Brevet FR2476290A1 — publié le 19810821

L'invention concerne un four à rouleaux pour la cuisson de produits céramiques, comprenant un grand nombre de rouleaux dis- posés dans un plan les uns derrière les autres dans la direction d'avance des produits à travers le four et destinés à supporter et transporter les produits à cuire, les rouleaux étant commandés en synchronisme et tournant dans le même sens, les axes des rouleaux étant parallèles et transversaux à la direction d'avance, un bout d'un côté de chaque rouleau étant solidaire en rotation avec une roue dentée de commande ou pignon monté rotatif autour de l'axe du rouleau et les pignons étant accouplés entre eux et avec un moteur commun pour la commande par une transmission. Les exigences auxquelles doit satisfaire le disposi- tif de commande pour les rouleaux d'un tel four, de même que la réalisation d'un dispositif de commande répondant à ces exigences, sont décrites dans le périodique professionnel allemand "SPRECHSAAL" n0 1/1980 page 66. Comme indiqué dans l'article en question, l'entraxe des rouleaux doit être aussi petit que possible pour éviter le fléchissement du matériau céramique, qui est à l'état plastique à la haute température régnant dans le four, et pour agrandir la gamme des formats des pièces pouvant être cuites dans le four. Cette exigence est quasiment en contradiction avec l'exi- gence de maintenir la section libre entre les rouleaux grande afin d'assurer l'homogénéisation des températures et une bonne cir- culation des gaz du four autour des produits. De ces exigences contradictoires résulte la tendance à employer des rouleaux ayant le plus petit diamètre possible. La mise en pratique de cette ten- dance est limitée par la résistance que doivent avoir les rouleaux, également à haute température. Les rouleaux sont en métal ou en matériaux céramiques. Leur diamètre est généralement comprisentre 25 et 50 mm. L'article mentionné ci-dessus explique aussi pourquoi il n'est pas envisagé dans la profession de commander chaque fois un grand nombre de rouleaux d'une section d'un tel four par une seule chatne sans fin. La principale raison en est que le mouve- ment de rotation des rouleaux doit être autant que possible uni- forme et exempt de secousses. Une transmission à chaîne complique en outre les changements de rouleaux, lesquels sont à effectuer assez fréquemment sur de tels fours et doivent donc pouvoir se faire faci- lement et sans interruption de la marche du four. Des changements de rouleaux sont nécessaires en cas de ruptures de rouleaux, comme ceux qui se produisent en cas d'utilisation de rouleaux céramiques. Des changements de rouleaux peuvent aussi devenir nécessaires, par exemple, par suite du dépôt d'émail sur leurs surfaces, ce qui les rend irrégulières et affecte la qualité des produits cuits. Sur le four à rouleaux connu, les rouleaux de sections longitudinales du four sont commandés chaque fois par un arbre commun orienté suivant la direction d'avance des produits. La transmission synchrone du couple de l'arbre commun aux différents rouleaux s'ef- fectue par des paires de roues hélicoïdales, dont on sait qu'elles travaillent sans secousses en raison de leur engrènement progressif. Une telle transmission pour la commande des rouleaux est cependant de construction coûteuse et le carter dans lequel elle est à installer est très encombrant. De plus, les rouleaux se laissent seulement retirer et remplacer depuis le côté non commandé du four,si le carter ne doit pas être ouvert, au cas noDral o la transmission possède u n carter. S'il se produit une rupture de rouleau, la partie de rouleau se trouvant du côté commandé ne peut pas être retirée sim- plement. La commande des rouleaux par des roues hélicoïdales a pour effet que l'arbre exerce en permanence des poussées axiales sur les différents rouleaux, ce qui oblige à prévoir des paliers plus coûteux ou plus nombreux pour encaisser ces poussées. L'invention vise à créer un four à rouleaux du type indiqué au début, dont la transmission soit de construction peu coûteuse et sur lequel les rouleaux puissent être remplacés aisé- ment des deux côtés du four. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les pignons de rouleaux voisins sont mutuellement en prise par une roue dentée intermédiaire de transmission tournante dont l'axe est parallèle aux axes des rouleaux et les pignons présentent un trou situé surlaxe du rouleau correspondant pour le passage de ce rou- leau à travers le pignon, le diamètre de ce trou de passage étant plus grand que le diamètre du rouleau. 24'6290 Dans un four selon l'invention, l'entraînement des rouleaux à partir du moteur se propage en quelque sorte de rouleau en rouleau par les roues intermédiaires. Un rouleau peut être rem- placL sans interruption de l'entraînement par le moteur de tous les pignons accouplés au moteur. Comme il reste une fente annulaire entre le rouleau et la paroi du trou de passage dans le pignon, le rouleau à remplacer se laisse facilement extraire à travers le pignon, même si des matières étrangères se sont déposées sur la surface du rouleau. Ces matières peuvent cependant être enlevées par raclage ou rabattage à l'entrée du trou de passage au moment o le rouleau est retiré. La mention "le diamètre de ce trou étant plus grand que le diamètre du rouleau" figurant plus haut se rapporte à la facilité de remplacement des rouleaux prévue par l'invention, le terme "diamètre du rouleau" désignant en particulier le diamètre de la partie de rouleau destinée à supporter les pro- duits à cuire et s'étendant sur une certaine distance vers l'inté- rieur du four à partir du trou de passage du pignon. Pour la liai- son solidaire en rotation et capable de transmettre le couple entre le pignon et le rouleau, on peut utiliser des moyens quelconques en soi connus, qui établissent une liaison à travers la fente annu- laire mentionnée entre La paroi du trou du pignon et la surface extérieure du rouleau, par exemple un anneau de serrage radial pressé dans cette fente, tel que celui connu dans le commerce comme pièce de mécanique générale sous la marque "Star-Tole- ranzring". Une autre caractéristique de l'invention prévoit que le rouleau traverse le pignon et en dépasse par son bout et qu'une douille est calée sur le bout de rouleau. L'extrémité libre du rou- leau pouvant ainsi être bien saisie, le remplacement peut se faire sans problèmes. Le rouleau peut être relié en rotation au pignon par la douille, en particulier par une partie annulaire extrême de la douille. Ainsi, le couple est transmis du pignon au rouleau par la douille, donc du côté opposé au four de la transmission, c'est- à-dire largement à l'abri de la chaleur du four, ce qui est favorable pour la facilité de remplacement recherchée. Dans le même but, la partie annulaire extrême de la douille peut entourer une extrémité annulaire du pignon. Dans ce cas, a l'extracti -n du rouleau à remplacer, la coupure dans -la transmission du couple entre le pignon et le rouleau se produit au niveau de la partie annulaire extrême de la douille. La douille peut être retirée du rouleau après que celui-ci a été extrait du four. La douille peut être réalisée comme un chapeau qui enveloppe à peu près complètement le bout de rouleau, ce qui est particulièrement approprié avec des rouleaux céramiques puisque le chapeau protège dans ce cas mécaniquement le bout de rouleau faisant saillie de la transmission. La prévision de saillies radiales, en particulier d'un rebord annulaire, sur la douille ou le chapeau permet l'appli- cation d'un outil d'arrachage au rouleau. Selon une autre caractéristique, dans la zone de trans- mission de couple entre le rouleau et le pignon, entre le rouleau et la douille respectivement entre la douille et le pignon, les pièces ou parties appariées pour la transmission du couple sont pourvues de surfaces cylindriques mutuellement emboîtées concentriquement, c'est-à- dire d'une surface cylindrique intérieure et d'une surface cylindrique extérieure, qui forment entre elles une fente annu- laire et un anneau de serrage radial est-placé dans chaque fente annulaire. Par cette réalisation des moyens de transmission de couple entre les différentes pièces du dispositif de commande du rouleau, il devient possible de fixer le rouleau en outre dans le sens axial, d'autant plus si, selon une autre caractéristique de l'invention, les pignons et les roues intermédiaires sont des roues cylindriques à denture droite. Il est avantageux que la précontrainte de l'anneau de serrage radial entre la douille et le pignon soit plus faible que la précontrainte de l'anneau de serrage radial entre la douille et le rouleau. Cela garantit en effet que, sous les efforts axiaux d'arrachage lors du retrait du rouleau, c'est toujours la liaison douille/pignon qui se défait en premier, la poursuite de l'arra- chage faisant sortir le rouleau hors du four. L'ajustement des précontraintes des anneaux à des valeurs différentes peut être réalisé simplement par le dimensionnement adéquat des fentes annu- laires entre les pièces appariées. En cas d'utilisation de rouleaux céramiques produits par extrusion et ayant le même diamètre sur toute la longueur, suivie d'une cuisson, il est avantageux de donner une rectifica- tion cylindrique à la surface extérieure du rouleau, en particulier à la surface extérieure de son bout, destinée à constituer la portée pour l'anneau de serrage radial entre ce bout de rouleau et la douille. En effet, ce procédé de fabrication n'assure pas la ro- tondité parfaite nécessaire dans la transmission. La rectification crée en outre un épaulement axial qui, si le couple est directement transmis du pignon au rouleau par un anneau de serrage radial, entraîne cet anneau quand le rouleau est extrait du four à travers le pignon. Les paliers des pignons et des roues intermédiaires peuvent être prévus des deux cotés de leur plan d'engrènement, qui sera généralement vertical, dans les parois latérales d'un carter de transmission fermé, lequel peut être très étroit donc de construction simple et peu encombrant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés - la figure 1 est une vue de côté schématique de la transmission pour la commande des rouleaux; - la figure 2 est une coupe prise suivant la ligne Il-II sur la figure 1 du carter de transmission ainsi que d'un pignon et d'une roue de transmission dans ce carter. Les produits à cuire sont supportés et transportés à travers le four par un grand nombre de rouleaux métalliques ou céra- miques 2 qui se suivent dans la direction 1 d'avance des produits. Les rouleaux 2 possèdent le même diamètre 3 et ils sont entratnés en synchronisme dans le même sens (flèche 6). Leurs axes 4 sont situés dans un plan horizontal 5 et sont orientés transversalement à la direction d'avance 1. Du côté de la -transmission 7, le bout 8 de chaque rouleau est solidaire en rotation avec un pignon de com- mande 9 qui est monté rotatif autour de l'axe 4 du rouleau. Les pignons 9 de rouleaux 2 voisins engrènent avec une roue dentée intermédiaire 10 commune qui est montée rotative parallèlement aux axes- des rouleaux. Un grand nombre de pignons 9 - plus que ceux visibles figure 1 - et de roues intermédiaires 10 forment ainsi une chaîne cinématique qui, lorsqu'elle est animée par un moteur d'entraînement (non représenté), fait tourner dans le même sens et à la même vitesse tous les rouleaux 2 reliés à elle,. Le rouleau 2 se prolonge à travers le pignon 9 et dépasse de celui-ci et du carter 13 par un bout 8, sur lequel est calée une douille 14. C8té four 16, la douille 14 possède une partie annulaire extrême 15, par laquelle elle est solidarisée en rotation avec le pignon 9. La partie annulaire 15 de la douille entoure une extrémité annulaire 17 du pignon 9. La transmission du couple s'effectue entre la partie 15 et l'extrémité 17. La deuille 14 de l'exemple représenté forme un chapeau qui entoure à peu près complètement le bout de rouleau 8 et qui présente dans sa paroi radiale extérieure un trou 18 pour l'appui de la vis centrale d'un arrache-pignon sur le bout 8. La douille 14 présente en outre une ou plusieurs saillies radiales extérieures, en particulier un rebord annulaire 19, pour l'attaque des griffes de l'arrache-pignon. La transmission du couple du pignon 9 au rouleau 2 n'est pas directe dans l'exemple représenté mais s'effectue par l'intermédiaire de la douille 14 et avec utilisation de deux anneaux de serrage radial 20, 21. En cas de transmission directe, il y aurait également un tel anneau entre le pignon et le rouleau. L'anneau 20 agit entre le bout de rouleau 8 et la douille 14. Il est comprimé dans la fente annulaire entre deux surfaces cylin- driques emboîtées l'une dans l'autre: la surface intérieure 22 de la douille et la surface extérieure 23 du bout de rouleau. L'anneau de serrage radial 21 est placé de la même façon avec précontrainte radiale dans la fente annulaire entre les parties appariées pour la transmission de couple et mutuellement emboîtées de la douille 14 et du pignon 9, plus précisément entre la surface cylindrique inté- rieure 24 de la partie annulaire extrême 15 et la surface cylin- drique extérieure 25 de l'extrémité annulaire 17 du pignon 9. La précontrainte radiale de l'anneau 21 étant plus faible que celle de l'anneau 20, lorsqu'une traction est exercée sur la douille 14 dans le sens de la flèche 26 par l'outil d'arrachage, la liaison qui loche en premierest la liaison entre la douille et le pignon ensuite, le tirage sur la douille se poursuivant, le rouleau 2 est extrait à travers le trou de passage Il du pignon et peut être retiré complètement du four et du carter 13 de la transmis- sion. Les pignons 9 et les roues intermédiaires 10 sont des roues droites. La portée pour l'anneau de serrage 20, c'est-à-dire la surface extérieure 23 du bout de rouleau 8, a été rectifiée cylindrique, en tout cas si le rouleau 2 est un rouleau céramique. Les paliers (roulements 30, 31) pour les pignons 9 et les roues intermédiaires 10 sont situés des deux côtés de leur zone d'engrènement, dont le plan médian 27 est vertical, dans les parois latérales 28, 29 du carter de transmission 13. R E V E N D I C A I I 0 N S 1. Four à rouleaux pour la cuisson de produits céramiques, comprenant un grand nombre de rouleaux (2) disposés dans un plan (5) les uns derrière les autres dans la direction (1) d'avance des produits à travers le four et destinés à supporter et transporter les produits à cuire, les rouleaux étant commandés en synchronisme et tournant dans le même sens, les axes (4) des rouleaux étant parallèles et transversaux à la direction d'avance (1), un bout (8) d'un c6té de chaque rouleau étant solidaire en rotation avec une roue dentée de commande ou pignon (9) monté rotatif autour de l'axe (4) du rouleau et les.pignons (9) étant accouplés entre eux et avec un moteur commun pour la commande par une transmission, caractérisé en ce que les pignons (9) de rouleaux (2) voisins sont mutuellement en prise par une roue dentée intermédiaire de transmis- - sion tournante (10) dont l'axe est parallèle aux axes des rouleaux (2) et les pignons (9) présentent un trou (11) situé sur l'axe (4) du rouleau (2) correspondant pour le passage de ce rouleau à travers le pignon, le diamètre (12) de ce trou de passage étant plus grand que le diamètre (3) du rouleau (2). 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau (2) traverse le pignon (9) et en dépasse par son bout (8) et en ce qu'une douille (14) est calée sur le bout de rouleau (8). 3. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rouleau est relié en rotation au pignon (9) par la douille (14), en particulier par une partie annulaire extrême (15) de la douille (14). 4. Four selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie annulaire extrême (15) de la douille (14) entoure une extré- mité annulaire du pignon (9). 5. Four selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la douille (14) est réalisée comme un chapeau qui enveloppe à peu près complètement le bout de rouleau (8). 6. Four selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la douille(l ou le chapeau est pourvu d'une ou de plusieurs sail- lies radiales, en particulier d'un rebord annulaire (19). ú476290 7. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la zone de transmission de couple entre le rouleau (2) et le pignon (9), entre le rouleau (2) et la douille (14) respectivement entre la douille (14) et le pignon (9), les pièces ou parties appariées (2, 9; 8, 14; 14, 9) pour la transmission du couple sont pourvues de surfaces cylindriques mutuellement embottées concentriquement, c'est-à-dire d'une surface cylindrique intérieure (22 respectivement 24) et d'une surface cylindrique extérieure (23 respectivement 25), les surfaces cylindriques mutuellement embottées (22, 23; 24, 25) formant entre elles une fente annulaire et un anneau de serrage radial (20, 21) étant placé dans chaque fente annulaire. 8. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons (9) et les roues intermédiaires (10) sont des roues cylindriques à denture droite. 9. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que la précontrainte de l'anneau de serrage radial (21) entre la douille (14) et le pignon (9) est plus faible que la précontrainte de l'anneau de serrage radial (20) entre la douille (14) et le rouleau (2). 10. Four selon la revendication 7 ou 9, caractérisé en ce que la surface extérieure du rouleau (2), en particulier la surface extérieure (23) de son bout (8), destinée à constituer la portée pour l'anneau de serrage radial (20) entre ce bout de rouleau et la douille (14), a été soumise à une rectification cylindrique. 11. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les paliers des pignons (9) et des roues intermédiaires (10) sont placés des deux c8tés de leur zone d'engrè- nement, dont le plan médian (27) est vertical. 12. Four selon la revendication 11, caractérisé en ce que les paliers des pignons (9) et des roues intermédiaires (10) sont situés dans les parois latérales (28, 29) d'un carter de transmis- sion (13) fermé. 13. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons (9) et les roues intermédiaires (10) possèdent le même diamètre.