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ETABLISSEMENTS METALLURGIQUES BOYER, résidant à SAINT-QUENTIN ( France).
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DISPOSITIFS DU GENRE DES ROULEMENTS, NOTAMMENT
POUR ROULEAUX DE TRANSPORTEURS.
La présente invention est relative aux dispositifs du genre des roulements, à interposer ehtre deux organes tournant l'un par rapport à l'au- tre, le terme "roulement" devant être pris dans toute sa généralité, c'est-à- dire pouvant s'appliquer à des roulements à billes, à rouleaux cylindriques ou coniques, à aiguilles, etc...., même à des roulements à paliers lisses; et elle vise plus spécialement (parce que c'est en leur cas qu'elle paraît of- frir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces dispositifs, ceux destinés à travailler en atmosphère chargée de poussières, par exemple ceux des rouleaux de transporteurs à courroie de caoutchouc ou autre matière, pour la manutention de produits en vrac.
Elle a pour but surtout de rendre tels, ces dispositifs, qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique, no- tamment qu'ils soient mieux protégés contre les poussières, donc moins sujets à usure.
Elle consiste principalement à faire comporter, aux dispositifs du genre en question, des moyens d'étanchéité constitués par des joints à frot- tement dont les surfaces actives se présentent transversalement à l'axe de roulement.
Elle comprend, aise à part cette disposition principale, certaines autres qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus expli- citement parlé ci-après, notamment : - une deuxième disposition - relative aux roulements comportant des moyens d'étanchéité à bagues de frottement ou autres éléments analogues, notamment comme susvisé -- consistant à faire en sorte que ces bagues soient
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pressées élastiquement par des supports en matière élastique, - une troisième disposition relative à ces mêmes moyens et con- sistant à leur faire comprendre plusieurs bagues de frottement successives, par exemple en des matériaux tels que le graphite et le feutre, de préféren- ce en combinaison avec des chambres de détente qui peuvent être constituées par les parois ou membranes des supports élastiques susvisés,
lorsque de tels supports sont utilisés; - et une quatrième disposition - plus spécialement relative aux dispositifs du genre en question à roulements à billes à rouleaux ou à ai- guilles -- consistant à faire reposer l'une des cages de chaque roulement sur un support annulaire en matière plastique dont des prolongements peuvent ser- vir à assurer la pression élastique des bagues de frottement telles que sus- visées.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application (no- tamment celui pour lequel on l'applique aux roulements pour rouleaux de trans- porteurs à courroie), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dis- positions; et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveauxles dispositifs du genre en question comportant appli- cation de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement et les ensembles, notamment les transporteurs à courroie, comprenant de semblables dispositifs.
Et elle pourra; de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'in- dication.
Les fig. 1 et 2, de ces dessins, montrent respectivement en coupe axiale partielle illustrant l'un des roulements du type à billes, et en vue en bout, un rouleau pour transporteur à courroie, établi conformément à l'in- vention.
Les fig. 3 et 4 illustrent, semblablement à la fig. 1, respecti- vement deux autres modes de réalisation de l'invention,
Les fig. 5 et 6 montrent séparément, respectivement en élévation et en coupe, un des éléments du dispositif de la fige 4.
La fige 7 illustre semblablement à la fig. 4 un autre mode de réa- lisation.
La fige 8, enfin, illustre en coupe une variante de 1-'invention (avec roulements à rouleaux coniques).
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation, de ses diverses par- ties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se propo- sant par exemple d'établir des rouleaux pour transporteurs à courroies de ca- outchouc, à utiliser pour la manutention des produits en vrac, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On rappellera tout d'abord les conditions défavorables dans les- quelles travaillent ces rouleaux. Etant amenés à tourner dans une atmosphè- re chargée de poussières abrasives et corrosives, l'introduction de celles- ci dans les roulements entraîne une usure rapide, en-même temps qu'elle pro- voque l'augmentation du couple résistant. Or, ce couple intervient d'une façon primordiale dans des transporteurs de ce genre pouvant comporter, pour des installations de l'ordre de 100 m de longueur, un nombre de rouleaux très important, par exemple 350. Il en résulte une augmentation considérable de la puissance nécessaire à l'entraînement.
Il faut tenir compte également des chocs violents et répétés ré- sultant de l'action des charges, et tendant à exercer une action destructri- ce rapide sur les roulements.
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Pour remédier à ces divers inconvénients, on a recours, conformé- ment à l'invention, à un certain nombre de dispositions, qui vont être main- tenant explicitées et dont certaines au moins peuvent, le cas échéant, être utilisées isolément, voire également pour d'autres applications.
En ce qui concerne d'abord les rouleaux, dans leur ensemble, on peut les agencer de toute manière appropriée connue et leur donner toute forme convenant au but poursuivi. C'est donc à titre seulement d'exemple que l'on a représenté, sur les dessins, des rouleaux présentant à l'extérieur une surface cylindrique 1, avec aux extrémités des logements 2, sous forme par exemple d'embouts métalliques emboutis et rapportés (par soudure ou de toute autre manière), destinés à contenir les roulements à interposer entre le rou- leau et l'arbre central tel que 3,ces roulements étant de préférence du type à billes 4. On voit sur les dessins en 5 et 6 les. cages intérieure et exté- rieure d'un de ces roulements.
Pour assurer une suspension élastique des rouleaux sur leur ar- bre, et pour d'autres buts qui apparaîtront ci-après, on vient d'abord in- terposer, entre les parois de chaque logement 2 et le roulement à billes correspondant, une garniture en matière plastique, garniture 7 qui vient coiffer la cage extérieure 6. De préférence on donne à cette garniture la forme d'un anneau à section en forme de U, de sorte qu'après montage de la cage 6, celle-ci se trouve protégée latéralement, avec l'ensemble du roule- ment, par des rebords tels que 8 et 9.
Si cet anneau 7 est établi en une seule pièce, son montage autour du roulement 4, 5, 6 s'effectue par déformation momentanée de la matière plas- tiquer mais on peut l'établir aussi en deux demi-anneaux.
De préférence, l'anneau de caoutchouc 7 est agencé de façon que, lors de l'introduction de l'ensemble du roulement sur l'arbre 3 et à l'inté- rieur du logement 2, ledit anneau soit mis en compression au moins légère, de sorte qu'il soit rendu solidaire par frottement avec la paroi dudit loge- ment, donc avec le rouleau, tous autres moyens de fixation pouvant cependant être prévus.
Disposant d'un tel ensemble ou de tout autre y assimilable assu- rant déjà une certaine protection de chacun des roulements, on prévoit en outre des moyens spéciaux propres à s'opposer à l'accès des poussières (et de l'eau, etc...) auxdits roulements, moyens que l'on agence de façon telle qu'ils comportent des joints à frottement dont les surfaces actives sont dis- posées transversalement à l'axe du rouleau, la pression d'étanchéité entre les joints et les surfaces d'appui correspondantes pouvant être exercée, soit à l'aide de moyens élastiques quelconques, soit à l'aide de membranes en ca- outchouc ou autre matière plastique analogue, auquel cas on a intérêt à se servir de l'anneau 7 susvisé, convenablement prolongé vers lesdits joints.
C'est ainsi que, selon le mode de réalisation représenté sur les fig. 1 et 2, ainsi que sur les fig. 4 et 7, on agence les susdits moyens de façon telle que les joints d'étanchéité, portés de manière à tourner avec les rouleaux, viennent s'appuyer sur une rondelle 10 montée solidaire de l'arbre 3.
Cette solution de la rondelle fixe paraît avantageuse car, sous l'effet de la rotation desdits joints, les poussières et autres matières ten- dent à être repoussées par la force centrifuge vers l'extérieure
La rondelle 10 est par exemple clavetée en 11 (par bille, clavet- te,goupille ou autres moyens), tandis que les joints d'étanchéité sont avan- tageusement constitués par deux bagues concentriques 12, 13, celle 12 dispo- sée vers l'extérieur étant par exemple en graphite et servant de premier fil- tre, tandis que celle 13 disposée vers l'intérieur est établie par exemple en feutre (nylon ou toute autre matière fibreuse) et sert de second filtre pour les plus fines poussières,,
L'appui élastique des deux bagues 12, 13 est obtenu à l'aide de
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deux membranes élastiques 14, 15,
sur lesquelles lesdites bagues sont par exemple collées et qui, avantageusement, font corps avec l'anneau 7, l'en- semble contribuant à former des chambres de poussières indépendantes, ou chambres de détente 16,17, 18.
Les susdites membranes 14, 15 constituent de légers ressorts, avec un large rattrapage de jeu, et assurent l'étanchéité sans créer de frot- tements exagérés.
L'action de frottement est d'ailleurs réduite si l'on a soin, se- lon un mode de réalisation préféré, d'assurer à la rondelle 10, au moins sur sa surface active, un poli aussi parfait que possible. A cet effet, par exem- ple, après l'avoir rectifiée très finement , on y dépose un revêtement de chrome, de préférence sur ses deux faces. De cette manière, d'une part, les poussières ne peuvent adhérer sur sa surface extérieure et, d'autre part, sa surface intérieure répond à la fois aux buts suivants : - être très dure de façon à résister aux frottements des bagues 12, 13, - être inoxydable et résister aux températures humides et corro- sives, - présenter un coefficient de frottement très faible.
Enfin, à l'ensemble ainsi établi, on adjoint tous moyens de po- sitionnement pour assurer aux divers organes leurs positions relatives cor- rectes, moyens que l'on constitue par exemple : - d'une part, par des joncs d'arrêt 19, 20 coagissant respecti- vement avec la cage interne 5 du roulement à billes et avec la rondelle 10 (et avec des gorges correspondantes sur l'arbre 3), - et, d'autre part, avec une bague d'écartement 21 en matière plastique, résistant aux graisses, emmanchée légèrement serrée sur l'arbre 3 et comprimée, au.montage, entre rondelle 10 et roulement 4, 5, 6.
Ce dernier montage permet d'ajuster le roulement sur l'arbre sans risque de voir tourner sa cage inférieure 5, celle-ci étant en effet retenue par le frottement de la bagne 21.
On obtient ainsi un ensemble qui, une fois mis en place, donne lieu au fonctionnement suivant.
Tout d'abord, les conditions opératoires du roulement à billes sont assurées au mieux avec un serrage faible, résultant de l'emmanchement élastique de l'anneau 7 dans le logement 2.
L'élasticité de cet anneau 7 amortit les chocs et permet aux roulements ou paliers d'osciller légèrement sans entraîner de contraintes exagérées dans le cas de défauts de parallélisme, dus aux tolérances de fa- brication, entre les alésages des deux flasques 2.
Enfin, le dispositif d'étanchéité s'oppose de façon particuliè- rement efficace à l'entrée des poussières et autres matières, grâce à la présence des bagues 12, 13 et des chambres de poussières qu'elles délimi- tent, le tout ne donnant lieu d'ailleurs qu'à des efforts de frottement faibles. Il est à noter que le passage des poussières d'une chambre à l'au- tre est d'autant plus freiné que, grâce à l'action électro-statique engen- drée par le frottement des bagues, les poussières tendent à adhérer aux mem- branes ou parois en caoutchouc desdites chambres.
Du fait de cette protection, on peut maintenir une bonne lubri- fijcation des roulements et, en général, sans qu'il soit nécessaire de pré- voir un système de graissage spécial. Lesdits roulements, étant lors du montage prélablement remplis d'une quantité de graisse convenable, pourront assurer un grand nombre d'heures de marche sans nouveau graissage. Au bout
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de ce laps de temps, les rouleaux seront enlevés du transporteur et amenés au magasin d'entretien où ils seront démontés (opération rapide, étant donné la facilité de montage et de démontage des roulements vis-à-vis de leur lo- gement 2), nettoyés et graissés avec une nouvelle charge de graisse fraîche.
Il y aura intérêt à choisir une graisse anti-oxyde, résistant à l'humidité.
On peut néanmoins envisager de prévoir des dispositifsde grais- sage sur les roulements, ainsi qu'illustré sur les fig. 4 à 7, dans deux mo- des de réalisation différents.
On voit sur la fig. 4 que le dispositif de graissage comporte un canal d'alimentation 22 aboutissant à une bague 23 (fig. 5 et 6) interposée entre le manchon 21 et le roulement, la graisse sortant en 24 vers les sur- faces à graisser. Selon le mode de réalisation de la fig. 7, la paroi du logement 2 est prolongée par un fourreau 25 entourant l'arbre 3, et le canal de graissage 22 débouche en 26 sur ledit arbre et derrière le roulement.
On a encore représenté sur la fig. 3 une variante de l'invention, variante selon laquelle la rondelle de frottement 10 est rendue mobile avec le rouleau, tandis que les bagues ou joints d'étanchéité sont solidaires de l'arbre 3, les membranes 14 et 15 étant par exemple solidaires d'une pièce en matière plastique 27 pouvant faire corps avec le manchon tel que 21.
Il faut ajouter enfin que le principe du joint d'étanchéïté pres- sé élastiquement, par une membrane en matière plastique, appartient à l'in- vention .même dans le cas d'un joint unique (au lieu des joints multiples tels que 12 et 13 plus spécialement décrits).
Les roulements peuvent bien entendu être de tout type approprié.
La fig. 8 illustre le cas de roulements 41 51 6 le à rouleaux coniques.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir des ensembles dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet, et qui présentent, par rapport aux dispositifs du genre en question déjà existants, de nombreux avantages, notamment :
- celui d'assurer une étanchéïté parfaite, grâce aux joints d'é- tanchéité multiples susvisés, qui permettent un filtrage très efficace des poussières, outre l'action électrostatique tendant, semble-t-il, à les rete- nir sur les parois des chambres de détente, quand celles-ci sont en caout- chouc ou autre matière plastique, - celui de maintenir cette étanchéîté dans le temps, grâce no- tamment au rattrapage d'usure que permettent les membranes en matière plas- tique assurant la pression élastique des joints, - celui, par suite, d'assurer une longue marche sans entretien, même dans des atmosphères très chargées en poussières et/ou corrosives ;
- celui de ne créer que des couples résistants faibles, grâce à la réduction du frottement plus spécialement réalisée par l'utilisation de bagues en carbone, feutre, nylon et autres en contact avec des surfaces très lisses, - celui d'assurer une grande facilité de montage et démontage des roulements; - et celui d'assurer une bonne suspension élastique des roule- ments, les protégeant ainsi contre les chocs et défauts d'alignement.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application. non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.