Brevet FR2498478A1 — publié le 19820730

La présente invention se rapporte à un cylindre creux pour des laminoirs broyeurs à refroidissement à eau, notamment des laminoirs destinés au broyage fin de matières à base de chocolat, de pâtes de couleur et de matières premières analogues de viscosité élevée, le cylindre étant constitué par un tube cylindrique à paroi mince réalisé en fonte coquillée ou trempée et dans lequel sont engagés à force des éléments latéraux se terminant par des tourillons. Afin d'obtenir une transmîssion des efforts uniformes et un rendement élevé on exige des laminoirs broyeurs de ce type que l'emprise, qui est de quelques microns, pré* sente une très grande précision et ceci malgré des déformations apparaissant par suite de contraintes. Les éléments latéraux et leur liaison avec le cylindre tubulaire sont exposés à de grands efforts de traction et de compression, Pour cette raison les éléments latéraux sont vissés de fa çon connue au moyen d'un grand nombre de vis extensibles particulières sur des bagues filetées, réalisées sous forme de brides intérieures annulaires et rapportées au cylindre tubulaire lors du montage.Dans ce procédé de fixation des éléments latéraux sur le tube du cylindre, la présence indispensable des brides annulaires est a l'origine de plu! sieurs facteurs défavorables provenant du fait qu'au cours du refroidissement du cylindre en fonte trempée se forment dans la zone des brides annulaires rapportées par coulée, et par suite de l'accumulation différente des masses, des structures de duretés différentes qui, sans procéder à une rectification convexe, ne permettent pas d'obtenir un déplacement régulier de la matière a traiter. Ce procédé de fixation des éléments latéraux au moyen de liaisons par vis exige, de plus, des opérations de fabrication compliquées et nécessite l'utilisation d'un outillage onéreux pour la réalisation des filetages. Lorsqu'il s'agit de cylindres broyeurs tubulaires de petites dimensions, il est connu d'emmancher par frettage les parois d'extrémité sur un arbre traversant le cylindre de part en part et de relier à l'arbre les parties contiguës aux parois d'extrémité coniques au moyen de bagues de : tage rapportées. Cependant, cette méthode de fixation n'est pas appropriée, meme SI on ne tient pas compte du prix de revient élevé, pour assurer une liaison so-dei centrée et durable entre le cylindre et I l'arbre. Non seu- lement les vibrations produites pour les pressions mails également les dilatation thermiques provoquent à la la longue un desserrage de la liaison. Dans un autre procédé de fixation connu selon lequel le cylindre tubulaire est également monté sur un arbre coaxial, les deux surfaces formant siège des moyeux présentent des diamètres différents afin de faciliter l'introduction de l'arbre et sa fixation par pression hydraulique, Cette méthode de fixation nécessite toujours la présence, au niveau des moyeux, de deux bourrelets annulaires qui exercent une influence négative sur l'allure des contraintes internes du cylindre tubulaire de sorte que ce procédé n'est rentable que pour des arbres d'un petit diamètre. Il est en outre connu de réaliser, selon les connaissances technologiques récentes, des tubes en fonte trempée et destinés a des rendement élevés en utilisant le procédé de coulée par centrifugation et d'emmancher a force dans le cylindre creux les éléments latéraux formant tourillon, la pression, exercée lors de l'engagement d force, et le serrage obtenu pouvant alors être contrôles avec précision. Afin d'empcher des gonflements indésirables au niveau des moyeux, les éléments latéraux sont également équipés de tubes de diamètre important et réalisés a la presse. Lors de l'utilisation de cette liaison par serrage, des contraintes de contraction se produisent cependant à l'intérieur du cylindre tubulaire et peuvent se répercuter défavorablement sur la capacité de charge. La présente invention a pour objet de permettre une augmentation du débit des laminoirs broyeurs grâce a l'utilisation de cylindres tubulaires en fonte trempée ne comportant pas de brides annulaires internes, L'invention a pour but de créer une liaison étan che aux liquides et eRpEchant des gonflements de matière entre le cylindre tubulaire et les éléments latéraux portant les tourillons, et qui permet de créer une fixation sûre des éléments latéraux et le montage des tourillons de ces derniers dans des paliers a roulement à rouleaux articulés sans que les contraintes résultant du fléchisse- ment du cylindre tubulaire ainsi que la dissipation uniforme de l'énergie thermique produite lors du fonctionnement soient influencées. Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus conformément a l'invention par un cylindre creux qui est ca- ractérisé en ce que le tube du cylindre présente aux deux extrémités un collet et une partie en décolletée délimitant la longueur de la surface de friction, en ce que les éléments latéraux, se terminant par les tourillons, comportent chacun une partie cylindrique réalisée sous forme de surface d'ajustage et emmanchée à force dans le tube du clin* dre et en ce que le plus grand diamètre des éléments latéraux et le diamètre extérieur des collets sont identiques et forment ensemble une surface cylindrique sur laquelle est montée une bague de frettage dont les forces radiales agissant vers l'intér4eur sont supérieures aux forces radiales agissant vers l'extérieur des éléments latéraux em- manchés à force. Selon une variante de l'invention, le diamètre extérieur des bagues de frettage est inférieur au diamètre extérieur du tube du cylindre mais il est identique au diamètre des parties décolletées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les bagues de frettage présentent une largeur qui est le double de celle des collets du tube du cylindre. L'objet de l'invention est en outre caractérisé en ce que la longueur des parties cylindriques des éléments latéraux est égale à celle des collets du tube du cylindre. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre le tube du cylindre et les éléments latéraux se terminant par les tourillons est réalisée pour être étanche aux liquides et aux gaz. Par rapport aux cylindres creux connus des laminoirs broyeurs, la fixation suivant l'invention des éléments latéraux formant les tourillons présente notamment l'avantage qu'on crée par suite des forces radiales des contraintes de frettage agissant de façon relativement régulière, des contraintes partielles qui sont réparties uniformément sur la circonférence et qui permettent d'obtenir une meilleure adaptation des cylindres et de ce fait également un effet de transmission améLFré ainsi qu'une augmentation du rendement du laminoir broyeur et une plus grande finesse de la matière traitée. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représenté, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La figw 1 est une perspective, partiellement en coupe, d'un cylindre creux dans lequel sont commandés à force les éléments latéraux se terminant par les tourillons et sur lequel sont montées les bagues de frettage. La figt 2 est une coupe montrant, en détail et à plus grande échelle, un c6té de la liaison entre le tube du cylindre, la bague de frettage et l'un des éléments latéraux. Comme cela ressort de la fig. 1, le cylindre creux est constitué par un tube cylindrique 1 et par des élé- ments latéraux 2 reliés a frottement dur au tube cylindrique 1 et se terminant par des tourillons, l'un des éié- ments latéraux présentant un alésage longitudinal 3 permettant l'introduction d'un fluide de refroidissement dans le cylindre creux. Aux deux extrémités le tube 1 du cylindre présente une partie décolletée 4 et un collet 5 ainsi que des surfaces d'assemblage lisses au niveau de sa paroi intérieure.Les parties cylindriques 6 des éléments latéraux 2 emmanchées à force dans le tube 1 du cylindre et présentant des surfaces d'ajustage s'appliquent sans jeu contre les surfaces d'assemblage et forment ainsi avec le'diamètre intérieur du tube 1 un emmanchement serré interne. Sur la surface formée, d'une part, par le diamètre extérieur des collets du tube de cylindre et, d'autre part, par le plus grand diamètre extérieur des éléments latéraux sont montées les bagues de frettage 7 qui assurent ainsi un assemblage serré externe. La fig. 2 montre de façon détaillée que le diamètre extérieur des bagues de frettage 7 lorsqu'elles sont montées est inférieur au diamètre extérieur du tube 1 du cylindre mais qu'il est identique au diamètre des parties décolletées 4 délimitant de façon habituelle la longueur de la surface de friction du cylindre. La largeur des bagues de frettage 7 est calculée de façon qu'elle corresponde au double de la longueur des collets 5 du tube 1 du cylindre. Afin de créer des conditions de charge avantageuses pour le tube du cylindre, les écarts supérieurs des mesures des surfaces d'ajustage par pression intérieures et extérieures sont prévus pour que les contraintes propres des assemblages serrés extérieurs, résultant de 1'emmanchement à force des éléments latéraux et du montage par frettage des bagues, soient supérieures aux contraintes propres des assemblages serrés intérieurs. Les assemblages serrés internes présentent la meme longueur que les collets du tube 1 du cylindre ce qui permet d'obtenir un bon appui pour le tube 1. REVENDICATIONS I - Cylindre creux poul laminoirs broyeurs refroidis à l'eau constitué par un tube cylindrique dans lequel sont engagés à force des éléments latéraux se terminant par des tourillons, caractérisé en ce que le tube (1) du cylindre présente aux deux extrémités un collet (5) et une partie vn decolletée (4) délimitant la longueur de la surface de friction, en ce que les éléments lateraux (2),se terminant par les tourillons, comportent chacun une partie cylindrique (6) réalisée sous forme de surface d'ajustage et emmanchée a force dans le tube (1) du cylindre et on ce que le plus grand diamètre des éléments latéraux (2) et le diamètre extérieur des collets (5) sont identiques et for- ment ensemble une surface cylindrique sur laquelle est montee une bague de frettage (7) dont les forces radiales a glissant vers l'intérieur sont supérieures aux forces ra- diales agissant vers l'extérieur des éléments latéraux emmanchés à force. 2 - Cylindre creux suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le diamètre extérieur des bagues de frettage (7) est inférieur au diamètre extérieur du tube (1) du cylindre mais il est identique au diamètre des parc ties décolletées (4). 3 v Cylindre creux suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bagues de frettage (7) présentent une largeur qui est le double de celle des collets (5) du tube (1) drl cylindre, 4 - Cylindre creux suivant l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que la longueur des parties cylindriques (6) des éléments latéraux (2) est égale à celle des collets (5) du tube 11) du cylindre, 5 - Cylindre creux suivant l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la liaison entre le tube 11) du cylindre et les éléments latéraux (2) se terminant par les tourillons est réalisée pour 8ere étanche aux li- quides et aux gaz,