Brevet FR2693669A1 — publié le 19940121

"Cylindre avec longerons d'étanchéité pour recevoir un liquide sous pression, notammitent pour le traitement en pression de bandes de papier ou autres" La présente invention concerne un cylindre comprenant un cylindre creux tournant autour de son axe et f or- mant la périph érie de travail du cylindre, et une tête transversale bloquée en rotation, traver- sant longitudinalement le cylindre creux en laissant un intervalle par rapport à la périphérie intérieure du cylindre creux, la tête transversale étant reçue par ses extrémités dans une installation d'appui ex- térieure, et au moins une chambre longitudinale en forme de co- quille en demi-cylindre délimitée dans l'intervalle entre le cylindre creux et la tête transversale par des joints longitudinaux prévus sur la tête trans- versale et appliqués contre la périphérie intérieure du cylindre creux ainsi que par des joints transver- saux d'extrémitél cette chambre longitudinale pou- vant être remplie de liquide sous pression et ap- puyant le cylindre creux contre la tête principale, les joints longitudinaux comprenant des joints d'é- tanchéité dirigés le long de la tête transversale, ces joints s'appuyant par un bord longitudinal par un appui contre la tête transversale et par l'autre bord longitudinal contre la périphérie intérieure du cylindre creux. On connaît déjà un tel cylindre selon le do- cument DE-11 93 739. Le joint longitudinal est formé par un lon- geron d'étanchéité ayant une section essentiellement en forme de L dont la branche courte s'appuie contre la périphérie intérieure du cylindre creux et dont la branche longue vient dans un épaulement à contre- dépouille de la tête transversale, dans une rainure longitudinale fraisée dans cette tête. De tels cylindres servent entre autre au traitement en pression de bandes de papier, de pro- duits textiles ou de films Lors du traitement du pa- pier, le cylindre peut avoir une longueur allant jusqu'à 10 mètre pour un diamètre allant jusqu'à un mètre La tête transversale d'un tel cylindre est une pièce très grande et très lourde La réalisation de la rainure longitudinale sur les deux faces d'une telle pièce par fraisage nécessite une mise en oeuvre tech- nique considérable et beaucoup de temps. La présente invention a pour but de réduire la mise en oeuvre de moyens pour créer l'appui du lon- geron d'étanchéité. A cet effet, l'invention concerne un cylin- dre correspondant au type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'appui est formé par un longeron d'appui distinct fixé dans une rainure longitudinale de la tête transversale. Cela permet de réaliser la forme relative- ment délicate sur une pièce distincte de la tête transversale, à savoir le longeron d'appui; ce longe- ron peut également se composer de différents segments courts que l'on réunit sur la tête transversale pour former un appui continu s'étendant sur toute la lon- gueur La rainure longitudinale de la tête transversa- le peut avoir dans ces conditions une section de forme simple facile à réaliser rapidement par une opération de fraisage. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, le longeron d'appui est fixé dans la rainure longitudinale à l'aide d'une installation de serrage. On a ainsi une forme de section simple. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la fixation du longeron d'appui dans la rai- nure longitudinale se fait par serrage ou pincement en utilisant notamment des pièces de serrage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les pièces de serrage sont en forme de ron- delles épaisses dont la périphérie est partout con- vexe, et qui exercent la force de serrage par leur pé- riphérie, essentiellement dans la direction radiale, la périphérie étant partout convexe et le "diamètre" (D) variant en permanence dans la direction périphéri- que. L'expression "disque épais" désigne des dis- ques dont le diamètre correspond sensiblement à l'é- paisseur Un tel disque correspond mathématiquement à un cylindre; cela signifie que la surface périphéri- que d'un tel disque est formée par une génératrice s'appuyant sur une section qui n'est pas une surface circulaire mais une surface irrégulière qui, suivant la position de rotation, possède pour des surfaces tangentes parallèles, une distance variable Par rota- tion on peut ainsi arriver à un "diamètre" plus grand dans une position transversale à la rainure longitudi- nale pour serrer le longeron d'appui dans cette rainu- re longitudinale. Les pièces de serrage ont des formes permet- tant la prise d'un outil pour être tourné, par exemple des trous non circulaires, tel que des trous à six pans susceptibles de recevoir une clef à six pans pour tourner les pièces de serrage et serrer le longeron d'appui dans la tête transversale. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un "cylindre flottant". la figure 2 est une vue du longeron de serrage à échelle agrandie. la figure 3 est une coupe transversale se- lon la figure 1 de la zone du joint longitudinal, éga- lement à échelle agrandie. la figure 4 montre, du côté gauche, une vue du montage du joint longitudinal selon la figure 3, vu du côté gauche et, dans la moitié droite, une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. la figure 5 est une vue d'une pièce de serrage, également à échelle agrandie. la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. Le cylindre, portant globalement la référen- ce 100 à la figure 1, se compose d'un cylindre creux 1 constituant la périphérie de travail 2 du cylindre Le cylindre creux 1 est monté par des paliers 3 prévus à l'intérieur de ses extrémités, sur une tête transver- sale 4 traversant longitudinalement le cylindre creux 1 et laissant un intervalle annulaire par rapport à la périphérie intérieure 5 du cylindre Aux extrémités, la tête transversale 4 vient en saillie par rapport au cylindre creux 1 et y est par exemple montée dans un bâti de cylindre non représenté, à l'aide de paliers pendulaires 6 Un appui de couple 18 maintient la tête transversale 4 bloquée en rotation. Dans l'intervalle 7, entre la tête transver- sale 4 et la périphérie intérieure 5 du cylindre creux 1, des joints longitudinaux 10 prévus au point le plus large de la tête transversale 4 ainsi que les joints transversaux d'extrémité 11 prévus du côté intérieur des paliers 3, subdivisent sur le côté de l'intervalle de cylindre 9, une chambre longitudinale 8 en forme de coupelle en demi- cylindre, remplie de liquide sous pression par les conduites 12, 13 Le liquide sous pression exerce contre la périphérie intérieure 5 du cylindre creux 1, une pression régulière sur toute la longueur de la chambre longitudinale 8; cette pres- sion génère la force linéaire dans l'intervalle de cy- lindre 9 La pression est reçue entre autre par le joint longitudinal 10 qui est ainsi soumis à une force sous l'action de laquelle la tête transversale 4 flé- chit vers le bas selon la figure 1, entre les paliers 3 Cela permet de libérer le cylindre creux 1 des flexions qui résulteraient de la force linéaire. Il n'est pas nécessaire que l'étanchéité de la chambre longitudinale 8 soit hermétique Il suffit d'y maintenir une pression par exemple de 10 bars sans mise en oeuvre de moyens de pompage importants Une partie du liquide sous pression sort au niveau des dé- fauts d'étanchéité des joints 10, il de la chambre de pression formée par la chambre longitudinale 8 et ar- rive dans la chambre de collecte des fuites, située en-dessous selon la figure 1; de là, le liquide est aspiré en permanence par les conduites 14, 15 Norma- lement, la chambre de collecte des fuites est égale- ment remplie de liquide sous pression Une partie de ce liquide sous pression passe dans les paliers 3 au niveau de la chambre de collecte des fuites et après avoir traversé les paliers ce liquide est aspiré par les conduites de dérivation 16. Pour l'alimentation de la chambre longitudi- nale 8, il suffirait d'avoir une conduite d'alimenta- tion Mais, lorsque le liquide sous pression est chauffé, pour transférer de la chaleur au cylindre creux 1, il faut un débit important de liquide sous pression On reconduit ainsi du liquide sous pression à travers la conduite 12 pour l'évacuer par la condui- te 13 si bien que la chambre longitudinale 8 est tra- versée en permanence par du liquide sous pression à un niveau de pression élevé. Le joint longitudinal 10 est représenté en détail à la figure 3 Ce joint comprend le joint d'é- tanchéité 21 proprement dit, ayant une section en for- me de L et une branche 22 plus courte, se terminant en formant une arête de raclage 35 appliquée contre la périphérie inférieure 5 du cylindre creux 1 Le bord 36 de la branche 23 la plus longue permet au longeron d'étanchéité 21 de pénétrer dans la partie en retrait 24 en forme de rainure longitudinale qui est réalisée sur un longeron d'appui 20, séparé. Selon la partie droite de la figure 4, le longeron d'appui 20 a une section sensiblement rectan- gulaire avec deux petits côtés 25, 26, opposés et deux grands côtés 27, 28 Sur le grand côté 28 tourné vers la périphérie intérieure 5 du cylindre creux 1, à proximité du petit côté 26, il est prévu une partie en saillie 29 sur la section qui présente sur sa limite tournée vers l'autre petit côté 25, la partie en retrait 24. La tête transversale 4 possède à ses deux côtés opposés, chaque fois une rainure longitudinale 31 à section essentiellement rectangulaire recevant la partie rectangulaire du longeron d'appui 20 de façon que les flancs 37, 39 opposés, de la rainure longitu- dinale 31, se trouvent en regard des petits côtés 25, 26 de la section du longeron d'appui 20. Entre le petit côté 25 de la section du lon- geron d'appui 20 et le flanc correspondant 37 de la rainure 31 on a pincé une bande 32 en acier à ressort; cette bande s'appuie de l'extérieur contre la branche la plus courte 22 du longeron d'étanchéité 21 et maintient celle-ci, d'une part, en appui contre la périphérie intérieure 5 du cylindre creux 1, et, d'autre part, contre la partie en retrait 24 Lorsque la chambre longitudinale 8 est remplie de liquide sous pression, la pression dans cette chambre 8 agit de la même manière et donne une force d'application propor- tionnelle à la pression pour le longeron d'étanchéité 21 contre la périphérie intérieure 5. Le longeron d'appui 20 est représenté à par- tir de la gauche dans la vue de la figure 3. Dans des intervalles correspondant par exem- ple à 100 mm, au niveau du bord inférieur du longeron d'appui 20, il y a des perçages 33 dont les axes sont parallèles au côté court 25, 26 du longeron d'appui 20 et qui traversent la saillie de section 29 Dans l'exemple de réalisation, ces perçages sont des perça- ges borgnes, c'est-à-dire qu'ils laissent sur le côté arrière du longeron d'appui 20 une mince paroi 45 (fi- gure 3) Les perçages 33 coupent le côté le plus court 26, c'est-à-dire qu'ils ont un côté ouvert 34 tourné vers le bas Les perçages 33 reçoivent des pièces de serrage 40 pouvant tourner autour d'axes parallèles à l'axe du perçage; ces pièces de serrage s'appuient, d'une part, contre la face supérieure 38 du perçage 33, et, d'autre part, contre le flanc inférieur 3 de la rainure 31 et soulèvent le longeron d'appui 20 en le pinçant comme indiqué aux figures 3 et 4 L'effet de pincement s'obtient par une rotation exécutée à l'aide d'une clef à six pans que l'on place dans la cavité à six pans 41 de la pièce de serrage 40 respec- tive. La pièce de serrage 40 est constituée par un épais disque en acier dont la surface périphérique 43 partout convexe dans le plan du disque est décrite par des génératrices parallèles La section ou vue en plan apparaissant à la figure 5 n'a toutefois pas une forme de disque circulaire mais possède un diamètre variable en permanence dans la direction périphérique, en fonc- tion de l'angle; cela signifie que la distance entre des plans parallèles tangents à la pièce de serrage 40 varie avec son orientation en rotation Un exemple d'un tel profil de diamètre est représenté à la figure 5; les rayons mesurés à partir d'un centre théorique 44 se lisent sur le tableau donné en partie inférieure de la figure 5 Cet exemple s'applique à un diamètre de 16 mm pour les perçages 33; la pièce de serrage 40 peut être logée avec un jeu extrêmement réduit dans les perçages 33 Pour une hauteur D entre des plans tangents opposés, pour les rayons Ri et R 7, on a D = Ri + R 7 = 14,2 mm; pour les rayons R 5 et Rll on a D = R 5 + Rll = 15,8 mm Ainsi, lorsque tout d'abord la pièce de serrage 40 est debout, le rayon Rh correspond à la partie supérieure 38 du perçage 33 (voir la moi- tié droite de la figure 4) et R 7 est tourné contre le flanc intérieur 37 de la rainure 31; pour une rota- tion de la pièce de serrage 40 dans une position dans laquelle le rayon Rll occupe la position de Rh et R 5 la position de R 7, on a distance de 1,6 mm Le longe- ron d'appui 20 peut ainsi se presser contre le flanc supérieur de la rainure longitudinale 31 selon la fi- gure 3 et se bloquer La pièce de serrage 40 agit ain- si comme une came La distance des plans tangents pa- rallèles doit toujours être inférieure à 16 mm pour que la pièce de serrage 40 puisse pénétrer dans les perçages 33 Il est clair que les différentes indica- tions numériques ne s'appliquent qu'à un diamètre de perçage de 16 mm; on peut choisir évidemment d'autres diamètres et les rayons seront alors adaptés en cor- respondance. R E V E N D I 'C A T I O N S ) Cylindre ( 100) comprenant: un cylindre creux ( 1) tournant autour de son axe et formant la périphérie de travail ( 2) du cylindre, et une tête transversale ( 4) bloquée en rotation, tra- versant longitudinalement le cylindre creux en lais- sant un intervalle par rapport à la périphérie inté- rieure ( 5) du cylindre creux ( 1), la tête transver- sale étant reçue par ses extrémités dans une instal- lation d'appui extérieure, et au moins une chambre longitudinale ( 8) en forme de coquille en demi-cylindre délimitée dans l'interval- le ( 7) entre le cylindre creux ( 1) et la tête trans- versale ( 4) par des joints longitudinaux ( 10) prévus sur la tête transversale ( 4) et appliqués contre la périphérie intérieure ( 5) du cylindre creux ( 1) ain- si que par des joints transversaux d'extrémité ( 11), cette chambre longitudinale pouvant être remplie de liquide sous pression et appuyant le cylindre creux contre la tête principale ( 4), les joints longitudinaux ( 10) comprenant des joints d'étanchéité ( 20) dirigés le long de la tête trans- versale ( 4), ces joints s'appuyant par un bord lon- gitudinal ( 36) par un appui contre la tête transver- sale ( 4) et par l'autre bord longitudinal ( 35) con- tre la périphérie intérieure ( 5) du cylindre creux ( 1), caractérisé en ce que l'appui ( 24, 29) est formé par un longeron d'appui ( 20) distinct fixé dans une rainu- re longitudinale ( 31) de la tête transversale ( 4). ) Cylindre selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le longeron d'appui ( 20) et la rainure longitudinale ( 31) ont une section rectangu- laire. 30) Cylindre selon la revendication 1 ou 2, il caractérisé en ce que le longeron d'appui ( 20) est fixé dans la rainure longitudinale ( 31) à l'aide d'une installation de serrage. ) Cylindre selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que l'installation de serrage est for- mée par des cavités ouvertes ( 33) réparties dans le longeron d'appui ( 20), ces cavités ouvertes en direc- tion d'un flanc ( 37) de la rainure longitudinale ( 31) et recevant des pièces de serrage ( 40) susceptibles de tourner, ces pièces de serrage s'appuyant cotre le flanc ( 37) et poussant le longeron d'appui ( 20) contre l'autre flanc. ) Cylindre selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que les pièces de serrage ( 40) sont en forme de rondelles épaisses dont la périphérie est partout convexe, et qui exercent la force de serrage par leur périphérie ( 43), essentiellement dans la di- rection radiale, la périphérie ( 43) étant partout con- vexe et le "diamètre" (D) variant en permanence dans la direction périphérique. ) Cylindre selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que les pièces de serrage ( 40) ont des perçages ( 41) non circulaires pour recevoir un outil permettant de les tourner.