suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 2 est une vue en coupe, perpendiculaire à l'axe du rouleau et correspondant à la ligne de coupe I-I de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe axiale du tourillon de rouleau faite suivant la ligne IV-IV de la figure e 4, - la figure 4 est une vue en coupe perpendiculaire à l'axe du rouleau, faite suivant la ligne III-III de la figure 3, - la figure 5 est une vue faite dans la direction indiquée par V sur la figure 3. Le rouleau d'appui ou de transport selon l'invention (figure 1) comporte un corps 1 dont le tourillon 2 a la forme d'un col de bouteille. Ce rouleau est monté, par l'intermédiaire des tourillons 2a, dans un ou plusieurs paliers à rouleaux 3 qui sont fixés dans le palier tournant 4 à l'aide de couvercles boulonnés Sa, 5b. Le dessin représente un rouleau d'appui ou de transport du type coulé et mas sift les caractéristiques qui vont être décrites dans la suite sont cependant, applicables à des rouleaux d'autres structures. Dans l'alésage central la est disposé un tube intérieur concentrique 6 qui constitue un canal d'arrivée de réfrigérant 7 dans lequel le réfrigérant s'écoule dans la direction de la flèche. s extrémité, non représentée, du rouleau, le réfrigérant est dévié et renvoyé dans le tube intérieur 6 et il s'écoule par le canal de décharge 8 ainsi constitué de façon à sortir du rouleau dans la direction de la flèche La chambre de refroidissement 9 est délimitée par le manchon 10 et par la surface extérieure 11 du tourillon et elle est alimentée par le conduit d'arrivée en réfrigérant 12 provenant du canal 7, le réfrigérant sortant de la chambre 9 par l'intermédiaire du conduit de décharge 13, dans le sens de la flèche.Le manchon 10 comporte des bords 1Oa, 10b, en forme de brides dans lesquels sont disposées des bagues d'étanchéité 14 qui coopèrent avec des épaulements cylindriques 2b, 2c du tourillon 2, de façon à empêcher les fuites de réfrigérant. Le principe de l'invention permet, comme indiqué ci-dessuat une répartition du réfrigérant dans la section du tourillon de rouleau 2. À l'aide de la pièce rapportée 15, qui ne doit pas obligatoirement être montée de façon complètement étanche, le canal d'arrivée de réfrigérant 7 est obturé, comme indiqué sur la figure 1. Le réfrigérant parvient, par l'intermédiaire du conduit d'arrivée 12 dans la chambre de refroidissement 9g il traverse celle-ci dans la direction des flèches 16, 17 (comme indiqué sur la figure 2) puis il revient dans le conduit de décharge 13. Plus la section droite du tourillon 2 à refroidir est grande, plus on doit prévoir de conduits d'arrivée 12 ou de conduits de décharge 13 de réfrigérant. Le mode de réalisation de la figure 3 se différencie du mode de réalisation précédemment décrit en ce que tous les conduits d'arrivée de réfrigérant 12 et les conduits de décharge de réfrigérant 13 pour les chambres de refroidissement 9 sont placés dans le plan de symétrie vertical. Cette disposition est suffisante pour maintenir le tourillon de rouleau à l'état froid. En outre, on obtient une augmentation de l'écoulement dans la direction périphérique (comme indiqué par la flèche 18) de la chambre de refroidissement 9 à l'aide des nervures directrices 19 (figure 4).Le réfrigérant pénètre, par exemple en provenance des conduits dtarrivée 12a,(12b} dans la chambre de refroidissement 9, il s'écoule dans la direction périphérique sur la moitié de la circonférence et il pénètre ensuite dans le conduit de décharge 1 3b (1 3a) qui est placé dans la direction opposée et qui constitue dans la chambre de refroidissement Ù l'orifice de sortie. Cette direction d'écoulement est établie à l'aide des nervures directrices 19 qui canalisent le réfrigérant dans la direction désirée lors de son entrée dans la chambre de refroidissement 9 et lors de sa sortie de cette dernière. Sur la figure 5, sont indiquées par des flèches les directions d'écoulement du réfrigérant dans les conduits d'arrivée 12a, 12b et dans les conduits de décharge 13a, 13b. Les nervures directrices 19 sont alors situées respectivement entre les embouchures d'un conduit d'arrivée et d'un conduit de décharge de réfrigérant 1?a/13a ou 12b/13b. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sanie pour cela sortir du cadre de l'invention. REVgNDICAIIONS 1.- Rouleau refroidi d'appui ou de transport, notamment pour des dispositifs de coulée continue d'acier en barre dont le corps et les tourillons sont traversés dans la direction de l'axe par un canal d'arrivée et un canal d'évacuation de réfrigérant, qui sont reliés, par l'intermédiaire de joints rotatifs coaxiaux, à des tubes non tournants d'arrivée et d'évacuation de réfrigérant, les tourillons du rouleau étant montés dans des paliers tournants, rouleau caractérisé en ce que, sur le tourillon (2) du rouleau, dans la zone située à coté d'un palier tournant (4), est formée au moins une chambre de refroidissement (9), autour de la surface extérieure (11) du tourillon, et reliée rigidement au rouleau, cette chambre commu- niquant avec au moins un conduit d'arrivée de réfrigérant (12) relié au canal d'introduction (7) de réfrigérant dans le corps de rouleau (1) et étant en communication par au moins un conduit de décharge (13) avec le canal d'évacuation (8) du réfrigérant. 2.- Rouleau refroidi d'appui ou de transport selon la reven dicatio1, caractérisé en ce que son canal d'arrivée (7) de réfrigérant est obturé à l'aide d'une pièce rapportée, d'un joint d'étanchéité (15) ou d'une partie similaire située dans la zone de la chambre de refroidissement (9), et son conduit d'amenée (12) de réfrigé- rant commence dans la direction d'écoulement du réfrigérant en avant de cette pièce rapportée, de ce joint d'étanchéité (15) ou de cette pièce similaire, alors que son conduit d'évacuation de réfrigérant (13) débouche en arrière dans le canal d'arrivée de réfrigérant (7). 3.- Rouleau refroidi d'appui ou de transport selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre de refroidissement (9) est formée par un manchon (10) qui comporte des bords en forme de bride (10a, lOb) à l'aide desquels il peut être engagé de façon étanche sur des épaulements correspondants (2b, 2c) du tourillon de rouleau (2). 4.- Rouleau refroidi d'appui ou de transport selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par des bagues d'étant chéité (14) prévues dans les bords en forme de bride (10as lOb) du manchon (10) formant la chambre de refroidissement. 5.- Rouleau refroidi d'appui ou de transport selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, C l'intérieur de la chambre de refroidissement (9), des nervures directrices (19) séparant les écoulements de réfrigérant dans le conduit d'arrivée (12) et dans le conduit de décharge (13).