Brevet FR2747747A1 — publié le 19971024

GALET DE PRESSAGE POUR PRESSE A GRANULER ET PRESSE A GRANULER EQUIPEE DE TELS GALETS L'invention concerne un galet destiné à presser un matériau au travers d'une filière de presse à granuler. Elle s'étend à une presse à granuler dotée de tels galets. Les galets pour presse à granuler actuels comprennent classiquement, tel que notamment décrit dans le brevet FR 2 255 495, une coquille démontable montée libre en rotation autour d'une bague interne annulaire par l'intermédiaire de roulements à rouleaux. De plus, des joints d'étanchéité sont disposés entre la bague interne et la coquille et adaptés pour éviter une pénétration du matériau pulvérulent vers les roulements. De tels galets présentent une coquille dont la durée de vie est largement inférieure à celle des roulements, typiquement d'un facteur de trois à cinq, notamment en raison de l'abrasion causée par le matériau à extruder au travers de la filière annulaire. Afin d'augmenter cette durée de vie des coquilles, les seules tentatives ont consisté à réaliser des traitements thermiques de la face externe de ces dernières, ou tel que décrit dans le brevet européen EP-85.463, à effectuer un apport par soudage de protubérances sur cette face externe. Toutefois, bien que ces techniques conduisent à augmenter la résistance des coquilles, elles ne permettent pas d'obtenir une durée de vie de ces dernières équivalente à celle des roulements. Pour ces raisons, tous les galets de presses à granuler actuels sont conçus pour autoriser des démontages de la coquille afin de pouvoir remplacer cette dernière plusieurs fois avant que l'usure des roulements ne nécessite de remplacer complètement le galet. Or, pour l'utilisateur d'une presse à granuler, outre le coût propre des coquilles, ces opérations de démontage représentent des coûts importants rapportés au tonnage de produit extrudé, et ce notamment du fait que la production doit être arrêtée pour pouvoir changer les coquilles. Outre ce premier inconvénient, la construction démontable des galets rend aussi leur étanchéité délicate. De façon habituelle, en vue d'éviter que le matériau pulvérulent ne vienne au contact des roulements, les presses à granuler sont toujours dotées d'un système d'alimentation sous pression en lubrifiant permettant d'assurer la lubrification des roulements des galets tout en évitant la pénétration de matière pulvérulente à l'intérieur desdits galets. De tels systèmes de lubrification qui comprennent une pompe à huile ou à graisse et des conduits ménagés dans l'arbre-support des galets et débouchant au droit de ces derniers, donnent toute satisfaction quant à la lubrification des roulements. Par contre, ils présentent deux inconvénients majeurs. En effet, et en premier lieu, de tels ensembles de lubrification imposent de réaliser des usinages délicats en raison des longs conduits nécessaires à l'alimentation en lubrifiant, et conduisent, en outre, à des opérations de maintenance supplémentaires. De plus, l'alimentation en surpression en lubrifiant se traduit obligatoirement par une pollution par ledit lubrifiant du matériau pulvérulent. Or, cette pollution peut être particulièrement dommageable dans des domaines tels que l'alimentation, l'agro-alimentaire, ou des secteurs pharmaceutiques ou parapharmaceutiques. La présente invention vise à pallier l'ensemble des inconvénients ci-dessus évoqués et a pour premier objectif de fournir des galets de presse à granuler conduisant à une limitation notable des coûts relatifs de fabrication et de fonctionnement desdites presses à granuler. Un autre objectif de l'invention est de fournir des galets de presse à granuler permettant de satisfaire aux normes les plus exigeantes en matière de pollution des produits extrudés. A cet effet, l'invention vise un galet de presse à granuler comprenant une coquille présentant une face externe de révolution adaptée pour presser le matériau au travers d'une filière annulaire dotée d'orifices d'extrusion, des organes supports de la coquille comportant des pièces de roulement adaptées pour que ladite coquille puisse tourner librement en rotation. Selon l'invention, ce galet se caractérise en ce que la coquille présente une face interne de révolution formant le chemin externe de roulement des pièces de roulement. De façon surprenante, il a été constaté que cette disposition étonnamment simple permet de résoudre l'ensemble des problèmes ci-dessus évoqués. En particulier, une telle construction permet pour un même encombrement extérieur du galet, de disposer d'une coquille plus épaisse et plus résistante que celle des galets actuels. Dans la pratique, moyennant une sélection d' un matériau adéquat pour la réalisation de la coquille, on arrive ainsi à obtenir des galets dont la coquille et les pièces de roulement présentent une durée de vie sensiblement équivalente. Ainsi, on obtient des galets dont la fréquence de changement n'est plus conditionnée par la seule usure de la coquille, mais par l'usure de l'ensemble coquille/pièces de roulements. De tels galets présentent donc une durée de vie notablement supérieure à celle des galets actuels et conduisent donc à une diminution très significative des coûts de production des produits granulés. Selon un premier mode de réalisation préférentiel, cette équivalence de durée de vie entre coquille et pièces de roulement est obtenue en réalisant une coquille dont la face externe présente un revêtement de surface tel que notamment du carbure de tungstène. Un tel mode de réalisation conduit à l'obtention de galets présentant une durée de vie très élevée de l'ordre de trois à quatre fois supérieure à celle des galets actuels. Selon un deuxième mode de réalisation préférentiel, la coquille peut être réalisée en un matériau plastique rigide tel que de l'Ertalène ou de l'Ertalyte (marques déposées). Ce deuxième mode de réalisation conduit à l'obtention de galets dont la durée de vie est inférieure à celle des galets précités. I1 constitue toutefois une solution économique quant au prix de revient des galets qui comportent une coquille de faible coût de fabrication, et peuvent être équipés de pièces de roulement d'une technologie moins élaborée que ceux des galets précités et donc d'un coût inférieur à ces derniers. Par ailleurs, du fait de la conception des galets conformes à l'invention, la coquille et les pièces de roulement peuvent avantageusement former un ensemble indémontable. Ainsi, selon un mode de réalisation préférentiel, les pièces de roulement sont intégrées dans un logement délimité radialement d'une part par une bague intérieure dotée d'une face externe de révolution formant un chemin interne de roulement desdites pièces de roulement, et d'autre part par la face interne de la coquille, et radialement par des moyens d'étanchéité à double effet, ledit logement étant rempli d'un matériau lubrifiant choisi pour la durée de vie du système. Un tel mode de réalisation selon lequel les pièces de roulement sont "graissées à vie" et disposées dans une chambre étanche autorise la suppression totale des systèmes de lubrification en surpression utilisés de façon traditionnelle pour les presses à granuler et conduit donc a: - un abaissement, d'une part, du prix de revient des presses (suppression des usinages, tels que conduits ou alésages, et du système de pompage), et d'autre part, du coût de fonctionnement et de maintenance de ces presses, - la suppression de toute pollution du produit granulé obtenu et des risques d'erreur de manutention résultant de l'utilisation des lubrifiants conventionnels. Or, il convient de souligner que la suppression de toute pollution du produit obtenu présente un caractère très avantageux dans le cadre de production dans des domaines tels que l'agro-alimentaire, les matières plastiques... Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague intérieure est constituée de deux bagues annulaires juxtaposées, et de moyens d'assemblage desdites bagues annulaires. Cette solution permet une fabrication rationnelle des galets selon les étapes de montage suivantes - mise en place des pièces de roulements dans la cage extérieure, - montage puis assemblage des deux bagues annulaires intérieures, - mise en place de premiers moyens d'étanchéité, - lubrification du logement des pièces de roulement, - mise en place des deuxièmes moyens d'étanchéité. Par ailleurs, en vue de faciliter la mise en place des pièces de roulement et d'assurer le positionnement axial de ces dernières, la coquille et la bague intérieure comportent respectivement une face interne et une face externe de révolution dotées en regard de gorges annulaires adaptées pour loger les pièces de roulement, et de part et d'autre desquelles sont disposés les moyens d'étanchéité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le galet comprend des pièces annulaires de fermeture latérale solidarisées latéralement à la bague intérieure et de formes adaptées pour obstruer l'espace annulaire entre la face externe de ladite bague intérieure et la face interne de la coquille. Selon une autre caractéristique de l'invention - la bague intérieure présente une largeur standard prédéterminée, - la coquille présente une largeur ajustable fonction du type de presse à équiper, - les pièces de fermeture présentent une largeur adaptée pour compenser la différence de largeur entre la coquille et la bague intérieure. Ce mode de réalisation permet, à partir d'une bague intérieure et de pièces de roulement d'un modèle standard unique, de réaliser des galets de dimensions adaptées à tout type de presse à granuler. L'invention s'étend à une presse à granuler comportant une chambre de granulation délimitée par une filière annulaire percée d'orifices d'extrusion, et au moins un galet de pressage tel que décrit ci-dessus monté sur un arbre doté de moyens de blocage en translation dudit galet, adapté pour venir au contact de la filière annulaire de façon à extruder le matériau pulvérulent au travers des orifices de cette dernière. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description. - la figure 1 est une coupe par un plan axial d'un galet conforme à l'invention, - la figure 2 est une coupe partielle par un plan axial, à échelle agrandie, d'un joint d'étanchéité équipant ce galet, - et la figure 3 est une coupe par un plan radial de ce galet, à une échelle agrandie. Le galet de pressage conforme à l'invention est représenté aux figures 1 et 3 monté sur un arbre 1 d'une presse à granuler doté, en vue du blocage en translation de ce galet, d'un épaulement la de butée et d'une extrémité filetée lb sur laquelle est vissé un écrou de serrage 2. Ce galet comprend en premier lieu une bague intérieure annulaire de diamètre interne conjuguée du diamètre de l'arbre 1, constituée de deux bagues annulaires 3, 4 juxtaposées en vue de permettre le montage du galet. En vue de leur assemblage, ces deux bagues annulaires 3,4 comprennent latéralement une rainure annulaire telle que 5 ménagée sur leur face interne, lesdites rainures étant adaptées pour permettre la mise en place d'un Circlips 6 (Marque déposée). De plus, ces bagues annulaires présentent chacune une entaille latérale telle que 7 ménagée sur leur face externe, lesdites entailles formant, dans la position assemblée desdites bagues, une gorge annulaire 8 dont le fond est adapté pour former le chemin de roulement interne des pièces de roulement du galet. Ces pièces de roulement sont constituées de deux rangées de rouleaux 9, 10 maintenus à écartement constant au moyen d'une cage intercalaire centrale 11 disposée entre lesdites rangées de rouleaux et dotée d'échancrures 12 adaptées pour loger les rouleaux. Le galet comprend, en outre, une coquille 13 en l'exemple de largeur supérieure à celle de la bague intérieure 3,4, formant un ensemble indémontable avec ladite bague intérieure, et dont la face interne de révolution est adaptée pour former le chemin de roulement externe des pièces de roulement 9,10. A cet effet, cette face interne comporte deux gorges annulaires 14,15 ménagées de façon à loger chacune une rangée de rouleaux 9,10. Cette coquille peut être réalisée par exemple, soit en acier 100 CD7 et dotée d'un revêtement de surface tel que du carbure de tungstène fondu, soit en un matériau plastique rigide tel que de l'Ertalène ou de l'Ertalyte (marques déposées). Le galet comprend, par ailleurs, deux joints d'étanchéité à double effet 16,17 disposés axialement de part et d'autre des rouleaux 9,10, de façon à délimiter une chambre étanche remplie d'un matériau lubrifiant. Tels que représentés à la figure 2, ces joints d'étanchéité 16,17 consistent en des bagues d'étanchéité radiale telles que fabriquées par la société STEFA, comportant classiquement une cage ou armature 17a recouverte d'un revêtement en caoutchouc 17b, un ressort 17c, et une manchette d'étanchéité 17d. Le galet comprend, enfin, deux pièces annulaires 18, 19 de fermeture latérale dudit galet, de largeur adaptée pour compenser la différence de largeur entre la bague intérieure 3,4 et la coquille 13. Tel que représenté à la figure 1, ces pièces de fermeture 18, 19 sont solidarisées, par exemple par collage, aux bagues annulaires 3, 4 et sont adaptées pour obstruer l'espace annulaire compris entre la coquille 13 et lesdites bagues annulaires 3, 4. De plus, elles forment une chicane au droit de la coquille 13 de façon à éviter tout frottement avec cette dernière. Le galet tel que décrit ci-dessus forme un ensemble indémontable présentant une durée de vie très supérieure à celle des galets actuels, et permettant de satisfaire aux normes les plus exigeantes en matière de pollution des produits extrudés. REVENDICATIONS 1/ - Galet destiné à presser un matériau au travers d'une filière de presse à granuler, comprenant une coquille (13) présentant une face externe de révolution adaptée pour presser le matériau au travers d'une filière annulaire dotée d'orifices d'extrusion, des organes supports de la coquille (13) comportant des pièces de roulement (9, 10) adaptées pour que ladite coquille puisse tourner librement en rotation, ledit galet étant caractérisé en ce que la coquille (13) présente une face interne de révolution formant le chemin externe de roulement des pièces de roulement (9, 10). 2/ - Galet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coquille (13) et les pièces de roulement (9, 10) forment un ensemble indémontable. 3/ - Galet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la coquille (13) et les pièces de roulement (9, 10) sont réalisés en des matériaux adaptés pour conférer auxdites coquille et pièces de roulement une durée de vie sensiblement équivalente. 4/ - Galet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la coquille (13) comporte une face externe présentant un revêtement de surface tel que notamment du carbure de tungstène. 5/ - Galet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la coquille (13) est réalisée en un matériau plastique rigide tel que connu sous le nom d"'Ertalène" ou d"'Ertalyte" (marques déposées). 6/ - Galet selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les pièces de roulement sont intégrées dans un logement (8, 14, 15) délimité radialement d'une part par une bague intérieure (3, 4) dotée d'une face externe de révolution formant un chemin interne de roulement desdites pièces de roulement, et d'autre part par la face interne de la coquille (13), et radialement par des moyens d'étanchéité (16, 17) à double effet, ledit logement étant rempli d'un matériau lubrifiant. 7/ - Galet selon la revendication 6 caractérisé en ce que la bague intérieure est constituée de deux bagues annulaires juxtaposées (3, 4), et de moyens (6) d'assemblage desdites bagues annulaires. 8/ - Galet selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que la coquille (13) et la bague intérieure (3,4) comportent respectivement une face interne et une face externe de révolution dotées en regard de gorges annulaires (8, 14, 15) adaptées pour loger les pièces de roulement (9, 10), et de part et d'autre desquelles sont disposés les moyens d'étanchéité (16, 170). 9/ - Galet selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend des pièces annulaires de fermeture latérale solidarisées latéralement à la bague intérieure (3, 4) et de formes adaptées pour obstruer l'espace annulaire entre la face externe de ladite bague intérieure et la face interne de la coquille (13). 10/ - Galet selon la revendication 9 caractérisé en ce que - la bague intérieure (3, 4) présente une largeur standard prédéterminée, - la coquille présente une largeur ajustable fonction du type de presse à équiper, - les pièces de fermeture (18, 19) présentent une largeur adaptée pour compenser la différence de largeur entre la coquille (13) et la bague intérieure (3, 4). 11/ - Galet selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pièces de roulement sont constituées de deux rangées de rouleaux (9, 10) maintenus à écartement constant au moyen d'une cage intercalaire centrale (11) disposée entre lesdites rangées de rouleaux et dotée d'échancrures (12) adaptées pour loger les rouleaux. 12/ - Presse à granuler destinée à la transformation d'un matériau pulvérulent en produits solides, comportant une chambre de granulation délimitée par une filière annulaire percée d'orifices d'extrusion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un galet de pressage conforme à l'une des revendications précédentes monté sur un arbre (1) doté de moyens (la, 2) de blocage en translation dudit galet, adapté pour venir au contact de la filière annulaire de façon à extruder le matériau pulvérulent au travers des orifices de cette dernière.