Brevet FR2549771A1 — publié le 19850201

ETANCHEITE D'ARBRE POUR MACHINES DE TRANSFORMATION DE MATIERES PLASTIQUES. L'invention concerne une étanchéité d'arbre pour le passage d'un arbre à travers la paroi d'une chambre de travail d'une machine de transformation de matières plastiques, destinée à recevoir des matières plastiques plastifiées sous pression. L'étanchéité d'arbre est en particulier destinée aux presses à rouleaux presseurs, qui servent à transformer des 10 déchets de matières plastiques en une matière plastique régénérée pouvant être réutilisée Une presse à rouleaux presseurs de ce genre est décrite dans le brevet allemand DE 27 00 846 La présente invention sera expliquée sur l'exemple d'une telle presse à rouleaux presseurs, bien qu'eile puisse aussi être utilisée dans d'autres machines de transformation de matières plastiques travaillant sous pression et température élevées. Une étanchéité d'arbre de ce genre est soumise à différentes exigences Elle doit empêcher d'une manière 20 fiable que la matière plastique, sous pression élevée, s'échappe de la chambre de travail En effet, cette pression élevée est nécessaire tant à la plastification qu'à l'évacuation de la matière plastique plastifiée de la chambre de travail, sans équipements supplémentaires, par exemple 25 des vis de transport Du fait que les contraintes s'appliquent sur un seul côté, il peut en résulter en cours de marche un flottement de l'arbre, de sorte que-l'étanchéité doit pouvoir s'adapter à ce mouvement, tout en conservant sa fonction d'étanchéité Il se crée lors de la mise en 30 service de la machine une forte élévation de température. L'étanchéité doit être à même de permettre à l'arbre de subir une dilatation lors de cette élévation de la température de la machine, sans perdre de ses propriétés fonctionnelles Enfin, l'étanchéité doit être démontable sans 35 qu'il soit nécessaire de démonter la machine de transformation de matières plastiques proprement dite, de façon à permettre de réaliser d'une manière relativement simple les réparations ou un échange de pièces défectueuses. L'invention a pour but de résoudre ce problème, par une étanchéité d'arbre du type décrit ci-dessus, conçue de telle sorte qu'un anneau de glissement, qui entoure l'arbre, 5 qui s'appuie dans le sens radial contre le carter et résistant à la température et à l'usure, est pré- tendu dans le sens axial contre l'espace intérieur de la chambre de travail et, dans cette direction, s'appuie sur un anneau de glissement, supporté par l'arbre, en un matériau approprié. Les surfaces des anneaux de glissement comprimées l'une contre l'autre assurent une étanchéité de grande fiabilité. Comme la pré-tension agit vers l'espace intérieur de la chambre de travail, l'arbre peut subir une dilatation contre l'effet de la prétension, de sorte qu'une augmenta15 tion de la température, et donc de la dilatation, provoque simultanément une augmentation de la force agissant sur l'étanchéité Comme cette contrainte est dirigée de l'extérieur vers l'intérieur, les éléments servant à la production de la pré-tension peuvent être disposés sur le côté exté20 rieur de la machine, de sorte qu'ils sont facilement démontables Par ailleurs, le fait que l'anneau de glissement pré-tendu soit monté sur support élastique (par ressort) permet un mouvement de flottement de l'arbre et donc une adaptation aux mouvements de ce dernier. De préférence, l'anneau de glissement pré-tendu est supporté par des supports annulaires. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse réside en ce que le support annulaire présente une bride s'étendant radialement, cette bride étant traversée par des boulons, fixés au carter et parallèles à l'axe, boulons qui, à une certaine distance axiale du côté de la bride opposé au carter, comportent une butée pour le ressort de compression serré entre cette butée et la bride. Dans une autre forme de réalisation avantageuse de 35 l'invention, le support annulaire traverse, dans le sens axial, une bague de centrage qui l'entoure sur une faible partie de sa longueur axiale, et qui est disposée contre le carter. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu un jeu radial entre d'une part l'anneau de glissement qui s'appuie contre le carter, et éventuellement le support qui le soutient, et d'autre part l'arbre. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les anneaux de glissement sont en alliage dur. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les anneaux de glissement sont liés par obstacle à leurs 10 supports, dans le sens périphérique, à l'aide de broches d'entraînement. Enfin, dans une dernière forme de réalisation de l'invention, le support annulaire traverse, dans le sens axial, une bague de centrage qui l'entoure sur une petite 15 partie de sa longueur axiale et qui est disposée contre le carter. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé, qui représente un exemple de réalisation de l'invention, dessin dans lequel 20 la figure unique présente une coupe axiale de la zone roulement et étanchéité du passage d'arbre, côté entraînement, à travers le carter d'une presse à rouleaux presseurs destinée à la transformation de déchets de matières plastiques. L'arbre 10 d'une presse à rouleaux presseurs est logé dans un carter 12 L'arbre 10 est constitué d'un corps de révolution creux 14, lequel, par une liaison par soudage 16, est lié à un tourillon d'arbre 18, qui est dirigé vers l'extérieur de la machine et, là, est par exemple fixé à 30 un dispositif d'entraînement. Le support de l'arbre est réalisé par un palier à roulements 20, qui contient des rouleaux cylindriques 24 maintenus à une certaine distance les uns des autres par une cage 22, rouleaux auxquels sont associées une surface de 35 roulement intérieur 26 sur le corps de révolution 14 et une surface de roulement extérieure 28 sur une bague de roulement 30, laquelle est installée dans un alésage 32 aménagé dans le carter 12 L'alésage 32 est limité vers l'extérieur par une plaque frontale 34, qui, par un épaulement annulaire 36, pénètre dans l'alésage 32 et soutient ainsi la bague de roulement 30 et la cage 22. Comme la presse à rouleaux presseurs est de préférence destinée à la transformation de déchets de matières plastiques, qui lui sont amenés après broyage et qui sont plastifiés par des pressions et des températures élevées, et comme ces déchets de matières plastiques sont susceptibles 10 de contenir des corps étrangers, par exemple des clous, la bague de roulement 30 est pourvue d'une bride de recouvrement 38, dirigée radialement vers l'intérieur, et qui, à la température de marche, se rapproche de la surface de roulement intérieure 26 jusqu'à ne plus laisser qu'une faible distance 39, ce qui empêche que des corps étrangers ne pénètrent dans la zone du palier Simultanément, il se crée un effet d'étranglement, qui réduit un peu la pression de la matière plastique plastifiée pénétrant dans la zone du palier, matière plastique qui, pour sa part, sert à la 20 lubrification des roulements. La pression toujours encore relativement élevée de la matière plastique agit vers la gauche à partir du palier Il faut toutefois empêcher un échappement de la matière plastique et donc une chute de pression dans la chambre de 25 travail de la machine, car l'on a besoin d'une pression élevée pour la plastification et l'évacuation de la matière plastique plastifiée. L'étanchéité est réalisée par deux anneaux de glissement 50 et 52, en alliage dur, s'appuyant l'un contre l'autre dans la direction axiale, avec pré-tension L'anneau de glissement 50 est supporté par un anneau porteur 54, et, dans le sens périphérique, il est lié à l'anneau porteur 54, par une liaison par obstacle, grâce à des broches d'entraînement réparties uniformément sur la périphérie. L'autre anneau de glissement 52 est supporté par une bague de butée 58, et il est lié à cette dernière, dans le sens périphérique, par des broches d'entraînement 60 La bague de butée 58 est pourvue d'une bride 62 dirigée radialement vers l'extérieur, et qui maintient une certaine distance axiale avec la plaque frontale 34 Cette bride 62 possède des alésages traversants 64, qui se suivent d'une manière équidistante dans le sens périphérique et qui sont traversés par des vis 66, lesquelles sont fixées à l'intérieur de la plaque frontale 34, qui, pour sa part, est fermement vissée au carter 12 Sur le côté de la bride 62 opposé à la plaque frontale 34 sont disposées, à une certaine distance 10 de la bride 62, les têtes 68 des vis 66 Sur la partie de chaque vis 66 se terminant au niveau de la tête 68 est disposé un ressort de compression spirale 70 qui s'appuie d'une part par l'intermédiaire d'une rondelle 72 contre la tête 68, et d'autre part contre la bride 62, de sorte que la 15 bride 62 et, avec elle, la bague de butée 58, sont soumises à une pré-tension dans la direction du carter 12, et donc aussi la chambre de travail se trouvant dans le carter. Grace à la force exercée par les ressorts 70, l'anneau de glissement 52 est comprimé contre l'anneau de glissement 50; 20 par ailleurs, une dilatation de l'arbre 10 sous l'effet d'une augmentation de la température lors de la montée en température de la machine peut être absorbée par les ressorts , sans influer sur l'appui réciproque et étanche des anneaux de glissement 50 et 52. La bague de butée 58 et l'anneau de glissement 52 supporté par la bague de butée conservent une certaine distance radiale par rapport à l'arbre 10 Au voisinage de l'anneau de glissement 52, la bague de butée 58 est, sur son côté extérieur, pourvue d'un épaulement annulaire 74 qui s'appuie radialement vers l'extérieur contre une bague de centrage 76 vissée à la plaque frontale 34 Cette construction permet d'adapter la bague de butée 58 à un mouvement de flottement de l'arbre 10, de façon à assurer une étanchéité fiable même dans ce cas. La construction décrite ci-dessus assure non seulement une protection contre les surcharges et une étanchéité parfaitement sure, un avantage supplémentaire, qui réside 2549771 ' en ce qu'elle peut être facilement démontée sans qu'il soit nécessaire de démonter le carter 12, de sorte que son entretien est aisé et que son échange peut être réalisé à tout moment, en totalité ou en partie, à moindres frais. Revendications 1 Etanchéité d'arbre pour le passage d'unarbre à travers la paroi du carter d'une chambre de travail, destinée à recevoir une matière plastique plastifiée sous pression, d'une machine de transformation de matières plastiques, caractérisée en ce qu'un anneau de glissement ( 52), résistant à l'usure et à la température, qui s'appuie dans le sens radial contre le carter ( 12) et qui entoure l'arbre ( 10), est pré-tendu dans la direction axiale contre 10 l'espace intérieur de la chambre de travail et, dans cette direction, s'appuie contre un anneau de glissement ( 50), en un matériau approprié, et qui lui-même s'appuie contre l'arbre ( 10). 2 Etanchéité d'arbre selon la revendication 1, carac15 térisée en ce que l'anneau de glissement pré-tendu ( 52) est supporté par un support annulaire ( 58) 3 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'anneau de glissement ( 52), qui s'appuie contre le carter, est pré20 tendu par plusieurs éléments élastiques ( 70) répartis dans le sens périphérique. 4 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le support annulaire ( 58) présente une bride ( 62) s'étendant radiale25 ment vers l'intérieur, et que cette bride ( 62) est traversée par des boulons ( 66), fixés au carter ( 12) et s'étendant dans le sens axial, boulons qui, à une certaine distance axiale du côté de la bride ( 62) opposé au carter, portent chacun une butée ( 68, 72) destinée à un ressort de compres30 sion ( 70) serré entre cette butée ( 68, 72) et la bride ( 62). Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'anneau de glissement ( 52) qui s'appuie contre le carter ( 12) est 35 soutenu, dans le sens radial, par une bague de centrage ( 76) disposée contre le carter ( 12). 6 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu un jeu radial entre d'une part l'anneau de-glissement qui s'appuie contre le carter ( 12) et éventuellement son support ( 58), et d'autre part l'arbre ( 10). 7 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les anneaux de glissement ( 50, 52) sont en un alliage dur. 8 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en -ce que les anneaux 10 de glissement ( 50, 52) sont liés à leurs supports ( 54, 58) dans le sens périphérique, par une liaison par obstacle, à l'aide de broches d'entraînement ( 56, 60). 9 Etanchéité d'arbre selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que le support 15 annulaire ( 58) passe, dans le sens axial, à travers une bague de centrage ( 76) qui l'entoure sur une faible partie de sa longueur axiale et qui est disposée contre le carter.