Brevet FR2461154A1 — publié le 19810130

L'invention concerne un joint à croisillon, comprenant deux fourches pourvues d'alésages, dans lesquels est maintenu et axialement fixé un croisillon, éventuellement dans des corps de palier cylindriques creux contenant des éléments de roulement ou de glissement, le croisillon présentant en outre un trou central dont l'axe est perpendiculaire au plan contenant les axes de ses touril- lons et chaque fourche présentant également un trou central. On connatt des joints à croisillon (brevet n0 2 711 177 de la République Fédérale d'Allemagne destinés à être utilisés dans la construction de laminoirs et comportant un dispositif limiteur de l'angle d'inclinaison qui agit indépendamment de la position angu- laire qu'occupe le joint en rotation et indépendamment du couple à transmettre par l'arbre articulé dont le joint fait partie. Bien qu'un tel joint permette de limiter l'angle de flexion des deux parties de l'arbre articulé entre lesquelles il est prévu, dans le cas d'un changement de cylindres par exemple, il n'est pas toujours possible, s'il y a deux ou davantage d'arbres articulés, devant généralement avoir des angles d'inclinaison différents entre eux, d'orienter parallèlement toutes les parties d'arbre - ou manchons d'accouplement - à accoupler aux cylindres. Cet inconvénient est très gênant dans le cas d'un laminoir, o il faut toujours remplacer un jeu d'au moins deux cylindres. On ne peut changer des cylindres dans un temps court que si les manchons d'accouplement sont orientés conve- nablement au montage du nouveau jeu de cylindres. Partant de cet état de la technique, l'invention viseàA réaliser un arbre articulé, comportant des joints à croisillon, de manière que l'angle de flexion de chaque joint puisse être limité à toute valeur désirée pendant l'arrêt de l'arbre articulé, sans que cela entraîne une restriction ou une limitation en ce qui concerne le diamètre du cercle de révolution. Selon l'invention, un joint comme indiqué au début est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une tige qui s'étend du trou central d'une première fourche vers la deuxième fourche, à laquelle elle est reliée, et qui est reçue avec mobilité angulaire dans un élément radialement mobile de la première fourche et en ce que cet élément peut être immobilisé à toute position désirée par un dispositif de blocage. Cette solution a notamment l'avantage que l'on peut bloquer le joint à n'importe quel angle de flexion désiré, lequel angle peut être choisi indépendamment de la position angulaire de l'arbre articulé et du joint en rotation. Dans le cas d'un changement de cylindres sur un laminoir, il est donc possible de bloquer les manchons d'accouplement - recevant les tourillons des cylindres - à la position qu'ils occupaient avant le démontage du jeu de cylindres. à remplacer, les différents angles d'inclinaison des arbres arti- culés n'ayant plus d'importance. Pour assurer un blocage convenable du manchon d'accouple- ment à la position voulue, une autre caractéristique importante pré- voit que le dispositif de blocage comprend une pièce de pression commandée par voie hydraulique, pneumatique ou mécanique et guidée dans un passage axial. On obtient ainsi l'avantage que l'on peut faire appel à des moyens déjà présents sur une cage de laminoir, tel l'hydraulique, pour produire la force à exercer par le dispositif de blocage. Une autre caractéristique prévoit qu'une pièce intermé- diaire d'un matériau à coefficient de frottement élevé est disposée entre la face avant de la pièce de pression et la face tournée vers elle dudit élément et/ou la face de l'élément tournée vers l'évide- ment de la fourche. En cas d'utilisation de tellespièces intermédiaires, sous forme de garnitures de friction par exemple, il est tout a fait possible de réaliser les pièces avec lesquelles les garnitures sont en contact et qui sont en acier par exemple, de manière que, au blo- cage, les fourches soient convenablement maintenues à la position fléchie voulue. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dis- positif de blocage comprend au moins une pièce de pression qui est commandée par voie hydraulique, pneumatique ou mécanique et qui coo- père avec la tige par l'intermédiaire d'un élément sphérique. Il est notamment possible d'utiliser un ou plusieurs vérins ou cylindres de pression hydrauliques ou pneumatiques agissant à angle droit sur la tige. Il devient ainsi possible de corriger ou de modifier, également après le démontage du jeu de cylindres à 246 1 154 remplacer, l'angle sous lequel le joint avait été bloqué. Pour pouvoir bloquer selon les désirs l'ensemble d'un arbre articulé, comportant un arbre intermédiaire avec deux joints à croisillon à bloquer, un à chaque bout, il est possible, selon un autre mode de réalisation, de disposer une tige dans une première fourche de chaque joint et de relier les extrémités dirigées l'une vers l'autre des deux tiges par une barre ou un tube intérieur qui traverse tout l'arbre intermédiaire, s'étendant de la première fourche d'un joint à la première fourche de l'autre joint, et qui est supporté dans l'arbre intermédiaire, entre les deux premières fourches, par un palier qui lui laisse une mobilité angulaire. Ce palier peut être prévu à égale distance des deux joints mais aussi à des distances différentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plu- sieurs exemples de réalisation préférés mais non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'une partie d'un arbre articulé pour la commande d'un cylindre de laminoir, également repré- senté en partie, comportant un joint à croisillon selon l'invention et un manchon pour l'accouplement au cylindre; - la figure 2 est une vue semblable d'un autre arbre arti- culé pour la même application; - la figure 3 est une coupe axiale à plus grande-échelle d'un joint à croisillon comme celui de la figure 1 et comportant un dispositif de blocage hydraulique; - la figure 4 est une coupe axiale d'un arbre articulé comportant deux joints à croisillon, munis chacun d'un dispositif de blocage; - la figure 5 est une vue semblable à la figure 3 d'un joint comportant un dispositif de blocage A attaque radiale; - la figure 6 est une coupe radiale prise suivant la ligne A de la figure 5; - la figure 7 est une vue semblable montrant un dispositif de blocage selon une variante de réalisation, - la figure 8 est une vue semblable montrant un dispositif de blocage qui ne comporte qu'un seul cylindre; 246 1 15 4 - la figure 9 est une coupe axiale à plus grande échelle d'un joint à croisillon dont la tige est disposée fixe dans l'une des fourches. L'arbre articulé de la figure 1 est représenté de façon simplifiée et se compose essentiellement d'un arbre intermédiaire 1 et d'un joint 2 à croisillon. Le joint 2 possède deux fourches 3 et 4, dont les branches présentent des alésages recevant les tourillons d'un croisillon 5. La fourche 4 est d'un seul tenant avec un manchon d'accouplement 6, dont la cavité 7 de section non circulaire peut recevoir le tourillon 8 de section correspondante d'un cylindre de laminoir 9. L'entrée de la cavité 7 et l'extrémité du tourillon 8 ont des chanfreins pour faciliter l'introduction du tourillon dans la cavité. Cette figure montre clairement qu'en cas de changement de cylindres, demandant le désaccouplement du manchon 6 et du cylindre 9 et l'introduction du tourillon 8 d'un ilbuveau cylindre dans ce man- chon, cette dernière opération pose des difficultés si le lourd man- chon 6 peut pendre librement avec son ouverture vers le bas. L'arbre articulé est pourvu d'un tel manchon, transmettant le couple d'entrai- nement au tourillon 8, parce qu'il permet un accouplement rapide, s'il est convenablement orienté, c'est-à-dire aligné avec le-touril- lon 8 du nouveau cylindre 9. Une liaison par brides boulonnées, un accouplement hydraulique ou un dispositif analogue demanderait trop de temps. La limitation de l'angle d'inclinaison du manchon d'accou- plement 6 est produite par une tige 10 qui s'étend d'un trou central de la fourche 4, à travers un trou central Il du croisillon 5 et un trou central de la fourche 3, jusqu'à un dispositif de blocage 12, au moyen duquel le manchon 6 peut être bloqué à tout angle désiré par rapport à la fourche 3 et l'arbre intermédiaire 1. La figure 2 montre un arbre articulé dont l'arbre inter- médiaire 1 porte un joint 2 à croisillon à chaque bout. Les deux joints 2 contiennent chacun une tige de limitation d'angle 10, tra- versant le trou central 11 du croisillon 5 dans le joint considéré. Ce dispositif, également représenté de façon simplifiée, correspond quant à son principe à celui de la figure 1, avec la différence toutefois que les deux tiges 10, du c8té de l'arbre intermédiaire 1, sont reçues avec mobilité axiale et angulaire dans les extrémités d'une barre ou d'un tube intérieur 13. La barre intérieure 13 est supportée dans l'alésage 14 de l'arbre intermédiaire 1 par un palier 15 formé par une bague à ouverture cylindrique et surface extérieure sphé- rique, de sorte que la barre 13 peut se déplacer axialement et se mettre en biais par rapport à l'arbre intermédiaire 1. En raison de ce montage, la barre 13 agit comme un organe de transmission en ce sens que, si le palier 15 est placé au milieu entre les joints 2, l'angle d'inclinaison de la fourche extérieure d'un joint est égal mais de signe contraire à l'angle d'inclinaison de la fourche exté- rieure de l'autre joint par rapport à l'arbre intermédiaire 1. La figure 3 montre un joint à croisillon comme celui de la figure 1 mais à plus grande échelle. Comme déjà indiqué, le joint se compose essentiellement des fourches 3 et 4 et du croisillon 5 avec son trou central 11, que traverse la tige 10. Cette dernière est supportée axialement et angulairement mobile dans le trou 11 par un élément de palier 16 en forme de bague, présentant une ouverture cylindrique, par laquelle passe la tige 10, et une surface extérieure sphérique. La tige 10 est en outre supportée avec mobilité angulaire dans la fourche 4, dans le trou central 18 de celle-ci, par un autre élément de palier 17 qui permet également les mouvements angulaires de la tige. Par contre, à l'autre bout, la tige 10 est maintenue dans la fourche 3 par un élément 19 qui est radialement mobile et qui reçoit cette extrémité de-la tige 10 dans un trou central et avec interposition d'une bague 20 à surface extérieure sphérique. L'élé- ment 19 est disposé radialement mobile dans un évidement 21 et ses deux faces portent une garniture 22 à coefficient de frottement élevé. Sur l'élément 19 agit axialement une pièce de pression 23 qui est commandée dans cet exemple de réalisation par voie hydraulique, le fluide hydraulique étant amené et évacué par une tuyauterie 24. En cas de flexion du joint, l'élément 19 se déplace radialement vers l'extérieur. Donc, avant le désaccouplement du manchon 6 et du touril- lon 8 du cylindre, le joint 2 peut être bloqué, hydrauliquement ou pneumatiquement par la pièce de pression 23, à la flexion qu'il avait juste avant ce désaccouplement. Du fait que l'*évidement 21 est creusé au tour et que la pièce de pression 19 est discorde, le joint 2 peut être bloqué à tout angle de flexion désiré. La figure 4 montre un arbre articulé qui correspond à celui de la figure 2 et qui comprend également un arbre intermédiairel et deux joints à croisillon 2. Le principe du système de blocage de cet arbre articulé correspond à celui déjà décrit relativement à la figure 3 pour un seul joint puisque, dans le cas de la figure 4, chaque croisillon 5 présente également un trou central Il qui est traversé par une tige 10 montée mobile axialement et angulairement. Les deux tiges 10 sont supportées angulairement mobiles dans les fourches 4 selon le même principe que dans l'exemple de la figure 3. La différence-est que, dans le cas de la figure 4, les fourches 3 ne comportent pas de dispositif de blocage et l'inclinaison de la fourche extérieure d'un des joints provoque, par l'intermédiaire du tube intérieur 13, l'inclinaison de l'autre joint suivant un angle d'égale grandeur mais de signe contraire. Chaque extrémité du tube intérieur 13 présente à cet effet une ouverture dans laquelle l'extrémité de la tige 10 considérée est reçue avec interposition d'une bague 20 présentant une surface extérieure sphérique et per- mettant les mouvements angulaires de la tige par rapport au tube - intérieur. Le tube intérieur 13 lui-même est supporté dans l'alé- sage 14 de l'arbre intermédiaire 1, également avec mobilité angulaire et de façon à pouvoir être déplacé axialement, par un palier 15 qui est conçu en conséquence. Dans cette forme de réalisation, le man- chon d'accouplement peut être parallèle à la fourche extérieure de l'autre joint en n'importe quelle position, à condition que le palier 15 soit disposé symétriquement entre le tube intérieur 13 et l'arbre intermédiaire 1, au milieu entre les deux joints 2. Si une telle symétrie n'est pas désirée, on peut utiliser le tube intérieur 13 comme un élément de transmission dissymétrique, par le décalage du palier 15 vers l'un ou l'autre côté. La figure 5 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif limiteur d'angle, appliqué de nouveau à un joint composé essentiellement de deux fourches 3 et 4 et d'un croisillon 5 monté par ses tourillons dans des alésages ménagés dans les branches des fourches. Le croisillon 5 présente un trou central Il qui est de nouveau utilisé pour le montage de la tige 10, laquelle est également reçue avec mobilité angulaire dans la fourche 4, la fourche 3 présen- tant un dispositif de blocage 12 qui agit sur un élément sphérique 25 prévu à l'autre extrémité de la tige 10. En cas de flexion du joint, l'élément sphérique 25 est déplacé radialement; l'élément 25 peut etre bloqué à cette position, ce qui assure le maintien du joint à la position fléchie qu'il occupe a ce moment, par le serrage des pièces de pression 23. La figure 6 représente le dispositif de blocage 12 de la figure 5 en coupe radiale. Les pièces de pression 23 sont dis- posées radialement mobiles dans un évidement 21 de la fourche 3 et elles 'attaquent également radialement la tige 10 (l'élément sphé- rique 25), ce qui permet de bloquer le joint à croisillon à tout angle désiré par l'application des pièces de pression 23 contre l'élément sphérique 25 au moyen du dispositif de blocage 12 hydrau- lique ou pneumatique. La figure 7 représente encore une autre forme de réalisa- tion d'un dispositif de blocage 12, comprenant trois cylindres et trois pistons, ce qui permet d'immobiliser la tige 10 (l'élément sphé- rique 25) à toute position voulue, par le serrage des pièces de pres- sion 23, lorsque, pour le démontage des cylindres, le joint a pris l'angle correspandant à cette position. Le dispositif de blocage 12 représenté sur la figure 8 ne comporte qu'une seule pièce de pression 23, agissant également sur l'élément sphérieur 25 de la tige 10. Ce dispositif permet des limi- tations d'angle perpendiculairement à l'axe de l'arbre articule. La figure 9 montre par contre un dispositif de blocage 12 utilisé en combinaison avec une tige 10 qui est fixée par une extré- mité entre les branches 27 de la fourche 4 par une pièce 26 qui relie ces branches. En cas de flexion du joint, l'autre extrémité de la tige maintenue dans un élément 19 disposé radialement coulissant dans un évidement de la fourche 3 - se déplace radîalement vers l'extérieur et peut ensuite être immobilisée à la position voulue par le dispositif de blocage 12. 2461 154 R E V E N D I C A T I O N S 1. Joint à croisillon, comprenant deux fourches pourvues d'alésages, dans lesquels est maintenu et axialement fixé un croi- sillon, éventuellement dans des corps de palier cylindriques creux contenant des éléments de roulement ou de glissement, le croisillon présentant en outre un trou central dont l'axe est perpendiculaire au plan contenant les axes de ses tourillons et chaque fourche pré- sentant également un trou central, caractérisé en ce qu'il comporte une tige (10) qui s'étend du trou central d'une première fourche (3) vers la deuxième fourche (4), à laquelle elle est reliée, et qui est reçue avec mobilité angulaire dans un élément (19) radialement mobile de la première fourche (3) et en ce que cet élément (19) peut être immobilisé à toute position désirée par un dispositif de blo- cage (12). 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (10) est reliée rigidement à la deuxième fourche (4) dans la région située entre le croisillon (5) et la fourche (3) et au moyen d'une pièce (26) reliant les branches (27) de la fourche (4). 3. Joint selon la revendication 1, caractérisé-en ce que le dispositif de blocage (12) comprend une pièce de pression *3) com- mandée par voie hydraulique, pneumatique ou mécanique et guidée dans un passage axial. 4. Joint selon les revendications 1 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire 22 d'un matériau à coefficient de frottement élevé est disposée entre la face avant de la pièce de pression ó3) et la face tournée vers elle dudit élé- ment (19) et/ou la face de l'élément (19) tournée vers le fond de l'évidement (21) ménagé dans la fourche (3) pour la réception de cet élément (19). 5. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (12) comprend au moins une pièce de pression (23) qui est commandée par voie hydraulique, pneumatique ou mécanique et qui coopère avec la tige (10) parl'intermédiaire d'un élément sphé- rique (25). 6. Joint selon la revendication 1, faisant partie de deux joints à croisillon reliés enLre eux par un arbre intermédiaire (1), caractérisé en ce qu'une tige (10) est disposée dans une première fourche (3) de chaque joint (2) et en ce que les extrémités dirigées l'une vers l'autre des deux tiges (10) sont reliées l'une à l'autre par une barre ou un tube intérieur (13) qui traverse tout l'arbre - intermédiaire (1), s'étendant de la première fourche (3) d'un joint (2) à la première fourche (3) de l'autre joint (2), et qui est supporté dans l'arbre intermédiaire (1), entre les deux premières fourches (3), par un palier (15) qui laisse la barre ou le tube mobile angulaire- ment. 7. Joint selon la palier (15) est disposé a 8. Joint selon la palier (15) est disposé à revendication 6,caractérisé ence que le égale distance des deux joints (2). revendication 6, caractérisé en ce que le des distances différentes des deux joints ().