Brevet FR2482878A1 — publié le 19811127

L'invention concerne d'une manière générale les dispositifs d'étanchéité, et elle a trait plus particulière- ment à un joint perfectionné destiné à un tourillon de cylindre de laminoir. Un joint classique de tourillon de cylindre, tel que celui montré sur la figure 1 des dessins annexés et décrits ci-après, comprend une garniture f de tourillon et une garniture annulaire intérieure g. La garniture f est emmanchée sur le tourillon c du cylindre, entre la table b de ce dernier et un manchon d. Ce manchon d est claveté sur un prolongement du tourillon afin de tourner avec lui, à l'intérieur d'un coussinet a' qui ne tourne pas. Le coussinet a' est lui-même logé dans une empoise a de palier. Au cours d'une opération de laminage, de l'huile de lubrification est introduite en continu entre le manchon d et le coussinet a'. Une plaque e d'extrémité du joint est fixée à l'empoise de manire à entourer la garniture f du tourillon. La plaque d'extrémité comporte une bride rigide J orientée radialement vers l'intérieur et située entre deux épaulements k et 1 d'inclinaisons opposées. La garniture f du tourillon comporte des ailettes élastiques h et i qui font saillie radialement vers l'extérieur et qui glissent contre les épaulements k et 1. Un problème posé par ce type de dispositif est que, lorsque le cylindre b se déplace axialement (de la droite vers la gauche ou en sens contraire, comme montré sur la figure 1) par rapport à l'empoise a, la position relative des ailettes flexibles h et i par rapport aux épaulements respectifs k et 1 de la plaque d'extrémité change. Par exemple, une ailette porte plus fortement contre l'épaulement associé, ce qui entraîne un accroissement du frottement et de l'usure, alors que l'ajustement entre l'autre ailette et l'épaulement associé se desserre, ce qui risque de nuire à l'étanchéité. En outre, du fait de la présence de la bride rigide j sur la plaque d'extrémité e, la garniture f du tourillon doit être déformée lors de la pose de manière à prendre sensiblement la forme d'un coeur. Ceci empêche l'utilisation d'éléments intérieurs d'armature à grande résistance, de sorte qu'il est nécessaire de recourir à des éléments plus flexibles et moins résistants tels que, par exemple, le ressort hélicoidal m montré sur la figure 1. Ces éléments d'armature, de plus faible résistance, ne sont pas toujours capables de résister aux forces centrifuges résultant d'une rotation à grande vitesse du tourillon c du cylindre. Un autre problème posé par le dispositif classique est que la garniture annulaire o placée entre la garniture annulaire intérieure g et la face extrême de la table b du cylindre est relativement fragile et est donc fréquemment endommagée au cours du démontage du joint. L'invention a pour objet d'éliminer les problèmes indiqués ci-dessus. A cet effet, la bride rigide, orientée radialement vers l'intérieur de la plaque extrême du joint, est supprimée, et les épaulements de cette plaque sont transformés en une surface cylindrique continue et unique. Ainsi, il n'est plus nécessaire de déformer le joint du tourillon pendant le montage, et ses ailettes radiales, orientées vers l'extérieur, sont en contact de frottement sensiblement constant avec les épaulements cylindriques les entourant, quelle que soit l'amplitude atteinte par le déplacement axial du tourillon du cylindre. De plus, la garniture annulaire intérieure est entourée au moins partiellement d'une enveloppe élastique réalisée d'une seule pièce avec des lèvres d'étanchéité qui portent hermétiquement contre la face extrême du cylindre ainsi que contre d'autres éléments décrits plus en détail ci-après, de manière à former un montage plus résistant aux détériorations et capable de subir des opérations répétées de démontage et d'assemblage. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un joint classique de tourillon de cylindre de laminoir; et - la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1, montrant le joint selon l'invention. La figure 2 représente une empoise 1 de palier qui présente un trou 2. Une plaque 3 d'extrémité du joint est ajustée sur l'extrémité de l'empoise, une bague annulaire 5 étant disposée entre cette dernière et la plaque afin d'assurer l'étanchéité aux fluides. La plaque 3 d'extrémité présente une surface cylindrique continue intérieure 6 qui est en contact glissant avec une aile flexible Il faisant saillie vers l'extérieur d'une garniture 10 de tourillon. La garniture est montée sur un tronçon conique 9a du tourillons9 du cylindre. Un manchon 7 est claveté sur le tourillon 9 afin de tourner avec lui. Ce manchon 7 est monté de manière à pouvoir tourner dans un coussinet la qui est logé dans l'empoise 1 de manière à ne pas pouvoir tourner. En cours de fonctionnement, de l'huile de lubrification est introduite en continu entre le manchon 7 et le coussinet la. La garniture du tourillon est réalisée en caoutchouc ou en, matière élastique analogue, par exemple en résine synthétique souple. La partie 13 de base de la garniture du tourillon présente un trou conique 12 dont la conicité correspond approximativement à celle du tronçon 9a du tourillon. L'aile flexible 11 est réalisée d'une seule pièce avec la partie 13 de base et présente une gorge périphérique intérieure Ila destinée à loger un ressort hélicoïdal llb qui tend à déplacer élasti- quement cette aile vers l'extérieur afin de l'appliquer en contact étanche de frottement contre la surface cylindrique 6 qui l'entoure et qui est présentée par la plaque 3 d'extrémité du joint. La partie 13 de base de la garniture du tourillon est en outre renforcée par un anneau noyé 14 d'armature qui présente une section droite à peu près en L. Le tronçon noyé de l'anneau d'armature est à peu près cylindrique et disposé coaxialement au corps de la garniture. L'aile radiale apparente 14a de l'anneau d'armature porte contre l'extrémité du manchon 7. La garniture 10 du tourillon comporte en outre une aile intérieure 15 qui est maintenue étroitement contre la surface conique 9a du tourillon par un autre ressort 16 de faible diamètre. L'extrémité opposée du corps de la garniture comporte en outre une autre aile 17 qui est également disposée de manière à entourer étroitement le tronçon conique 9a du tourillon. Un déflecteur 18 fait saillie -sous un certain angle vers l'extérieur de la partie 13 de base, entre l'extrémité du coussinet la et la partie adjacente de la plaque 3 d'extrémité du joint. Une bague extérieure 3a d'étanchéité, de section droite à peu près en L, est fixée en 19 à la plaque 3 d'extrémité et coopère avec cette dernière afin de délimiter une cavité circulaire 20 qui s'ouvre vers la face extrême du cylindre et dans laquelle pénètre la partie extrême périphé- rique 2la d'une bague intérieure 21 d'étanchéité. Cette bague intérieure 21 est convenablement configurée de manière à comporter une partie intermédiaire 21b orientée à peu près parallèlement à la face extrême du cylindre 8, et une partie intérieure 21c dont le bord intérieur est logé dans une rainure délimitée partiellement par l'aile 17 de la partie 13 de base de la garniture 10 du tourillon. Dans la forme de réalisation décrite à titre d'exemple, la bague intérieure 21 d'étanchéité est recouverte au moins partiellement d'une enveloppe 23 relativement mince, en matière élastique, par exemple en caoutchouc, qui est collée à cette bague. L'enveloppe ou le revêtement 23 situé sur la partie périphérique extérieure 21a de la bague intérieure comporte des lèvres 24 d'étanchéité qui portent hermétiquement contre la surface cylindrique intérieure de la bague extérieure 3a d'étanchéité. Cette surface cylindrique intérieure est de préférence disposée coaxialement à la surface cylindrique 6 de la plaque 3 d'extrémité. De plus, l'enveloppe 23 comporte plusieurs saillies 26 qui portent élastiquement contre la face extrême du cylindre 8, ainsi qu'une ou plusieurs lèvres 25 qui réalisent un joint étanche aux fluides entre la bague intérieure 21 et la face extrême du cylindre. Il ressort de la revendication précédente que le joint 10 de tourillon selon l'invention est logé fermement sur le tronçon conique 9a du tourillon du cylindre grâce à l'application de l'aile radiale 14a de l'élément 14 d'armature contre l'extrémité du manchon 7. Le joint 10 de tourillon est lui-même appliqué fermement contre la bague intérieure 21 d'étanchéité dont la partie intérieure 21c se loge étroitement dans la rainure délimitée partiellement par l'aile 17. L'enclenchement à frottement entre la partie intérieure 21c de la bague intérieure d'étanchéité et la garniture 10 du tourillon, associé au contact des saillies 26 avec la face extrême du cylindre 8, est suffisant pour vaincre toute résistance de frottement rencontrée par suite du contact des lèvres 24 d'étanchéité avec la bague extérieure 3a. Par conséquent, tout glissement de la bague intérieure 21 d'étanchéité par rapport à la garniture 10 du tourillon et/ou au cylindre 8 est évité. Les lèvres supplémentaires 25 d'étanchéité assurent une meilleure étanchéité aux fluides entre la bague intérieure 21 et la face extrême du cylindre 8. La surface cylindrique ininterrompue 6 présentée par la plaque 3 d'extrémité permet à l'aile 11 de maintenir un contact sensiblement constant quelle que soit la distance sur laquelle le tourillon du cylindre peut se déplacer axialement. L'absence de toute bride rigide faisant saillie vers l'intérieur de la surface 6 évite d'avoir à déformer la garniture 10 du tourillon pendant le montage et le démontage, et ceci permet d'utiliser des éléments d'armature plus résistants tels que la bague métallique noyée 14. La présence d'éléments-d'armature plus résistants apporte une plus grande résistance à la force centrifuge, ce qui évite tout glissement entre la garniture 10 du tourillon et le tronçon conique 9a du même tourillon. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité entourant le tronçon conique (9a) d'un tourillon (9) de cylindre (8) de laminoir, ce dispositif d'étanchéité étant destiné à être utilisé avec le tourillon (9) qui est entouré d'un manchon (7) de palier fixé au tourillon et monté de manière à pouvoir tourner dans un coussinet (la) qui, lui-même, est logé de manière à ne pas pouvoir tourner dans une empoise (1) de palier, le tourillon comportant un tronçon conique (9a) qui part d'une partie du tourillon entourée par le manchon et qui aboutit à une face extrême de la table du cylindre (8) et un lubrifiant étant introduit entre le manchon et le coussinet, le dispositif d'étanchéité étant caractérisé en ce qu'il comporte une plaque circulaire (3) d'extrémité entourant le tronçon conique du tourillon et fixée à l'empoise, une garniture circulaire et flexible (10) montée sur le tronçon conique du tourillon afin de tourner avec lui, cette garniture comportant une aile (11) qui fait saillie vers l'extérieur et qui porte de manière étanche contre une surface adjacente (6) de la plaque d'extrémité, une bague extérieure (3a) d'étanchéité fixée à la plaque d'extrémité et présentant une surface intérieure cylindrique qui coopère avec cette plaque de manière à délimiter une cavité circulaire (20) s'ouvrant vers la face extrême de la table du cylindre, une bague intérieure (21) d'étanchéité qui comporte une partie intérieure (21c) portant contre la garniture flexible et une partie périphérique extérieure (21a) qui fait saillie dans ladite cavité, et des lèvres (25, 24) portées par la bague intérieure d'étanchéité et destinées à établir un contact étanche avec la face extrême du cylindre et la surface cylindrique intérieure de ladite bague extérieure d'étanchéité. 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface adjacente (6) de la plaque d'extrémité est cylindrique et coaxiale à la surface cylindrique intérieure de la bague extérieure d'étanchéité. 3. Dispositif d'étanchéité selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la bague intérieure (21) d'étanchéité est un élément métallique et en ce que lesdites lèvres sont réalisées d'une seule pièce avec un revêtement élastique (23) appliqué sur la bague intérieure d'étanchéité. 4. Dispositif d'étanchéité selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bague métallique (14) d'armature noyée au moins partiellement dans la garniture flexible et comprenant une aile apparente (14a) qui peut entrer en contact avec le manchon (7).