Brevet FR2543642A1 — publié le 19841005

L'invention concerne un dispositif perfectionné de protection contre l'eau d'un ensemble à joints du type utilisé dans des paliers à film d'huile pour laminoirs. Un dispositif d'étanchéité mis au point précé- demment pour un palier à film d'huile pour laminoir est représenté sur la figure 1 des dessins annexés décrits ci-après Dans cet agencement, le cylindre 10 présente une face extrême 12 reliée par un tronçon conique intermédiaire 14 à un tronçon 16 de diamètre réduit entouré d'un manchon 18 Ce dernier est claveté ou autrement fixé au tourillon du cylindre et il tourillonne dans un coussinet 20 fixé dans une empoise 22 De l'huile arrive en continu à l'inter- face d'appui entre le manchon et le coussinet, et l'ensemble à joints indiqué globalement en 24 entoure le tronçon inters médiaire conique 14 du tourillon afin d'empêcher l'huile de s'échapper du palier et afin également d'empêcher des impuretés telles que l'eau de refroidissement, des pailles d'oxyde de fer, etc de pénétrer dans le palier. Le dispositif d'étanchéité comprend un joint circulaire flexible 26 de tourillon à rebords et un anneau 28 de projection, montés sur le cylindre afin de tourner avec lui, ainsi qu'une-plaque extrême 30 d'étanchéité et un joint 32 à fluide de refroidissement, l'ensemble étant fixe par rapport à l'empoise 22. Le joint 32 à fluide de refroidissement est réalisé d'une seule pièce avec une aile radiale 34 de montage, reliée, à son bord périphérique intérieur, comme indiqué en 36, à une aile 38 d'étanchéité qui en part obliquement pour établir un contact étanche avec la face extrême 12 du cylindre L'aile de montage présente des trous 40 dans lesquels passent des vis 42 qui sont vissées dans la plaque extrême 30 d'étanchéité Cette dernière est réalisée d'une seule pièce avec un épaulement circu- laire 44 qui dépasse axialement vers la face extrême 12 du cylindre et qui assume la fonction d'un butoir contre lequel la face extrême-du cylindre peut porter en cas 1 o d'un mouvement axial extrême de "flottement" du cylindre par rapport à l'empoise Bien que ce montage puisse tra- vailler d'une manière généralement satisfaisante, il présente plusieurs inconvénients Par exemple, l'épaule- ment 44 peut être détérioré par contact avec la face i 5 extrême 12 du cylindre en rotation et ceci peut aboutir à la nécessité de remplacer la plaque extrême 30 d'étan- chéité, ce qui est très coûteux pour le propriétaire du laminoir De plus, étant donné que l'épaulement 44 dépasse axialement de l'extrémité de l'aile 46 de la plaque extrême d'étanchéité, la longueur axiale globale de la plaque extrême moulée d'étanchéité est inutilement accrue, ce qui a pour résultat un accroissement correspondant de son poids et de son coût. Ainsi qu'on peut mieux le voir en se référant également à la figure 2 A des dessins annexés, un autre inconvénient résulte du fait que le diamètre d 1 des trous de l'aile 34 de montage doit de préférence être beau- coup plus grand que le diamètre d 2 des vis 42 afin de permettre un certain déplacement ou "jeu" relatif entre l'aile de montage et les vis Ainsi, lorsqu'un joint de dimension donnée, pour fluide de refroidissement, est monté sur une plaque extrême d'étanchéité de rayon donné Rj 1, les vis 42 peuvent être centrées dans leurs trous respectifs 40 Cependant, comme montré sur la figure 2 B, dans le cas o un joint de même dimension, pour fluide de refroidissement, est utilisé dans un palier plus petit o la plaque extrême d'étanchéité est d'un rayon R 2 inférieur au précédent, un déplacement relatif et une déformation de l'aile 34 de montage et des trous associés 40 se produisent par rapport aux vis 42 par suite d'une courbure du joint pour fluide d'étanchéité suivant un cercle de rayon plus petit En raison de ce déplacement et de cette déformation, il est impossible de faire appel aux vis 42 pour établir avec précision l'écartement 48 entre le bord périphérique intérieur du joint à fluide de refroidissement et la sur- face cylindrique 50 de l'anneau 28 de projection Si cet écartement ne convient pas, le joint à fluide de refroi- dissement et/ou l'anneau de projection s'usent prématu- rément. L'invention élimine les problèmes indiqués ci- dessus en réalisant l'aile de montage du joint à fluide de refroidissement d'une seule pièce avec un épaulement circulaire de butée dépassant axialement vers la face extrême du cylindre, et avec un autre épaulement circulaire de positionnement dépassant axialement dans la direction opposée de façon à pénétrer dans un évidement d'une sur- face de montage présentée par la plaque extrême d'étan- chéité L'épaulement de butée remplace l'épaulement clas- sique de la plaque extrême d'étanchéité Par conséquent, cette dernière est protégée de toute entrée en contact destructrice avec la face extrême du cylindre et, de plus, sa longueur axiale est diminuée, ce qui a pour conséquence des économies de poids et de coût Etant donné que le joint à fluide de refroidissement est une pièce relative- ment peu coûteuse et facilement remplaçable, l'usure de son épaulement de butée, occasionnée par le contact avec la face extrême du cylindre, n'a pas de conséquence grave. L'épaulement de positionnement dépassant dans la direction opposée coopère avec l'évidement de la sur- face de montage de la plaque extrême d'étanchéité de façon 254364 * à constituer un moyen de positionnement précis du bord périphérique intérieur du joint à fluide de refroidisse- ment quelle que soit la position relative des vis de montage dans leurs trous respectifs ménagés dans l'aile de montage Ainsi, on évite toute usure prématurée du joint à fluide de refroidissement et/ou de l'anneau de projection, sans sacrifier l'avantage de disposer d'un joint à fluide de refroidissement pouvant être adapté à un certain nombre de paliers de diamètres différents. 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 ensemble à palier à film d'huile pour laminoir comportant un dispositif d'étanchéité et un joint à fluide de refroi- dissement mis au point dans l'art antérieur; les figures 2 A et 2 B sont des coupes partielles suivant la ligne 2-2 de la figure 1, montrant l'applica- tion du même joint à fluide de refroidissement à des plaques extrêmes d'étanchéité de différentes dimensions; la figure 3 est une coupe axiale partielle d'un palier à film d'huile pour laminoir comportant le joint à fluide de refroidissement selon l'invention; la figure 4 est une coupe partielle à échelle agrandie montrant l'état du joint à fluide de refroidis- sement lorsque la face extrême du cylindre porte contre son épaulement de butée; la figure 5 est une coupe partielle éclatée du joint à fluide de refroidissement et de la plaque extrême d'étanchéité; et la figure 6 est une vue partielle de dessous du joint à fluide de refroidissement. En se référant à présent à la figure 3, le joint perfectionné à fluide de refroidissement selon l'invention est indiqué en 52 et est placé entre la face extrême 54 d'un cylindre 56 et une plaque extrême 58 d'étanchéité faisant partie d'un dispositif d'étanchéité indiqué globale- ment en 60 De même que dans l'agencement mis au point dans l'art antérieur et montré sur la figure 1, le cylindre com- porte un tronçon intermédiaire conique 62 aboutissant à un tronçon 64 de diamètre réduit entouré d'un manchon 66, ce dernier tourillonnant dans un coussinet* 68 logé dans une empoise 70 De l'huile de lubrification arrive en continu, comme précédemment, à l'interface d'appui entre le manchon 66 et le coussinet 68 pendant le fonctionnement io du laminoir En plus de la plaque extrême 58 d'étanchéité et du dispositif 52 de protection contre l'eau, le dispo- sitif 60 'd'étanchéité comprend un anneau 72 de projection et un joint élastique circulaire 74 à ailes, destiné au tourillon, l'anneau et le joint tournant avec le cylindre 56. La plaque extrême 58 d'étanchéité présente une surface radiale 76 de montage qui est située axialement dans le même plan que l'extrémité 78 d'un épaulement 80. La surface de montage présente un évidement circulaire 82 ayant une face conique 84 de contact. En se référant également aux figures 4 à 6, on peut voir que le joint 52 à fluide de refroidissement comporte une aile radiale 86 de montage qui est reliée, par son bord intérieur 88, à une aile 90 d'étanchéité avec laquelle elle est réalisée d'une seule pièce et qui en part angulairement et de façon flexible L'aile 86 de montage présente plusieurs trous 92 dans lesquels passent des vis-94 de montage vissées dans des trous espacés cir- conférentiellement dans la surface 76 de montage de la plaque extrême d'étanchéité. Pour les raisons indiquées dans la description de la forme de réalisation conçue précédemment et repré- sentée sur les figures 1 à 2 B, le diamètre des trous 92 est comme précédemment supérieur au diamètre des vis 94. L'aile 86 de montage est réalisée d'une seule pièce avec un épaulement circulaire 96 de butée qui en dépasse axialement vers la face extrême 54 du cylindre. L'épaulement 96 de butée dépasse axialement vers l'exté- rieur de l'extrémité 78 de l'épaulement 80 de la plaque extrême et il coopère avec l'aile 86 de montage de façon à définir un évidement ouvert 98 Dans le cas o le cylindre 56 se déplace axialement, en flottant, vers l'empoise 70, les éléments du dispositif d'étanchéité et les éléments internes du palier sont protégés de toute détérioration par l'épaulement 96 de butée contre lequel vient porter la face extrême 54 du cylindre et qui assume donc la fonction d'un organe d'arrêt Cette entrée en contact est illustrée sur la figure 4 Lorsque ceci se produit, l'aile 90 d'étanchéité est comprimée par flexion par la face extrême du cylindre dans l'évidement 98, ce dernier étant dimensionnê de façon appropriée pour rece- voir en toute sécurité l'aile 90. Sous l'effet de l'entrée en contact de la face extrême 54 du cylindre en rotation avec l'épaulement 96 de butée, ce dernier subit une certaine usure, mais ceci constitue un problème relativement secondaire par rapport à l'usure d'un épaulement de butée porté par la plaque extrême d'étanchéité, car le dispositif de protection contre l'eau est une pièce relativement peu coûteuse qui peut être aisément remplacée De préférence, comme montré sur la figure 6, l'épaulement de butée est évidé en des points espacés, comme indiqué en 100, de façon à présenter des témoins visuels permettant d'observer aisément l'ampli- tude de l'usure de l'épaulement Ceci permet au personnel de maintenance du laminoir d'obtenir des informations concernant des problèmes de positionnement axial des paliers. L'aile 86 de montage est en outre réalisée d'une seule pièce avec un épaulement circulaire 102 de position- nement qui dépasse axialement dans une direction opposée à celle de l'épaulement 96 de butée L'épaulement de posi- tionnement est reçu dans l'évidement 82 de la surface 76 de montage de la-plaque extrême d'étanchéité Cet épaule- ment 102 présente une surface conique 104 qui glisse contre la surface conique 84 complémentaire de l'évidement 82. Lorsque les vis 94 de montage sont serrées et que l'aile 86 de montage est tirée contre la surface 76 de montage de la plaque extrême d'étanchéité, les surfaces coniques 84 et 104 coopèrent en faisant porter radialement la sur- face cylindrique extérieure 106 de l'épaulement 102 de positionnement contre la surface cylindrique intérieure 108 de l'évidement 82, réalisant ainsi le positionnement précis demandé pour établir l'écartement radial souhaité 110 (voir figure 3) entre le joint à fluide de refroidis- sement et la surface cylindrique 112 de l'anneau 72 de projection En d'autres termes, l'épaulement 102 de posi- tionnement coopère avec l'évidement 82 de façon à posi- tionner radialement l'aile 86 de montage sur la surface 76 de montage, et ceci se produit quelles que soient les positions relatives des vis 94 de montage dans leurs trous respectifs 92 ménagés dans l'aile 86 de montage Le contact par surfaces multiples entre le joint à fluide de refroi- dissement et les surfaces 76, 84 et 108 de la plaque extrême d'étanchéité est rendu possible par les qualités de l'élas- tomère du joint à fluide de refroidissement. Il entre dans le cadre de l'invention de rempla- cer les épaulements circulaires 96 et 102 décrits dans le présent mémoire par des saillies axiales de formes dif- férentes Les formes et relations angulaires des ailes de montage et d'étanchéité peuvent également varier Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être appor- tées au joint décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 254364 t REVENDICATIONS 1 Joint circulaire à fluide de refroidissement destiné à un laminoir dans lequel le tourillon ( 64) d'un cylindre ( 56) porte un manchon ( 66) qui est monté de façon à pouvoir tourner dans un coussinet ( 68) logé dans une empoise ( 70), une pellicule d'huile étant maintenue entre le manchon et le coussinet pendant le fonctionnement du laminoir, et un dispositif ( 60) d'étanchéité étant placé entre une face extrême ( 54) du cylindre et l'empoise afin d'empêcher l'huile de s'échapper de l'empoise tout en empêchant des impuretés telles que de l'eau de refroidissement, des pailles d'oxyde métallique, etc. d'entrer dans l'empoise, ledit dispositif d'étanchéité comprenant une plaque circulaire extrême ( 58) d'étanchéité qui est fixée par rapport à l'empoise dans une position entourant un joint circulaire flexible ( 74) à ailes monté sur le tourillon du cylindre afin de tourner avec lui, la plaque extrême d'étanchéité présentant une surface circulaire ( 76) de montage espacée axialement de la face extrême du cylindre, le joint circulaire ( 52) à fluide de refroidissement étant caractérisé en ce qu'il comporte une aile radiale ( 86) de montage réalisée d'une seule pièce avec une aile ( 90) d'étanchéité à laquelle elle est reliée par son bord intérieur ( 88), l'aile ( 90) partant sous un certain angle de l'aile de montage par rapport à laquelle elle est flexible, des moyens ( 92, 94) permet- tant une fixation amovible de l'aile de montage à la sur- face de montage, dans une position plaçant l'aile d'étan- chéité en contact de frottement avec la face extrême du cylindre, l'aile de montage étant réalisée d'une seule pièce avec un élément ( 96) de butée qui en fait saillie axialement en direction de la face extrême du cylindre, l'élément de butée-coopérant avec l'aile de montage de façon à définir un évidement ( 98) dans lequel l'aile d'étanchéité peut être comprimée de façon flexible par la face extrême du cylindre dans le cas o cette face extrême porte contre l'élément de butée. 2 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de butée comprend un épaulement circulaire ( 96). 3 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord périphéri- que de l'épaulement circulaire-présente des évidements espacés ( 100) permettant d'indiquer l'amplitude de l'usure de cet épaulement. 4 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixa- tion comprennent plusieurs vis ( 94) espacées circonfé- rentiellement, qui passent dans des trous ( 92) de l'aile de montage et qui sont vissées dans des trous de ladite surface de montage, le diamètre des trous de l'aile de montage permettant un mouvement latéral des vis dans ces trous. Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile de montage est en outre réalisée d'une seule pièce avec un élément ( 102) de positionnement qui en dépasse axialement dans une direction opposée à celle de l'élément de butée, la surface de montage présentant un évidement ( 82) conçu-pour recevoir l'élément de positionnement et pour coopérer avec lui en positionnant radialement l'aile de montage sur ladite surface de montage. 6 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de posi- tionnement comprend un épaulement circulaire ( 102). 7 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit épaulement circulaire et l'évidement de la surface de montage présentent des surfaces coniques ( 84, 104) pouvant s'appliquer l'une contre l'autre et qui coopèrent de façon à faire porter 254364 t radialement une surface cylindrique extérieure ( 106) dudit épaulement contre une surface cylindrique intérieure ( 108) dudit évidement lorsque l'aile de montage est fixée à la surface de montage par lesdits moyens de fixation. 8 Joint circulaire ( 52) à fluide de refroidis- sement destiné à un laminoir dans lequel le tourillon ( 64) d'un cylindre ( 56) comporte un manchon ( 66) qui est monté de façon à pouvoir tourner dans un coussinet ( 68) logé dans une empoise ( 70), une pellicule d'huile étant main- tenue entre le manchon et le coussinet pendant le fonc- tionnement du laminoir, un dispositif ( 60) d'étanchéité étant placé entre une face extrême ( 54) du cylindre et l'empoise afin d'empêcher l'huile de s'échapper de l'empoise tout en interdisant à des impuretés telles que de l'eau de refroidissement, des pailles d'oxyde métallique, etc de pénétrer dans l'empoise, le dispositif d'étanchéité com- portant une plaque extrême circulaire ( 58) d'étanchéité qui est fixée par rapport à l'empoise dans une position entourant un joint circulaire flexible ( 74) à ailes monté sur le tourillon du cylindre afin de tourner avec lui, la plaque extrâme d'étanchéité présentant une surface cir- culaire ( 76) de montage espacée axialement de la face extrême du cylindre, le joint circulaire ( 52) à fluide de refroidissement étant caractérisé en ce qu'il comporte une aile radiale ( 86) de montage réalisée d'une seule pièce avec une aile ( 90) d'étanchéité à laquelle elle est reliée par son bord intérieur ( 88), l'aile ( 90) d'étanchéité partant angulairement de l'aile de montage à laquelle elle est reliée de façon flexible, des moyens ( 92, 94) permet- tant de fixer de façon amovible l'aile de montage à la surface de montage, dans une position plaçant l'aile d'étanchéité en contact de frottement avec la face extrême du cylindre, les moyens de fixation comprenant plusieurs vis ( 94) espacées circonférentiellement, qui sont vissées dans la surface de montage, le diamètre des trous ( 92) étant tel qu'il permet un mouvement latéral relatif des vis dans ces trous, un élément ( 102) de positionnement étant réalisé d'une seule pièce avec l'aile de montage de laquelle il dépasse radialement vers la surface de montage, cette dernière présentant un évidement ( 82) des- tiné à recevoir l'élément de positionnement et à coopérer avec lui pour positionner radialement l'aile de montage sur la surface de montage. 9 Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 8, caractérisé en-ce que l'élément de posi- tionnement et l'évidement de la surface de montage sont circulaires. Joint à fluide de refroidissement selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de posi- tionnement et l'évidement de la surface de montage présen- tent des surfaces coniques '84, 104) pouvant entrer en contact l'une avec l'autre et qui coopèrent pour faire porter radialement une surface cylindrique extérieure ( 106) de l'élément de positionnement contre une surface cylindrique intérieure ( 108) de l'évidement lorsque les vis sont serrées.