Brevet FR2612430A1 — publié le 19880923

"CYLINDRE DE TRAITEMENT PAR PRESSION, NOTAMMENT POUR CALANDRES ET LAMINOIRS". L'invention a pour objet un cylindre de traitement par pression comportant une enveloppe qui est traversée par un support fixe reposant à ses extrémités dans une cage, et qui est montée sur des éléments d'appui agissant sur des tronçons d'appui répartis sur la longueur de l'enveloppe et. chargés par des organes de pression hydrauliques, ces éléments appuyant l'enveloppe -du cylindre vis-à-vis d'au moins un autre cylindre, chaque extrémité de l'enveloppe comportant une unité de palier dont l'élément de palier extérieur tourne avec l'enveloppe du cylindre, et dont l'élément de palier intérieur coopère avec des éléments solidaires du support pour absorber des forces axiales et/ou pour assurer l'étanchéité dans lequel en particulier, l'enveloppe du cylindre et avec elle, l'unité de palier sont déplaçables. De tels cylindres de traitement conviennent pour de nombreuses applications, par exemple pour des calandres, des calandres finisseuses, des parties de compression de machines à papier, des machines à pâte et des machines à imprimer ou des laminoirs pour l'acier, les matières plastiques et les matières similaires. Dans un cylindre de traitement par pression connu de ce type (brevet britannique 641 466), chacun des éléments d'appui est constitué par la face frontale du piston des organes de pression hydrauliques prévus dans le plan de traitement par pression en une rangée dirigée vers l'autre cylindre. Par une charge de pression appropriée des organes de pression, on peut obtenir un mouvement de levage et d'application de l'enveloppe vis- à-vis du cylindre voisin. L'unité de palier comporte un élément de palier extérieur assemblé avec l'enveloppe et un élément de palier intérieur, entre lesquels se trouve une bague de palier à roulement. Au moyen de cette unité de palier, on peut transmettre les composantes axiales des forces de l'enveloppe au support. Quand la pression envoyée aux organes de pression est coupée, l'élément de palier intérieur agit comme une butée qui limite la D5 possibilité de déplacement radial de l'enveloppe du cylindre. En outre, l'unité de palier sert, en liaison avec des éléments d'étanchéité, à assurer l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur du volume intérieur de l'enveloppe du cylindre. On connait en outre, un cylindre de traitement par pression (brevet allemand 29 42 002) dans lequel les éléments d'appui qui sont chaque fois chargés par des organes de pression, au nombre de deux ou davantage, décalés en direction périphérique, possèdent une surface de palier hydrostatique. De tels éléments de palier peuvent aussi être prévus sur des côtés opposés deux à deux du support. L'invention a pour but de créer un cylindre de traitement par pression du type décrit dans le préambule, et présentant des unités de palier d'accès facile. A cet effet, l'invention concerne un cylindre du type ci-dessus caractérisé en ce que l'élément de palier extérieur est monté par voie hydrostatique sur la surface latérale de l'élément de palier intérieur. Il est également recommandé que les faces frontales servant à transmettre des forces axiales de l'élément de palier extérieur à l'élément de palier intérieur forment des paliers hydrostatiques. Ainsi, on obtient également un faible frottement sur les faces frontales, et les couples transmis par ces faces frontales sont maintenus à de faibles valeurs. - L'élément de palier intérieur peut ainsi conserver sa position relative par rapport au support. On peut en outre, régler librement la position angulaire de l'axe du cylindre. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation préférentiels, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un cylindre de traitement par pression conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne A-A de la figure 1, - la figure 3 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne B-B de la figure 1, - la figure 4 est une coupe longitudinale partielle d'un second exemple de réalisation, - la figure 5 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne C-C de la figure 4, - la figure 6 est une coupe longitudinale partielle d'un troisième exemple de réalisation, - la figure 7 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne D-D de la figure 6, - la figure 8 est une coupe longitudinale partielle d'un quatrième exemple de réalisation, - la figure 9 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne E-E de la figure 8, - la figure 10 est une coupe longitudinale partielle d'un cinquième exemple de réalisation, - la figure 11 est une coupe transversale effectuée suivant la ligne F-F de la figure 10, - la figure 12 est une coupe longitudinale partielle d'un sixième exemple de réalisation, - la figure 13 est une coupe transversale d'un exemple de réalisation dans lequel le plan de traitement par pression fait un angle sur la verticale, - la figure 14 est une coupe transversale d'une forme de réalisation variante suivant la représentation de la figure 13, - la figure 15 est une coupe transversale d'un exemple de réalisation avec deux cylindres antagonistes. Les figures 1 & 3 représentent un cylindre de traitement par pression 1 qui coopère avec un cylindre antagoniste 2. Le cylindre de traitement par pression 1 comporte une enveloppe cylindrique creuse 3 traversée par un support 4. Ce support est, à ses deux extrémités, maintenu dans une cage 6, sans possibilité de rotation, au moyen d'un appui pivotant 5. Des éléments d'appui 8 et 9 agissent, sur des côtés opposés du support 4, sur des tronçons d'appui 7 situés l'un à côté de l'autre en direction axiale sur la surface latérale intérieure de l'enveloppe 3. Comme le montre la figure 2, chaque élément d'appui est chargé par deux organes de pression 10, 11 et 12, 13. Chaque organe de pression comporte un piston 14 fixé sur le support et un cylindre 15 formé sur l'élément d'appui. La chambre de pression 16 ainsi formée est en liaison, d'une part par un conduit radial 17 et un conduit axial 18 avec un régulateur de pression 19 alimenté par une pompe et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un conduit d'étranglement 20, avec un logement de palier 21 faisant partie d'un palier hydrostatique formé sur la surface de l'élément d'appui 8, 9. Chaque extrémité de l'enveloppe 3 comporte une unité de palier 22 comportant un élément de palier extérieur 23 formé par l'extrémité du cylindre et un élément de palier intérieur 24 en forme de coussinet. Entre ces éléments est disposé un palier à roulement 25 dont les bagues sont fixées sur l'élément de palier intérieur et l'élément de palier extérieur par des butées frontales, par exemple par la bague d'arrêt 26, de 3i manière à permettre la transmission des forces axiales. Le palier à roulement 25 est muni extérieurement d'un joint d'étanchéité 27. L'élément de palier intérieur porte sur son côté frontal une bague d'étanchéité 28 s'appliquant contre une plaque 29 maintenue sans possibilité de rotation sur le support 4. La position axiale de l'élément de palier intérieur 24 est fixée par un épaulement 30 du support 4 et par une bague d'arrêt 31 agissant sur la plaque 29. Un jeu 32 est prévu entre l'élément de palier intérieur 24 et le support 4, ce jeu permettant le libre mouvement de l'extrémité de l'enveloppe. La position la plus basse est obtenue lorsque l'élément de palier intérieur 24 vient contre le support 4, ce qui se produit quand aucune pression n'est envoyée aux organes de pression. La position exacte de l'unité de palier 22 est déterminée à l'aide de trois capteurs de position 33, 34 et 35 qui déterminent la position relative de l'élément de palier intérieur 24 par rapport à la partie 36 du support 4. Le capteur 35 mesure l'écart de position Ay dans la direction du plan de traitement par pression 37. Les capteurs 33 et 34 mesurent les écarts AX1, AX2 à partir du plan de traitement par pression. En tant que capteurs de position, on peut utiliser des capteurs en soi connus de type mécanique, électrique, optique, pneumatique, hydraulique ainsi que d'autres capteurs de course ou de position. Les valeurs mesurées par les capteurs sont envoyées à un ordinateur 38 qui comporte des entrées 39 par lesquelles on peut introduire des signaux par exemple les signaux de sortie de capteurs de pression ou de force disposés dans chaque partie de l'enveloppe 3 pour contrôler l'équilibre des forces et qui déterminent la charge de cette partie de l'enveloppe ou de capteurs qui déterminent les propriétés du produit en bande. On peut en outre, introduire en cet emplacement des valeurs de consigne de la charge linéaire ou des programmes qui tiennent compte d'un grand nombre de paramètres différents. Cet ordinateur 38 commande le régulateur de pression 19 en fonction des valeurs déterminées par les capteurs et des paramètres de procédé du système à D cylindres (par exemple du profil des températures des cylindres) après comparaison avec des valeurs de consigne prédéterminées ou avec un programme prédéterminé. La commande a lieu de manière à envoyer & la chambre de pression 16 de chaque organe de pression une pression telle que la charge linéaire désirée s'établisse dans l'intervalle 40, que l'enveloppe 3 prenne une forme prédéterminée dans la direction du plan de traitement par pression 37 ainsi que perpendiculairement à ce plan et que l'axe de l'enveloppe soit maintenu dans le plan de traitement par pression 37 malgré l'action de forces transversales extérieures. Il est alors nécessaire, pour développer les composantes de forces transversales, d'envoyer des pressions différentes aux deux organes de pression de chaque élément d'appui. En outre, pour réaliser la relation adaptée entre les composantes de forces qui sont situées dans le plan de traitement par pression et les composantes de forces s'étendant perpendiculairement, il est nécessaire d'envoyer aux organes de pression de l'élément d'appui supérieur 8 une pression plus élevée qu'aux organes de pression de l'élément d'appui inférieur 9. On peut aussi réunir plusieurs organes de pression voisins en direction axiale et les alimenter par une conduite sous pression commune. Au lieu des deux organes de pression représentés, trois organes de pression ou un plus grand nombre d'organes de pression peuvent aussi agir sur un élément d'appui. Ainsi, l'enveloppe du cylindre est portée exclusivement par les éléments d'appui hydrostatiques. Les forces portantes et les forces de stabilisation nécessaires pour développer la charge linéaire et la stabilisation de la position de l'enveloppe sont appliquées uniquement par les organes de pression. Cette action des forces est exactement prédéterminée par la commande du régulateur de pression 19. Les contraintes sont supprimées de façon pratiquement complète aux extrémités de l'enveloppe. Les extrémités de l'enveloppe, y compris les unités de paliers 22, sont maintenues dans leur position médiane par compensation des forces transversales. En raison du faible frottement entre la bague d'étanchéité 28 et la plaque 29, la rotation de l'élément de palier intérieur 24 est évitée. En conséquence, le déplacement de l'axe du cylindre a lieu pratiquement sans entrave dans le plan de traitement par pression 37. Les matières de l'élément de palier intérieur 24 et de la plaque 29 n'ont pas à présenter les propriétés requises pour un palier à glissement. Lors de la réunion des cylindres, la position de l'enveloppe 3 peut aussi être déterminée directement par rapport au cylindre antagoniste 2. La détermination de la position et la commande du parallélisme des génératrices pendant la formation de l'intervalle peuvent être effectuées en utilisant des capteurs de position en soi connus. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 4 et la figure 5, on utilise les mêmes références numériques pour des éléments identiques et, pour des éléments correspondants, des références numériques augmentées de 100 par rapport à celles des figures 1 à 3. Sur la face frontale 41 des éléments de paliers intérieurs 124 dirigée vers les capteurs de pression, est réalisée une rainure diamétrale 42 qui s'étend jusque dans une collerette 43 qui va à proximité de l'enveloppe 3. Dans cette collerette, un appui de couple 44, 45 est disposé de chaque côté du support 4, cet appui de couple étant réalisé sous forme de galet tournant. Chaque appui de couple est maintenu avec du jeu entre deux surfaces antagonistes 46, 47 constituées par les parois latérales de la rainure 42 qui s'étendent parallèlement au plan de traitement par pression 37 reliant les axes des deux cylindres 1 et 2 et traversant l'intervalle 39 formé entre les cylindres. Les appuis de couple 44, 45 sont montés pour tourner sur un organe de retenue 48. Le déplacement de l'enveloppe 3 dans la direction du plan de traitement par pression 37 est possible dans toute la mesure du jeu 32 et, en direction transversale, au moins dans le cadre du jeu qui subsiste entre les appuis de couple 44, 45. et les deux surfaces antagonistes 46, 47 pour autant que l'organe de retenue 48 ne soit pas lui-même élastiquement déformable dans une certaine mesure. La rotation de l'élément de palier intérieur 124 est empêchée par les appuis de couple 44, 45. Etant donné que ceux-ci ne s'appliquent qu'avec une faible force sur les surfaces antagonistes, l'appui ayant lieu en outre avec un faible frottement, le déplacement de l'axe du cylindre dans le plan de traitement par pression 37 est effectué sans entrave. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 6 et la figure 7, on utilise les mêmes références numériques pour des éléments identiques et, pour des éléments correspondants, des références numériques augmentées de 200 par rapport à celles des figures 1 à 3. Des appuis de forces axiales 50, 51 se présentant sous forme de couples de galets, sont disposés sur un organe de retenue 148, ces appuis coopérant avec une surface antagoniste 52 de l'élément de palier intérieur 224. En outre, des appuis de forces axiales 53, 54 se présentant sous forme de couples de galets,sont disposés sur cet élément de palier, ces appuis coopérant avec une surface antagoniste 55 de la plaque 29. En conséquence, on peut transmettre des composantes axiales plus importantes de l'enveloppe 3 au support 4, sans que l'enveloppe 3 soit exposée à des forces de frottement incontrôlées dans le plan de traitement par pression 37 en cas de mouvement radial. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 8 et la figure 9, on utilise les mêmes références numériques pour des éléments identiques et, pour des éléments correspondants, des références numériques D5 augmentées de 300 par rapport à celles des figures 1 à 3. L'appui de couple 344, réalisé sous forme de galet, n'est disposé que d'un côté du support 4, avec un jeu entre des surfaces antagonistes 346, 347 formées par les parois latérales d'une rainure 342 partant de la face frontale. Un support 348 en forme de fourchette, encastré dans le support 4, sert à maintenir le galet. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure et la figure 11, on utilise les mêmes références numériques pour des éléments identiques et, pour des éléments correspondants, des références numériques augmentées de 400 par rapport à celles des figures 1 à 3. Des appuis de couple 444 et 445 sont disposés sur l'élément de palier intérieur 424, avec du jeu entre des surfaces antagonistes 446, 447 prévues sur la cage 406. Dans ce cas, la plaque 429 a un plus faible diamètre et l'élément de palier 424 porte le joint d'étanchéité 428 sur une collerette 60 s'avançant vers l'intérieur. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 12, il n'est pas nécessaire de prévoir des appuis de couple en raison de la facilité de mouvement de l'unité de palier hydrostatique 422. Cette construction constitue une variante de l'unité de palier 22 de la figure 1. Pour des éléments identiques, on utilise les mêmes références numériques et, pour des éléments correspondants, des références numériques augmentées de 500 par rapport à celles des figures 1 à 3. L'élément de palier extérieur 523 est constitué par deux bagues de palier 61, 62 qui reposent l'une sur l'autre par une surface sphérique 63, de manière à constituer une articulation à rotule. L'élément de palier intérieur 524 présente une surface de palier hydrostatique 64 sur laquelle est montée la bague intérieure 62 de l'élément de palier extérieur 523. De part et d'autre de cette bague intérieure 62 se trouvent des surfaces de palier frontales 65, 66 qui sont également agencées pour agir de façon hydrostatique. Des conduites d'huile appropriées 67 alimentent ce palier hydrostatique pour permettre un fonctionnement avec un faible frottement. Dans le cas de la figure 13, l'enveloppe porte un revêtement élastique 68, par exemple en papier. Cette figure montre que les cylindres 1 et 2 ne sont pas obligatoirement disposés verticalement l'un au-dessus de l'autre, mais que le plan de traitement par pression 37 peut aussi faire un angle avec la verticale. Dans ce cas, le poids G de l'enveloppe 3 agit déjà pour qu'il y ait iD une composante de force transversale Q en plus de la composante de force P qui passe dans le plan de traitement par pression. Il faut alors que les pressions envoyées aux organes de pression 11 et 13 soient plus grandes que les pressions envoyées aux organes de pression 10 et 12 pour que la composante de force transversale Q soit compensée. Si des forces transversales supplémentaires s'établissent encore en service, les pressions à envoyer aux organes de pression individuels doivent être modifiées en conséquence. La figure 14 représente une variante de la figure 13. Pour des éléments identiques, on utilise les mêmes références numériques et pour des éléments correspondants des références numériques augmentées de 600 par rapport à celles des figures 1 à 3. Le support 604 présente une section sensiblement triangulaire. Dans la zone de chaque tronçon d'appui 7, il est prévu trois éléments d'appui 608, 70, et 71. Par les éléments d'appui , 71 prévus en dehors du plan de traitement par pression 37, on peut appliquer des composantes de forces transversales relativement grandes sans que l'on soit obligé de produire aussi simultanément des composantes de force élevées dans la direction du plan de traitement par pression. La figure 15 montre que le cylindre 1 peut > aussi coopérer avec deux cylindres antagonistes 2 et 602. Dans ce cas, l'un, 608, des éléments d'appui peut être réglable dans la direction de l'un, 37, des plans de traitement par pression et le second élément d'appui 70 peut être réglable dans la direction de l'autre plan de traitement par pression 637. REVENDICATIONS 1) Cylindre de traitement par pression (1) comportant une enveloppe (3) qui est traversée par un support fixe (4) reposant à ses extrémités dans une cage et qui est montée sur des éléments d'appui (8, 9; 608, , 71) agissant sur des tronçons d'appui (7) répartis sur la longueur de l'enveloppe et chargés par des organes de pression hydrauliques, (10, 11, 12, 13), ces éléments appuyant l'enveloppe du cylindre vis-à-vis d'au moins un autre cylindre, chaque extrémité de l'enveloppe comportant une unité de palier (22) dont l'élément du palier extérieur tourne avec l'enveloppe du cylindre et dont l'élément de palier intérieur coopère avec des éléments solidaires du support pour absorber des forces axiales et/ou pour assurer l'étanchéité, dans lequel, en particulier, l'enveloppe du cylindre et avec elle, l'unité de palier sont déplaçables, caractérisé en ce que l'élément de palier extérieur (523) est monté par voie hydrostatique sur la surface latérale de l'élément de palier intérieur (524). 2) Cylindre de traitement par pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces frontales (65, 66) servant à transmettre des forces axiales de l'élément de palier extérieur (523) à l'élément de palier intérieur (524) forment également des paliers hydrostatiques. 3) Cylindre de traitement par pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces de palier hydrostatique (64, 65, 66) sont formées sur l'élément de palier intérieur. 4) Cylindre de traitement par pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de palier extérieur (523) est constituée par deux bagues de palier (61, 62) qui reposent l'une sur l'autre par une surface sphérique (63) pour former une articulation à rotule, et en ce que la bague de palier intérieure (62) est montée sur la surface de palier hydrostatique (64) de l'élément de palier intérieur (524).