Brevet FR2601092A1 — publié le 19880108

La présente invention concerne le montage d'un cylindre horizontal, en particulier d'un cylindre de travail de laminoir, dans lequel un ou les deux tourillons du cylindre sont montés en rotation par l'intermédiaire d'un roulement dans un alésage cylindrique d'une empoise et le roulement présente au moins une bague extérieure portant dans l'alésage par sa surface extérieure cylindrique et comportant une ou plusieurs pistes extérieures de roulement ainsi que des éléments roulants disposés en une ou plusieurs rangées dans un espace de roulement fermé entre la ou les pistes extérieures et des pistes de roulement intérieures portées par le tourillon, une zone inférieure de l'espace de roulement étant remplie de lubrifiant, de manière que le niveau du liquide passe à peu près par l'axe de l'élément roulant le plus bas de la ou des rangées d'éléments roulants. Un montage du genre indiqué est connu, pour lequel l'espace de roulement est rempli d'une huile de lubrification, le niveau de l'huile passant approximativement par l'axe des éléments roulants du bas de chaque rangée d'éléments roulants ("Koyo-Rolling Bea rings for Rolling Mill", Cat. NO 214 E, S. 28/29). Pour ce montage, il est désavantageux qu'à cause de la place réduite dans l'empoise, seule une quantité relativement faible d'huile de lubrification puisse être emmagasinée dans empoise. C'est pourquoi, pour le montage connu, ou bien il faut prévoir une lubrification par brouillard d'huile en plus de la lubrification à bain d'huile, ou bien il faut compléter et remplacer l'huile du bain d'huile à de courts intervalles.De ce fait, le coût de l'entretien du montage augmente sensiblement. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu que l'on peut utiliser un régulateur de niveau d'huile qui emmagasine une plus grande quantité d'huile en supplément de celle contenue dans le carter des roulements (DE-OS 22 16 670). Ce régulateur de niveau d'huile est fixé à l'extérieur du montage, sur une face extérieure du carter de roulement et occupe un volume relativement important. Dans le cas des cylindres de travail pour laminoir, il arrive souvent que l'an ne dispose pas d'autant de place. En outre, ce volumineux régulateur de niveau d'huile peut facilement être brisé ou détérioré durant la marche du laminoir. L'objet de l'invention consiste à créer un montage horizontal d'un cylindre du genre indiqué, dans lequel les roulements sont lubrifiés, malgré l'espace restreint, avec un lubrifiant liquide qui est emmagasiné à l'intérieur de l'empoise en quantité suffisante. L'empoise doit présenter une construction simple ainsi qu'unie grande résistance. Cet objet est réalisé, selon l'invention, par le fait que, sur au moins un côté de la ou des bague(s) extérieure(s) est disposé un espace annulaire, délimité radialement de l'extérieur par l'empoise et se trrouvant en communication avec la zone inférieure de l'espace de roulement, et qu'au moins un trou transversal disposé horizontalement à la hauteur de l'axe du ou des élé ments roulants les plus bas, orienté perpendiculairement au tourillon du cylindre et s'étendant d'un côté ou des deux cotés, de l'extérieur vers l'intérieur, vers l'espace annulaire est ménagé dans l'empoise, la hauteur de la section de ce trou étant supérieure au diamètre des éléments roulants et son ou ses extrémités sortant de l'empoisse étant obturée(s) de façon étanche par un bouchon ou similaire. Avec le montage du cylindre de l'invention, on obtient que dans chaque trou transversal, une grande quantité de lubrifiant liquide, par exemple de l'huile minérale, soit emmagasinée, lubrifiant qui est en permanence disponible pour le roulement. C'est pourquoi le roulement est également lubrifié suffisamment lors du démarrage du cylindre, bien qu'alors une partie de l'huile emmagasinée dans l'espace de roulement et dans le trou transversal soit répartie dans le roulement et dans l'empoise par les éléments roulants tournant et soit retenue par mouillage sur les surfaces des éléments du roulement et les parois de l'espace de roulement. Pour le cas où un graissage par brouillard d'huile est prévu en plus de la lubrification à bain d'huile, aucun risque d'échauffement dangereux du roulement n'existe en cas de défaillance brève de la lubrification par brouillard d'huile. Mais dans de nombreux cas, on peut renoncer complètement à la lubrification supplémentaire par brouillard d'huile. Chaque trou transversal est uniquement disposé dans la zone inférieure de l'empoise et peut être ménagé dans l'empoise à un emplacement soumis à de faible contraintes sous l'effet des forces d'appui du roulement. Par ce trou transversal, la résistance de l'empoise est par conséquent à peine amoindrie. De plus, les trous transversaux peuvent être percés dans des empoises déjà existantes de façon telle que la lubrification du roulement se trouve dans ces empoises. Dans le cas d'un montage avec. au moins deux bagues extérieures de roulement recevant chacune au moins une rangée d'éléments roulants, les rangées d'éléments roulants ayant à peu près le m- me diamètre de cercle passant par les axes des éléments roulants, les deux bagues extérieures sont montées dans l'alésage commun de l'empoise avec un écartement axial mutuel tel que l'espace annulaire soit formé par un espace intermédiaire entre les deux bagues extérieures. Cette configuration présente l'avantage que les éléments roulants les plus bas de chaque rangée d'éléments roulants plongent dans le lubrifiant du bain d'huile et se trouvent lubrifiés. De préférence d'un côté de la bague extérieure ou deux côtés se faisant face à distance des bagues extérieures est montée une bague entretoise dont la surface extérieure cylindrique est guidée dans l'alésage de l'empoise et d'un diamètre intérieur à peu près égal à celui des pistes de roulement extérieures de la ou des bagues extérieures, l'espace annulaire étant constitué par une rainure annulaire ménagée dans la surface extérieure de la bague entretoise et ouverte vers l'alésage de l'empoise et au moins un trou de liaison étant ménagé radialement depuis la rainure annulaire jusqu'à l'espace de roulement à travers la bague entretoise, au moins dans la zone située au-dessous du niveau du liquide. Cette configuration indique une possibilité d'amener le lubrifiant aux roulements à l'endroit d'une bague entretoise placée entre deux bagues extérieures. Les trous de liaison dans la bague entretoise servent de moyen de communication entre l'espace de roulement et l'espace annulaire. Ils freinent le déplacement du lubrifiant de sorte que l'huile emmagasinée dans cet espace ou dans les trous transversaux ne participe pas aux mouvements de balancement de lthuile dans l'espace de roulement. La délimitation radialement extérieure de l'espace annulaire de la rainure annulaire est constituée par une rainure correspondant à la largeur de la rainure annulaire et usinée dans l'alésage de empoise, au moins dans la moitié inférieure de sa péphérie. De ce fait, un espace annulaire de section relativement importante existe dans la zone inférieure de l'alésage de l'empoise. L'empoise peut présenter au moins un perçage de retour vertical (24) ménagé de puis le bas dans empoise, et traversant le trou transversal, perçage dont l'extrémité supérieure débouche audessus du niveau du liquide, par l'alésage de empoise, dans l'espace annulaire, et dont l'extrémité inférieure débouchant hors de l'empoise est obturée de façon étanche par un bouchon ou similaire. Grâce à cette caractéristique, l'huile projetée vers le haut par les éléments roulants tournants est automatiquement ramenée aux extrémités du perçage ou des perçages de retour débouchant dans l'espace de roulement. De là, l'huile coule par gravité dans le trou transversal concerné en passant par le ou les perçages de retour. Il en résulte un mouvement de circulation de l'huile qui empêche qu'une trop grande quantité d'huile soit projetée dans l'espace de roulement. Le roulement est également refroidi par l'huile qui circule, si bien qu'unie température de fonctionnement avantageusement basse s'établit dans le roulement. Dans le cas où plusieurs trous transversaux sont usinés dans empoise, au moins deux des trous transversaux sont disposés dans un même plan horizontal et communiquent entre eux par au moins un perçage longitudinal horizontal disosé sur un ou sur les deux côtés transversaux de l'empoise et obtUrés de façon étanche à ses deux extrémités par des bouchons ou similaire. Aussi bien les deux trous transversaux que le ou les perçages longitudinaux de l'empoise sont avantageusement disposés dans le même plan horizontal et présentent sensiblement la même hauteur de section. Ces caractéristiques permettent d'accroître encore la quantité d'huile emmagasinée dans l'empoise. De préférence, le trou transversal est de section cylindrique, son axe étant disposé approximativement de façon à passer par l'axe du ou des éléments de roulement les plus bas. Avec cette configuration, il est possible de maintenir un niveau de liquide ou un niveau d'huile qui passe à peu près par l'axe du ou des trous transversaux. Avec l'aide d'un voyant de niveau d'huile simple obturant l'extrémité extérieure d'un trou transversal, on peut surveiller ainsi la hauteur correcte du niveau de liquide dans l'empoise. Le montage d'un cylindre horizontal conforme à l'invention est expliqué plus en détail dans la description suivante de deux exemples d'exécutionqui sont représentés dans les dessins. Ceux-ci montrent Figure 1 une coupe longitudinale partielle par un montage comprenant un roulement à plusieurs rangées de rouleaux coniques, Figure 2 une coupe transversale le long de la droite A-A par le montage représenté à la figure 1, Figure 3 une coupe longitudinale partielle par un montage comprenant un roulement à plusieurs rangées de rouleaux cylindriques et Figure 4 une section transversale par la droite B-B à travers un palier représenté à la figure 3, mais avec le pa lier de cylindre démonté. Le tourillon entraîné côté du palier fixe d'un cylindre horizontal d'un laminoir à feuillard est repéré par 1 sur les figures 1 et 2. Ce tourillon 1 est supporté en rotation par un roulement usuel à quatre rangées de rouleaux coniques 3 dans un alésage cylindrique 4 débouchant axialement d'une empoise 5. L'empoise 5 comporte, comme on le voit sur la figure 2, des empreintes 6 ouvertes verticalement vers le haut pour des moyens de réglage connus (non représentés) qui soutiennent l'empoise et qui appuient le cylindre de travail, par l'intermédiaire du roulement 2, contre le feuillard à laminer (non représenté). Le roulement possède trois bagues extérieures 7, 8, 9 disposées à un certain écartement mutuel dont les surfaces extérieures cylindriques sont supportées dans l'alésage commmun 4 de l'empoise 5 . Les quatre rangées d'éléments roulants 3 ont un même diamètre passant par les axes des éléments roulants. La bague extérieure médiane 8 du roulement 2 présente deux pistes de roulement extérieures pour les éléments roulants 3. Les deux bagues extérieures 7, 9, disposées latéralement de part et d'autre de la bague 8, ne comportent chacune qu'une piste de roulement extérieure. Entre la bague extérieure médiane 8 et chacune des deux bagues extérieures latérales 7, 9 existe un espace intermédiaire défini à chaque fois, dans le cas présent, par une bague entretoise 10. La bague entretoise 10 présente une surface extérieure cylindrique guidée dans l'alésage 4 de l'empoise 5. Chaque fois, deux rangées d'éléments roulants 3 roulent sur les pistes de roulement intérieures d'une bague intérieure commune 11 qui est fixée sur le tourillon 1. Entre les deux bagues in térieures, une bagues entretoise 12 est guidée sur le tourillon 1. L'extrémité du côté entraînement et l'extrémité du côté sortie de l'alésage 4 de l'empoise 5 sont obturées chacune par un couvercle de fermeture 13, 14. Chaque couvercle de fermeture 13, 14 porte, sur sa face extérieure, deux joints à lèvres 15 qui glissent sur des bagues de raccordement 16 du tourillon 1. A l'inté- rieur de l'empoise 5 est par conséquent formé un espace de roulement fermé 17. La zone inférieure de l'espace de roulement 17 est remplie d'un lubrifiant liquide, par exemple de l'huile. En fonctionnement, le niveau de l'huile de lubrification passe à peu près par l'axe de l'élément roulant 3 le plus bas de toutes les rangées d'éléments roulants. A l'arrêt, quand toute l'huile s'est égouttée des parois de l'espace de roulement 17, le niveau d'huile 18 se situe un peu plus haut que pendant le fonctionnement. Dans la région de chacune des deux bagues entretoises 10 est ménagé, dans l'empoise 5, un trou transversal cylindrique horizontal débouchant 19. L'axe 20 du trou transversal 19 se situe à la hauteur de l'axe de l'élément roulant 3 le plus bas des rangées d'éléments roulants (figure 2). La hauteur de section du trou transversal 19 est le double du plus grand diamètre des éléments roulants coniques 3. Les deux extrémités des trous transversaux 19 débouchant de l'em- poise 5 sont obturées de façon étanche au liquide par un bouchon qui peut être un voyant de niveau d'huile. Chaque trou transversal 19 passe à travers un espace annulaire 22 formé par une rainure annulaire 22 qui est ménagée dans la surface extérieure de la bague entretoise 10 concernée. et qui est ouverte vers l'alésage 4. Chacune des deux bagues entretoises 10 possède, répartis à sa périphérie, des trous de liaison 23 débouchant dans l'espa- ce annulaire, traversent la bague entretoise 10 radialement et faisant communiquer l'espace de roulement 17 avec l'espace annulaire également en-dessous du niveau d'huile 18. Chaque trou transversal 19 comporte, sur les deux côtés transversaux, un perçage de retour 24 ménagé dans l'empoise, verticalement, de bas en haut et fermé de façon étanche à son extrémité inférieure. Ce perçage de retour 24 traverse le trou transversal 19 vers le haut. L'extrémité supérieure de retour 24 se situe au-dessus du niveau d'huile 18 et débouche dans l'espace de roulement 17. La moitié inférieure de la périphérie de l'alésage 4 de l'empoisse 5 comporte en outre deux rainures 25 qui délimitent radialement vers l'extérieur une partie de l'espace annulaire. L'espace annulaire constitué par la rainure annulaire 22 possède, par conséquent, une section radialement agrandie vers l'extérieur pour recevoir l'huile de lubrification. Les trous de liaison 23 situés au-dessus du niveau d'huile 18 créent une liaison de communication entre l'espace de roulement 17 et l'espace annulaire, si bien que l'huile en excédent peut s'écouler par l'intermédiaire des trous de liaison 23 situés au-dessus du niveau d'huile 18 et de l'espace annulaire 22 vers le bas dans le perçage transversal correspondant 19. On peut voir sur l'illustration des figures 1 et 2 que l'empoisse 5 possède sur ses deux côtés transversaux un perçage logitudinal fermé de façon étanche à ses deux extrémités par un bouchon. Chacun des deux perçages longitudinaux 26 relie entre eux les deux trous transversaux 19 de l'empoise 5. Aussi bien les deux perçages longitudinaux 26 que les deux trous transversaux 19 ont une forme cylindrique et sont de même diamètre. Ils sont situés dans un même plan horizontal. Sur les figures 3 et 4 est représenté un montage modifié dont le roulement se compose d'un roulement à six rangées de rouleaux cylindriques 27 pour supporter les charges radiales et d'un roulement à deux rangées de billes à contact oblique pour supporter les charges axiales. Le roulement à rouleaux cylindriques 27 coporte trois bagues extérieures 29, 30, 31 qui sont montées coaxialement les unes à côté des autres dans l'alésage cylindrique 4 de l'empoise 5. La bague extérieure d'une seule pièce 32 du roulement. à billes à contact oblique 28 est montée dans l'alésage 4 avec un grand jeu radial, de sorte que cette bague ne peut supporter que des charges axiales. La bague extérieure 32 porte par sa face frontale tournée axialement vers l'extérieur contre un couvercle de carter 33. Le couvercle de carter 33 est fixé par des vis (non représentées) sur l'empoise 5. Entre la face frontale 34 de la bague extérieure 29, côté extérieur, du roulement à rouleaux cylindriques 27 et la surface frontale 35 de la bague extérieure 32 du roulement à billes à contact oblique 28 lui faisant face est formé un espace intermédiaire 36 ouvert vers l'espace de roulement 17 et affectant la forme d'un espace annulaire. L"espace intermédiaire 36 est délimité radialement à sa périphérie extérieure par l'alésage 4 de l'empoise 5. Pour le présent exemple d'exécution, de façon semblable à l'exem- ple d'exécution décrit précédemment, un trou cylindrique transversal 19 disposé horizontalement est ménagé dans l'empoise 5 à la hauteur de l'axe des éléments roulants 37, 38 les plus bas. Ce trou transversal 19 est ménagé de part en part à travers l'empoise 5 et débouche dans 1 'espace intermédiaire 36, depuis les deux côtés transversaux. La hauteur de section du trou transversal 19 est approximativement trois fois plus grande que le diamètre des éléments roulants 37, 38. Sur ses deux extrémités dé bouchant de l'empoise 5, le trou transversal 19 est obturé de façon étanche par un bouchon fileté 39. Sur chacun des deux côtés transversaux de l'empoise 5 est ménagé un perçage longitudinal cylindrique 30, disposé horizontalement. L'extrémité intérieure de ce perçage longitudinal 40 débouche dans le trou transversal 19. L'extrémité du trou longitudinal 40 débouchant à l'extérieur, côté manoeuvre de l'empoise 5, est obturée de façon étanche avec un bouchon ou un voyant de niveau d'huile (non représenté). Aussi bien le trou transversal 13 que les deux passages longitudinaux 40 se trouvent dans un même plan horizontal et sont de même diamètre. Les exemples de réalisation décrits ci-dessus peuvent être modifiés dans le cadre de l'invention. Par exemple, au moins l'un des trous transversaux peut être réalisé sous la forme d'un trou borgne qui ne soit pas disposé de façon à traverser complètement l'empoise. Le trou transversal peut alors être prévu de façon à ne s'étendre d'un côté de l'extérieur vers l'intérieur que jusqu'à l'espace annulaire. Dans le cas où plusieurs trous borgnes sont prévus, ceux-ci peuvent être ménagés dans l'empoise, alternativement depuis un côté transversal et depuis l'autre. Chacun de ces trous transversaux peut s'étendre d'un côté, de l'extérieur vers l'intérieur jusqu'à l'espace annulaire. Revendications 1. Montage d'un cylindre horizontal, en particulier d'un cy lindre de travail de laminoir, dans lequel un ou les deux tourillons du cylindre sont montés en rotation par l'in termédiaire d'un roulement dans un alésage cylindrique d'une empoise et le roulement présente au moins une bague exté rieure portant dans l'alésage par sa surface extérieure cy lindrique et comportant une ou plusieurs pistes extérieures de roulement ainsi que des éléments roulants disposés en une ou plusieurs rangées dans un espace de roulement fermé entre la ou les pistes extérieures et des pistes de roule ment intérieures portées par le tourillon, une zone infé rieure de l'espace de roulement étant remplie de lubrifiant, de manière que le niveau du liquide passe à peu près par l'axe de l'élément roulant le plus bas de la ou des rangées d'éléments roulants, caractérisé par le fait que, sur au moins un côté de la ou des bague(s) extérieure(s) (7,8,9, 31,35), est disposé un espace annulaire (22,36), délimité radialement de l'extérieur par l'empoise (5) et se trou vant en communication avec la zone inférieure de ltespa- ce de roulement, et qu'au moins un trou transversal (19) disposé horizontalement à la hauteur de l'axe du ou des élé ments roulants (3,37,38) les plus bas, orienté perpendicu lairement au tourillon (1) du cylindre et s'étendant d'un côté ou des deux côtés, de l'extérieur vers l'intérieur, vers l'espace annulaire (22, 36) est ménagé dans l'empoise, la hauteur de la section de ce trou étant supérieure au diamètre des éléments roulants (3,37,38) de chaque rangée d'éléments roulants et son ou ses extrémités sortant de l'empoise (5) étant obturée(s) de façon étanche par un bouchon (21, 39) ou similaire. 2. Montage suivant revendication 1 avec au moins deux bagues extérieures de roulement recevant chacune au moins une ran gée d'éléments roulants, les rangées d'éléments roulants ayant à peu près le même diamètre de cercle passant par les axes des éléments roulants, caractérisé par le fait que les deux bagues extérieures (7,8,9,31,32) sont montées dans l'alésage commun (4) de l'empoise (5) avec un écartement axial mutuel tel que l'espace annulaire soit formé par un espace intermédiaire (22, 36) entre les deux bagues exté rieures (7,8,9,31,32). 3. Montage suivant revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que, d'un côté de la bague extérieure ou deux côtés se faisant face à distance des bagues extérieures (7,8,9,31,32) est montée une bague entretoise (10) dont la surface exté rieure cylindrique est guidée dans l'alésage (4) de l'em poise (5) et d'un diamètre intérieur a peu près égal à celui des pistes de roulement extérieures de la ou des bagues ex térieures (7,8,9,31,32), 1' espace annulaire étant constitué par une rainure annulaire (22) ménagée dans la surface ex térieure de la bague entretoise et ouverte vers l'alésage (4) de l'empoise (5) et au moins un trou de liaison (23) étant ménagé radialement depuis la rainure annulaire (22) jusqu'à l'espace de roulement (17) à travers la vague entre toise (10), au moins dans la zone située au-dessous du ni veau de liquide (18). 4. Montage suivant revendication 3, caractérisé par le fait que la délimitation radialement extérieure de l'espace annulaire