Brevet FR2769608A1 — publié le 19990416

Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin d'un convoyeur L'invention se rapporte au domaine de la manutention en continu de matériaux en vrac par des convoyeurs équipés de bandes transporteuses souples sans fin. Plus particulièrement, l'invention concerne les supports curvilignes desdites bandes transporteuses souples constitués de rouleaux élémentaires juxtaposés et, plus spécifiquement encore, l'invention est relative aux liaisons entre lesdits rouleaux élémentaires de ces supports curvilignes. Essentiellement, on connaît, à ce jour des supports curvilignes pour bandes transporteuses souples constitués de rouleaux élémentaires juxtaposés comportant des roulements à billes intégrés autorisant leur rotation. La liaison entre deux rouleaux élémentaires consécutifs est assurée par un axe métallique articulé ou par un maillon, également métallique. Le support curviligne, ainsi formé par la succession des rouleaux élémentaires consécutifs est suspendu, par ses extrémités, à l'infrastructure du convoyeur par l'intermédiaire de crochets. Ces supports curvilignes faits de rouleaux élémentaires à roulements à billes, bien que très répandus, présentent plusieurs inconvénients majeurs. Outre leur complexité et leur poids chacun des rouleaux élémentaires comportant deux ensembles de roulements à billes -, ils présentent une grande fragilité puisque lesdits rouleaux élémentaires travaillent en atmosphère plus ou moins poussiéreuse en fonction de la nature des matériaux transportés, ce qui nécessite une surveillance constante pour éviter l'encrassement des roulements à billes et l'usure et assurer la maintenance de l'installation, fragilité à laquelle s'ajoute celle des liaisons entre rouleaux élémentaires, généralement composées d'axes métalliques articulés ou de maillons métalliques constituant autant de pièces d'usure. Pour pallier ces inconvénients et, en particulier pour réduire les coûts élevés de maintenance, le brevet US 4.917.232, de Joy Manufacturing Co, propose un support de bande transporteuse souple sans fin, en forme de guirlande, également constitué de rouleaux élémentaires mais dans lequel la fonction de rotation est reportée sur les extrémités dudit support reliées à l'infrastructure du convoyeur. Dans ce dispositif, en effet, les rouleaux élémentaires, de conception beaucoup plus simple, sont montés solidaires d'un câble métallique unique qui fait office de liaison entre les rouleaux élémentaires et assure la rotation de l'ensemble grâce au montage de ses extrémités dans deux boîtiers à roulements à billes fixés sur l'infrastructure du convoyeur. Cette solution présente, effectivement, l'avantage de réduire à deux par support le nombre des roulements à billes nécessaires mais en accroissant, bien évidemment, leur taille et d'éliminer les pièces d'usure entre rouleaux élémentaires utilisées dans les installations précédemment décrites. Elle ne résout, cependant, pas la totalité des problèmes de maintenance, en raison des risques de corrosion du câble métallique unique et de la fragilité des boîtiers à roulements à billes d'extrémité où subsistent des risques de pollution par la poussière et sur lesquels est reportée toute la fonction de rotation ainsi que la totalité de la charge. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de support curviligne à rouleaux élémentaires pour bandes transporteuse souple sans fin, économique par sa conception et sa réalisation, adaptable aisément aux caractéristiques de l'installation, versatile, c'est-àdire facilement modifiable en cas de changement de site d'exploitation et permettant de réduire la maintenance par suppression de tout mouvement relatif de rotation entre les pièces en rotation, en éliminant les pièces d'usure tels que les axes articulés ou les maillons métalliques ainsi que les éléments fragiles, tels que les roulements à billes ou le câble métallique. Pour ce faire, I'invention est constituée d'un dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin d'un convoyeur ou entre rouleaux élémentaires d'extrémités et infrastructure dudit convoyeur, destiné à être monté, par couple, dans les orifices centraux pratiqués dans les deux parois planes axialement opposées de chacun desdits rouleaux élémentaires. L'invention est caractérisée en ce que ledit dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support pour bande transporteuse souple sans fin comprend une articulation flexible monobloc autorisant non seulement la rotation desdits rouleaux élémentaires mais également la formation d'un angle entre deux rouleaux élémentaires consécutifs pour former ledit support curviligne, en forme de guirlande, sans qu'existe, entre les éléments en rotation, de mouvement relatif de rotation. L'articulation flexible monobloc, qui constitue l'élément essentiel du dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires est constituée d'une tête d'appui à face externe convexe et d'une zone terminale en forme de tronc de cône, forme destinée à faciliter le montage de ladite articulation flexible monobloc dans l'orifice central de la paroi plane du rouleau élémentaire prévu à cet effet. La tête d'appui et la zone terminale en forme de tronc de cône sont raccordées par une gorge d'encastrement destinée à assurer la mise en place de l'articulation flexible monobloc dans l'orifice central de la paroi plane du rouleau élémentaire. L'articulation flexible monobloc est percée, le long de son axe de symétrie, d'un alésage central destiné à recevoir un axe métallique de liaison permettant, par des moyens appropriés tels que des boulons, de relier, entre elles, deux articulations flexibles monobloc montées sur deux rouleaux élémentaires consécutifs, un disque de maintien venant au contact, à l'intérieur de chacun des rouleaux élémentaires, de la face externe convexe de chacune des têtes d'appui desdites articulations flexibles monobloc pour appliquer ladite tête d'appui contre la face interne de la paroi plane dudit rouleau élémentaire. Dans une variante préférentielle, le dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin est caractérisé en ce que l'alésage central de l'articulation flexible monobloc est évasé en forme de tronc de cône, dans la tête d'appui pour favoriser la formation de l'angle nécessaire, entre deux rouleaux élémentaires consécutifs, pour former le support curviligne de la bande transporteuse. Dans une autre variante, le dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin est caractérisé en ce que la face interne de l'articulation flexible monobloc présente une inclinaison par rapport au plan orthogonal à l'axe de symétrie pour réduire les frottements sur la face interne de la paroi plane du rouleau élémentaire. Préférentiellement, I'articulation flexible monobloc est réalisée en matériau polymérique souple, tel qu'un élastomère, naturel ou de synthèse, présentant une dureté appropriée aux exigences de l'exploitation. Une autre variante de l'invention consiste en ce que l'articulation flexible monobloc est revêtue d'un matériau lubrifiant polymérique soit sur la totalité de sa surface soit sur les seules parties de sa surface en contact avec les bords des orifices centraux et/ou avec les faces internes ou externes des parois planes des rouleaux élémentaires et/ou avec les faces en contact des disques de maintien. Dans une autre variante de l'invention, la face du disque de maintien en contact avec la face externe convexe de la tête d'appui de l'articulation flexible monobloc est revêtue d'un matériau lubrifiant polymérique, préférentiellement de même nature que celui qui revêt la surface de l'articulation flexible monobloc. Selon les cas, ledit matériau lubrifiant polymérique est un composé fluoré tel que du polytétrafluoréthylène ou une polyoléfine de haute ou très haute masse moléculaire, tel que du polyéthylène ou du polypropylène. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description accompagnant les dessins, dans lesquels: - la figure 1 montre une vue partielle de l'installation de manutention continue par convoyeur, en l'occurrence deux rouleaux élémentaires successifs présentant entre eux un angle pour constituer un support curviligne pour bande transporteuse sans fin; - la figure 2 détaille une variante préférentielle du dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin, selon l'invention, en montrant l'ensemble des composants assemblés, indépendamment du rouleau elémentaire. La figure 1 montre une vue partielle de l'installation de manutention continue par convoyeur. Deux rouleaux élémentaires successifs (1) présentent entre eux un angle (çL) pour constituer un support curviligne pour bande transporteuse sans fin. Les rouleaux élémentaires (1) sont de forme cylindrique limitée par deux parois planes (2), axialement opposées, chacune percée d'un orifice central (3) dans lequel est montée une articulation flexible monobloc (4) pour assurer une liaison flexible avec le rouleau élémentaire voisin (1), en permettant la formation de l'angle (a), ladite articulation flexible monobloc (4) étant le composant essentiel du dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs (1), objet de l'invention. L'articulation flexible monobloc (4) est constituée d'une tête d'appui (5), comportant une face externe convexe (6) et une face interne d'appui (7), et d'une zone terminale (8) en forme de tronc de cône, forme destinée à faciliter le montage de l'articulation flexible monobloc dans l'orifice central (3) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1). La tête d'appui (5) et la zone terminale (8) sont reliées par une gorge d'encastrement (9) qui vient prendre place dans la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1) au niveau de l'orifice central (3). De manière évidente, chacune des deux articulation flexible monobloc (4) d'un rouleau élémentaire (I) est montée dans la paroi plane (2) de manière à ce que la tête d'appui (5) soit intérieure audit rouleau élémentaire (1) et, par conséquent, la zone terminale (8) se trouve être placée extérieurement audit rouleau élémentaire ( 1). La liaison d'un rouleau élémentaire (1) au rouleau élémentaire voisin (1) est réalisée par l'intermédiaire d'un axe métallique de liaison (10), traversant l'articulation flexible monobloc (4) par un alésage central (Il) ménagé à cet effet dans l'axe de symétrie de ladite articulation flexible monobloc (4), à chacune des extrémités duquel, à l'intérieur du rouleau élémentaire (1), est fixé, par un moyen approprié tel qu'un boulon (12) un disque de maintien (13), venant au contact de la face externe convexe (6) de la tête d'appui (5) de l'articulation flexible monobloc (4) pour appliquer ladite tête d'appui (5) contre la face interne (14) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1). Afin d'autoriser la formation de l'angle (a) entre deux rouleaux élémentaires consécutifs (1), le diamètre (Di) de l'alésage central (11) de l'articulation flexible monobloc (4) est légèrement supérieur au diamètre (Da) de l'axe métallique de liaison (10). La caractéristique de ce dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) selon l'invention réside en ce que l'articulation flexible monobloc (4) autorise à la fois la rotation desdits rouleaux élémentaires (1) et la formation de l'angle (a) pour réaliser la forme de guirlande du support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin, sans qu'existe, entre les éléments en rotation, de mouvement relatif de rotation. La figure 2 détaille une variante préférentielle du dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin, selon l'invention, en montrant l'ensemble des composants assemblés, indépendamment du rouleau élémentaire. Dans cette variante, L'alésage central (11) qui traverse ladite articulation flexible monobloc (4) dans son axe de symétrie reste cylindrique et de diamètre (Di) légèrement supérieur à celui de l'axe métallique de liaison (10) dans la zone terminale (8), mais prend une forme tronconique (11'), d'angle au sommet (a), dans la tête d'appui (5) pour accroître la facilité de formation de l'angle (a) entre deux rouleaux élémentaires consécutifs (1). La face externe convexe (6) de la tête d'appui (5) de l'articulation flexible monobloc (4) présente un rayon de courbure (b) alors que la face interne d'appui (7) présente un angle d'inclinaison (i) par rapport au plan orthogonal à l'axe de symétrie de ladite articulation flexible monobloc (4), la gorge d'encastrement ayant un rayon (g). Les dimensions de l'articulation flexible monobloc (4), l'angle au sommet (a) de la partie tronconique (11') de l'alésage central (11) comme l'angle d'inclinaison (i) de la face interne d'appui (7) de la tête d'appui (5) de l'articulation flexible monobloc (4) ainsi que le rayon de courbure (b) de la face exteme convexe (6) de la tête d'appui (5) et le rayon (g) de la gorge d'encastrement sont calculés en fonction de l'angle (a) à obtenir entre deux rouleaux élémentaires (1) consécutifs, donc en fonction des caractéristiques de l'installation, telles que débit, vitesse, largeur de la bande et propriétés du matériau transporté. Le disque de maintien (13) est, le plus souvent, métallique mais il peut être réalisé en tout autre matériau offrant des caractéristiques de résistance équivalentes. L'articulation flexible monobloc (4) est réalisée dans un matériau polymérique souple, préférentiellement un élastomère, naturel ou synthétique, dont la dureté est adaptée aux conditions de l'exploitation. Afin de minimiser les frottements entre la face externe convexe (6) de la tête d'appui (5) de l'articulation flexible monobloc (4), d'une part et le disque de maintien (13), d'autre part et/ou entre la face interne d'appui (7) de la tAte d'appui (5) de ladite articulation flexible monobloc (4) et la face interne (14) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1) et/ou entre la gorge d'encastrement (9) de ladite articulation flexible monobloc et les bords de l'orifice central (3) de la paroi plane (2) et/ou entre la base de la zone terminale (8) de ladite articulation flexible monobloc (4) et la face externe (15) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1), la surface de l'articulation flexible monobloc (4) est, en totalité ou partiellement - c'est-à-dire dans les seules parties venant en contact -, revêtue d'un matériau lubrifiant polymérique. De même, pour réduire les frottements entre la face au contact (16) du disque de maintien (13) et la face externe convexe (6) de la tête d'appui (5) de l'articulation flexible monobloc (4), ladite face au contact (16) du disque de maintien (13) est, dans une variante préférentielle, revêtue, également d'un matériau lubrifiant polymérique. De préférence, les matériaux lubrifiants polymériques qui revêtent tout ou partie de la surface extérieure de l'articulation flexible monobloc (4) et la face au contact (16) du disque de maintien (13) sont de même nature chimique. Avantageusement, ledit matériau lubrifiant polymérique est un composé fluoré tel que du polytétrafluoréthylêne ou une polyoléfine de haute ou très haute masse moléculaire tel que du polyéthylène ou du polypropylène. Le dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'invention offre, par rapport aux solutions connues de l'art antérieur de multiples avantages, parmi lesquels les principaux sont: - la réduction des coûts de maintenance par élimination d'une partie importante des sources d'usure, c'est-àdire la suppression des rotations relatives entre pièces en rotation, la réduction des frottements par utilisation de revêtements polymèriques possédant des capacités de lubrifiants et le remplacement des pièces d'usure par des composants flexibles, ce qui se traduit, au niveau de l'entretien de l'installation par des arrêts de fonctionnement moins fréquents, donc moins de perte d'exploitation, et par moins de nécessité de rechange, donc moins de stocks de piéces; - la sécurité, puisqu'en éliminant les mouvements de rotation relatifs des pièces en rotation, le dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires de suppôt curviligne pour bande transporteuse souple sans fin supprime aussi les risques d'échauffement - I'aspect économique de la fabrication des articulations flexibles monobloc, simples pièces en élastomère, moulées aux dimensions optimales pour les caractéristiques de l'exploitation, donc parfaitement adaptées aux exigences de l'installation, ainsi que de la réalisation des rouleaux élémentaires qui ne nécessite, outre lesdites articulations flexibles monobloc que des éléments couramment disponibles, axes métalliques de liaison de diamètre adapté, boulons ou autres moyens appropriés de fixation et disques de maintien; - I'adaptabilité et la versatilité du dispositif puisque les dimensions de l'articulation flexible monobloc sont fonction du diamètre des rouleaux et des charges transportées et que les angles de l'alésage et de l'inclinaison de la face interne d'appui de la tête d'appui de l'articulation flexible monobloc tout comme le rayon de courbure de la face externe convexe de ladite tête d'appui et le rayon de la gorge d'encastrement sont calculés pour obtenir l'angle de liaison (a) entre deux rouleaux élémentaires consécutifs nécessaire pour former un support curviligne, en forme de guirlande, adapté aux exigences de l'installation ; la versatilité du dispositif est assurée par la seule nécessité de changer les articulations flexibles monobloc, les axes métalliques de liaison et les disques de maintien, opération peu coûteuse et rapide, lorsque l'on change de site d'exploitation, I'ensemble du reste de l'installation pouvant demeurer inchangé si les conditions le permettent. En résumé, il est bien évident que le dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin, selon l'invention, résout les problèmes d'usure nécessitant un coût élevé de maintenance fréquemment rencontrés dans les installations utilisant les dispositifs connus de l'art antérieur, et apporte même des avantages économiques d'adaptabilité et de versatilité supplémentaires. I1 est bien évident que l'homme de l'art pourra combiner les différentes variantes du dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires de support curviligne pour bande transporteuse, objet de l'invention, ou utiliser des moyens équivalents sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin d'un convoyeur ou entre rouleaux élémentaires (1) d'extrémités et infrastructure dudit convoyeur, destiné à etre monté par couple dans les orifices centraux (3) pratiqués dans les deux parois planes (2) axialement opposées de chacun desdits rouleaux élémentaires (1), caractérisé en ce qu'il comprend une articulation flexible monobloc (4) autorisant non seulement la rotation desdits rouleaux élémentaires (1) mais également la formation d'un angle (a) entre deux rouleaux élémentaires (1) consécutifs pour former un support curviligne en forme de guirlande, sans qu'existe, entre les éléments en rotation, de mouvement relatif de rotation 2.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation flexible monobloc (4) est constituée d'une tête d'appui (5) à face externe convexe (6) et d'une zone terminale (8) en forme de tronc de cône, forme destinée à faciliter le montage de ladite articulation flexible monobloc (4) dans l'orifice central (3) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1) prévu à cet effet, raccordées par une gorge d'encastrement (9), qu'elle est percée, le long de son axe de symétrie, d'un alésage central (11) destiné à recevoir un axe métallique de liaison (10) permettant, par des moyens appropriés tels que des boulons (12), de relier, entre elles, deux articulations flexibles monobloc (4 > montées sur deux rouleaux élémentaires (I) consécutifs, un disque de maintien (13) venant au contact, à l'intérieur de chacun des rouleaux élémentaires (i), de la face externe convexe (6) de chacune des têtes d'appui desdites articulations flexibles monobloc (4) pour appliquer ladite tete d'appui (5) contre la face interne (14) de la paroi plane (2) dudit rouleau élémentaire (1). 3.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alésage central (il) de l'articulation flexible monobloc (4) est évasé en forme de tronc de cône d'angle au sommet (a) dans la tête d'appui (5) pour accroître la facilité de formation de l'angle (a) entre deux rouleaux élémentaires (1) consécutifs. 4.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que la face interne (7) de l'articulation flexible monobloc (4) présente une inclinaison d'un angle (i) par rapport au plan orthogonal à l'axe de symétrie de ladite articulation flexible monobloc (4) pour réduire les frottements sur la face interne (14) de la paroi plane (2) du rouleau élémentaire (1). 5.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (I) consécutifs de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'articulation flexible monobloc (4) est réalisée en matériau polymérique souple, tel qu'un élastomère naturel ou de synthèse présentant une dureté appropriée aux exigences de l'exploitation. 6.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (I) de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce que l'articulation flexible monobloc (4) est revêtue d'un matériau lubrifiant polymérique. 7.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'articulation flexible monobloc (4) est revêtue, sur les seules parties de sa surface en contact avec les faces interne (14) ou externe (15) des parois planes (2) des rouleaux élémentaires (1) et/ou avec les faces en contact (16) des disques de maintien (13), dudit matériau lubrifiant polyménque. 8.- - Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face (16) du disque de maintien (13) en contact avec la face externe convexe (6) de la tête d'appui (5) de ladite articulation flexible monobloc (4) est revêtu d'un matériau lubrifiant polymérique, préférentiellement de même nature que celui qui revêt la surface de ladite articulation flexible monobloc (4). 9.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (1) de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit matériau lubrifiant polymérique est un composé fluoré tel que du polytétrafluoréthylène. 10.- Dispositif intégré de liaison entre rouleaux élémentaires (I) de support curviligne pour bande transporteuse souple sans fin selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ledit matériau lubrifiant polymérique est une polyoléfine de haute ou de très haute masse moléculaire, tel que du polyéthylène ou du polypropylène.