CA2220029A1 - Rouleau-deflecteur pour un produit en bande - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un rouleau déflecteur pour un produit en bande défilant dans un liquide de traitement (10), en passant sur au moins un rouleau déflecteur (2) immergé, monté rotatif sur deux tourillons (4, 4') associés chacun à un palier (3, 3'). Conformément à l'invention, chacun des deux paliers (3, 3') est entièrement constitué d'éléments réalisés en une matière céramique et est logé à l'intérieur d'un boitard annulaire (5) dans lequel peut pénétrer le liquide de traitement, ledit boitard (5) étant associé à des moyens (8, 63) de maintien du palier (4) susceptibles de compenser les dilatations différentielles des éléments du palier par rapport au tourillon (4) et au boitard (5) pour réaliser, à la température de fonctionnement, un serrage du palier (3), sans risque de rupture des éléments en céramique.

Description

-WO 97/00334 PCT/FRg~ ~_331 Rouleau-d~flecteur pour un produit en bande L'invention est du domaine du traitement de surface et concerne une installation de traitement d'un produit en bande passant sur au moins un rouleau déflecteur au moins partiellement immergé dans un bain de traitement tel qu'un métal liquide ou un liquide agressif comme un acide. Cependant, l'invention s'applique plus spécialement à une installation de galvanisation par passage d'une bande métallique dans un bain de métal liquide, en particulier du zinc en fusion.
Dans une ligne de galvanisation, on fait descendre la bande de métal à traiter à l'intérieur d'un bain à base de zinc liquide en la faisant passer sur au moins un rouleau déflecteur immergé dans le bain et limité par une enveloppe cylindrique dont l'axe est perpendiculaire à la direction de défilement de la bande. Le rouleau prend appui sur deux tourillons placés à ses extrémités et montés rotatifs sur deux supports fixes écartés, par l'intermédiaire de deux paliers centrés sur l'axe du rouleau.
Le rouleau déflecteur s'étend sensiblement sur toute la largeur du bac contenant le bain de métal liquide.
Dans certains cas, les deux tourillons traversent les parois latérales du bac, les paliers de support et de centrage de l'arbre étant ainsi placés à
l'extérieur du bain. Mais les parois du bac sont percées d'orifices de passage des tourillons et il est difficile d'assurer l'étanchéité nécessaire. De plus, la position du rouleau ne peut pas etre modifiée.
C'est pourquoi l'on préfère, généralement, monter les tourillons du rouleau déflecteur aux extrémités de deux bras écartés plongeant dans le bain de traitement. De la sorte, on évite de percer des orifices dans les parois du bac et il est possible, en WO 97/00334 PCT/FR9~6J'(i C331 cas de besoin, de régler la position du rouleau déflecteur.
Les tourillons sont alors immergés dans le bain et l'on ne peut, généralement, pas éviter la pénétration à l'intérieur des paliers d'une certaine quantité du liquide de traitement.
on a constaté, cependant, que le liquide de traitement pouvait parfois servir de lubrifiant, en particulier dans les installations de galvanisation dans lesquelles la bande passe dans un bain de métal liquide tel que du zinc. Dans ce cas, on favorise la circulation du métal à l'intérieur du palier.
Dans une disposition décrite, par exemple, dans le document DE-A-1129796, chaque tourillon du rouleau est logé dans un large orifice ménagé à
l'extrémité du bras de support et prend appui sur celui-ci par l'intermédiaire d'une série d'éléments de roulement écartés les uns des autres de façon à
faciliter la circulation du métal. Ces éléments sont réalisés en un matériau céramique pour résister à la corrosion et à l'usure.
En effet, le métal fondu se trouve, à une température assez élevée et est souvent relativement agressif et corrosif, même dans le cas du zinc.
Etant donné que la bande passe, normalement, sur la partie inférieure de l'enveloppe du rouleau, celui-ci est sollicité vers le haut et les éléments de roulement peuvent donc être disposés simplement sur une face d'appui demi-circulaire, au dessus du tourillon.
Dans un mode de réalisation plus récent, décrit dans le document EP-A-0556833, chaque tourillon est muni d'une portée cylindrique réalisée en céramique et prenant appui sur le support fixe par l'intermédiaire de barrettes ou d'éléments demi-W097/00334 PCT~R9G~-931 circulaires accolés. Mais, on peut aussi utiliser un palier de type classique, comprenant une bague interne enfilée sur le tourillon et une bague externe montée sur le support fixe, entre lesquelles sont interposés des éléments de roulement.
Dans ce document, les parties actives du palier sont réalisées en une matibre composite constituée d'un matériau céramique fritté et d'un matériau lubrifiant solide tel que du graphite, de facon à résister à la corrosion et à l'usure.
Dans toutes ces dispositions connues, on utilise donc, pour réaliser le palier, un matériau à
base de céramique. or, de telles pièces en céramique sont, normalement, assez couteuses et fragiles.
De plus, les paliers sont montés dans des parties métalliques soumises à la corrosion. Il est donc nécessaire de permettre un démontage facile du rouleau et de ses paliers pour des opérations de maintenance et, éventuellement, le remplacement des parties usées.
Dans les dispositions connues, les opérations de montage d'entretien et de maintenance restent relativement compliquées et délicates.
De plus, les conditions de fonctionnement génèrent des contraintes importantes, liées aux déformations et aux dilatations des différents éléments, pouvant dégrader la qualité de fonctionnement du rouleau.
En particulier, les deux tourillons du rouleau sont maintenus axialement par des butées sur les r extrémités des bras de support des paliers qui s'étendent chacun vers le bas à partir d'une poutre transversale passant au dessus du bac et il est difficile d'éviter totalement les vibrations.

WO 97/00334 PCT/F'R96/00931 Par ailleurs, le métal liquide qui sert de lubrifiant doit pénétrer librement à l'intérieur de chaque palier et, à cet effet, il faut laisser, entre les différentes parties actives du palier, des jeux qui augmentent les risques de vibrations.
De plus, on sait qu'il peut se former à
l'intérieur du zinc, des particules d'oxydes ou d'alliages formés avec le fer, qui ont tendance a grossir au cours du temps et peuvent entrainer le blocage du palier ou, du moins, perturber son fonctionnement.
Pour remédier à ces inconvénients, dans une autre disposition connue par le document JP-A-4-83858, le rouleau est muni de joints d'étanchéité annulaires interposés entre les parties fixes et tournantes et qui sont prévus, théoriquement, pour éviter toute pénétration du métal liquide à l'intérieur des paliers.
Lorsque le tourillon est solidaire du rouleau et tourne avec celui-ci, le palier prend appui sur le support fixe et doit être muni de joints d'étanchéité
sur ses deux côtés.
Les tourillons peuvent aussi être fixés sur les bras de support, le rouleau étant alors constitué
d'une enveloppe tubulaire sur laquelle sont montés les paliers enfilés sur les deux tourillons fixes.
Dans les deux cas, cependant, pour avoir une efficacité suffisante, le système d'étanchéité qui doit être placé entre le rouleau et le support fixe doit être constitué d'un ensemble de joints accolés couvrant une certaine longueur du tourillon ce qui conduit à limiter la longueur de la partie active du rouleau par rapport à l'écartement entre les supports fixes.

WO 97/00334 PCT/P'R96/00931 L'invention a pour objet de remédier à
l'ensemble de ces inconvénients et permet, en particulier, de réaliser, à la température de fonctionnement, une auto-compensation des ~eux assurant le serrage des paliers de façon à éviter les vibrations sans risques de détérioration des paliers.
De plus, grâce à un montage particulièrement simple des différents organes, les opérations de maintenance, notamment, pour le démontage et l'entretien des paliers sont facilitées.
L'invention s'applique donc, d'une façon générale, à un rouleau déflecteur pour un produit en bande défilant dans un bain de liquide de traitement contenu dans un bac, ledit rouleau comprenant une enveloppe cylindrique ayant un axe perpendiculaire à
la direction longitudinale de défilement et montée rotative sur deux supports fixes écartés, par l'intermédiaire de deux tourillons associés chacun à
un palier comprenant au moins deux parties tournant l'une dans l'autre et centrées sur ledit axe, respectivement une partie interne montée sur le tourillon et une partie externe, l'une desdites parties étant solidaire du support fixe correspondant et l'autre partie étant solidaire du rouleau et tournant avec celui-ci.
Conformément à l'invention, chacun des deux paliers est logé à l'intérieur d'un boitard annulaire entourant le tourillon et dans lequel peut pénétrer le liquide de traitement, chaque palier étant entièrement constitué d'éléments réalisés en une matière céramique susceptible de résister à l'usure et à la corrosion du liquide de traitement et ledit boitard est associé à
des moyens de maintien du palier susceptibles de compenser les dilatations différentielles des éléments du palier par rapport au boitard de facon à réaliser, WO 97/00334 PCTIFR9GI!~C331 à la température de fonctionnement, un serrage des deux parties du palier, respectivement, dans le boitard et sur le tourillon, sans risque de rupture des éléments en céramique.
En particulier, le boitard est réalisé en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur à
celui de la céramique constituant les éléments du palier et est associé à des moyens de compensation de la dilatation relative du boitard par rapport au palier pour le serrage de la partie externe du palier dans le boitard.
De même, chaque tourillon est réalisé en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur ~
celui de la céramique constituant les éléments du palier et la partie interne du palier est enfilée sur une portée lisse du tourillon avec un jeu de montage à
froid qui peut être compensé en service par les dilatations différentielles de la partie interne du palier en céramique et du tourillon en métal, ledit jeu étant déterminé en fonction des dimensions des pièces et de la nature des matériaux de telle sorte que, à la température du bain de liquide, la partie interne du palier soit serrée sur le tourillon sans risque de rupture.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le boitard annulaire comprend une paroi latérale cylindrique et deux flasques muni chacun d'un orifice de passage du tourillon et les moyens de maintien du palier comportent une bague de blocage interposée, avec un simple jeu de montage à froid, entre la partie externe du palier et la paroi latérale du boitard et réalisée en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur à celui du boitard, ladite bague étant munie d'au moins une fente radiale permettant un WO 97/00334 PCT/F'R96~C ~331 allongement circonférentiel de la bague sous l'effet de la dilatation à la température de fonctionnement, avec compensation des jeux pour le serrage du palier dans le boitard.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la bague annulaire de blocage est constituée d'une série de plots couvrant chacun un secteur circulaire et régulièrement répartis autour de l'axe de facon à
entourer complètement la partie externe du palier, chaque plot étant séparé des plots adjacents par des espaces permettant la dilatation circonférentielle de l'ensemble de la bague à la température de service.
En particulier, la bague annulaire de blocage peut être réalisée en acier inoxydable austénitique et le boitard en un acier inoxydable ferritique ou martensitique.
Chaque plot présente, avantageusement, une forme sensiblement parallélépipédique ayant une face interne incurvée ayant un rayon de courbure correspondant au diamètre externe de la partie externe du palier à la température de service.
De préférence, le palier est un palier à
roulement comprenant une bague interne enfilée sur le tourillon, une bague externe logée dans le boitard et une pluralité d'éléments de roulement interposés entre la bague interne et la bague externe.
Par ailleurs, le boitard annulaire comprenant au moins une paroi latérale cylindrique et deux flasques, les moyens de maintien du palier dans le boitard comportent une rondelle élastique prenant appui dans le sens axial, d'un côté sur la partie externe du palier et de l'autre sur l'un des flasques du boitard pour l'application du palier contre l'autre flasque.

~ = = = ~

W097/00334 PCT~R96/00931 Selon une autre caractéristique très avantageuse de l'invention, le boitard annulaire _rend au moins un orifice de passage du tourillon associé à au moins un joint annulaire filtrant permettant la pénétration à l'intérieur du boitard du liquide de traitement en bloquant les particules solides telles que des oxydes ou des impuretés, de ~; ~~ions supérieures à une limite donnée.
En particulier, chaque joint filtrant peut être constitué de deux bagues enfilées l'une sur l'autre, respectivement une bague interne montée sur le tourillon et une bague externe montée sur le boitard, les deux bagues étant séparées par un espace annulaire dont la largeur correspond à la limite de passage des particules solides. De préférence, les deux bagues du joint filtrant sont réalisées en un matériau céramique.
De plus, la bague externe du joint peut constituer une butée de maintien axial prenant appui sur la partie interne du palier.
Dans un mode de réalisation préférentiel, les deux tourillons sont fixés, respectivement sur les deux supports et les deux boitards sont enfilés respectivement dans des alésages ménagés aux deux extrémités du rouleau, de telle sorte que ce dernier s'étende sur pratiquement toute la largeur disponible entre les deux supports fixes.
Chaque boitard comprend une coupelle fermée par un couvercle et limitée par un fond et une paroi latérale cylindrique, limitant un logement pour le palier et enfilée sans jeu dans un alésage ménagé à
l'extrémité correspondante de l'enveloppe du rouleau, le boitard étant muni de moyens d'application élastique du palier contre le fond de la coupelle en prenant appui sur le couvercle.

W097/00334 PCT~R96/00931 De préférence, le rouleau est alors constituée d'une simple enveloppe cylindrique entourant un arbre fixe qui relie les deux bras de support de façon à
constituer un cadre rigide, les paliers étants enfilés sur deux tourillons ménagés aux deux extrémités de l'arbre fixe et placés chacun dans un boitard enfilé
dans l'extrémité correspondante de l'enveloppe cylindrique.
Mais l'invention peut également s'appliquer à
toute disposition dans laquelle les deux tourillons sont montés respectivement aux deux extrémités du rouleau et tournent avec celui-ci, chaque boitard étant alors monté sur le support fixe correspondant.
L'invention est applicable spécialement à une installation de galvanisation dans laquelle le liquide de traitement est un métal en fusion, en particulier du zinc.
Cependant, l'invention peut aussi trouver d'autres applications, en particulier dans tous les cas, où le liquide de traitement est un milieu corrosif à une température relativement élevée, par exemple supérieure à 250~C.
Divers autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels:
La Figure l représente un croquis d'une installation de traitement d'un produit en ~ande.
La Figure 2 représente en coupe transversale l'installation de la Figure l.
La Figure 3 est une vue en coupe axiale d'une réalisation particulière d'une des extrémités du rouleau déflecteur.
La Figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 3.

CA 02220029 ls97-lo-3 W097/00334 PCT~R96/00931 La Figure 5 est une vue de face partielle du roulement de la Figure 4.
La Figure 1 montre schématiquement une installation de traitement d'un produit A en bande, comprenant un bac 1 rempli d'un bain lO de liquide de traitement et des moyens non représentés de commande du défilement du produit A en bande, à l'intérieur du bain lO.
Dans le cas le plus courant d'une installation de galvanisation, le bain lO est constitué d'un métal en fusion tel que du zinc.
Le produit A en bande passe sur un rouleau déflecteur 2 immergé dans le bain lO et sort du bain . suivant une direction sensiblement verticale.
Des rouleaux décalés 12, 13 placés à la sortie du bain lO, de part et d'autre de la bande A, permettent de stabiliser celle-ci tout en fixant sa position verticale de défilement.
Le rouleau déflecteur 2 est monté rotatif sur deux tourillons 4, 4', par l'intermédiaire de deux paliers 3, centrés sur l'axe 20 du rouleau, qui est perpendiculaire à la direction longitll~;n~le D du défilement du produit A.
Généralement, les tourillons sont ménagés aux deux extrémités du rouleau et tournent donc avec celui-ci, dans des paliers portés par les extrémités de deux bras de support ll, ll' plongeant dans le bain.
Cependant, dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 2, les deux tourillons 4, 4' sont fixés sur les extrémités de deux bras de support 11, les paliers 3, 3' étant intégrés, respectivement dans les deux extrémités du rouleau 2.
Les deux tourillons 4, 4' sont ménagés, de préférence, WO 97/00334 PCT/F'R96/00931 aux extrémités d'un arbre fixe 40 qui s'étend entre les extrémités des deux bras de support 11, 11'.
Ainsi, l'ensemble des deux bras 11, 11' fixés à leur partie supérieure sur une traverse 14 s'étendant au-dessus du bac 1 et reliés à leur partie inférieure par l'arbre 40, forme un cadre rigide. Une telle disposition est donc beaucoup plus stable que les dispositions habituelles.
Le rouleau déflecteur 2 est alors constitué
d'une enveloppe cylindrique creuse en forme de virole 21, enfilée sur l'arbre fixe 40 dont les deux extrémités 4, 4' forment les deux tourillons sur lesquels sont montés les deux paliers 3, 3' logés chacun dans un boitard 5, 5' enfilé dans l'extrémité
correspondante du rouleau 21.
De ce fait, l'enveloppe cylindrique 21 constituant la surface active du rouleau couvre pratiquement toute la largeur disponible entre les deux bras de support 11, 11'.
Chaque boitard 5 forme un logement annulaire pour le palier 3, limité par une paroi latérale 51 et deux flasques 52, 53, percés chacun d'un orifice central 34, 34' de passage du tourillon 4.
Ces deux orifices 34, 34' sont équipés de joints 7, 7' mais il faut noter que ces joints, qui seront décrits en détails plus loin, n'ont pas pour objet d'assurer une étanchéité suffisante pour éviter la pénétration du liquide 10 dans le boitard 5 et sont prévus seulement pour retenir des particules solides ou impuretés de dimensions supérieures à une limite donnée et qui pourraient perturber le fonctionnement du palier.
Cependant, même dans le cas d'un métal liquide, si l'on autorise la pénétration de celui-ci dans le logement contenant le palier, on ne cherche W097/00334 pcT~Rs6/oo93l pas à lui donner un rôle de lubrifiant. Il en résulte que, pour éviter les risques d'usure et de corrosion, toutes les parties actives du palier doivent être réalis~es en une matière céramique adéquate.
Toutefois, les autres parties du dispositif doivent être réalisées en métal et, même si l'on utilise un acier inoxydable et susceptible de résister à la corrosion du liquide de traitement, on ne peut éviter une certaine usure et il est nécessaire de pouvoir remplacer facilement et rapidement les pièces détériorées.
Il faut donc menager, à froid, des jeux de montage, respectivement entre le palier 3 et le boitard 5 et entre le boitard 5 et le rouleau 2.
Dans le sens axial, le palier 3 peut être applique contre le fond 53 du boitard 5 par une rondelle elastique 63 prenant appui, d'un côte sur le couvercle 6 et de l'autre sur la bague externe 31 du palier 3.
Dans le sens radial, en revanche, on a constate qu'il etait essentiel de tenir compte des dilatations differentielles entre le palier en ceramique et les parties metalliques.
En effet, la matière ceramique constituant les divers elements du palier qui est coûteuse et relativement fragile, presente, en outre, un coefficient de dilatation assez inférieur à celui du metal utilise pour realiser les differentes parties du rouleau.
Il va donc se produire des dilatations differentielles entre les pièces metalliques et le palier.
Le tourillon 4 sur lequel est enfilee la bague interne 32 se dilate plus que celle-ci et les .--CA 02220029 lss7-l0-3l W097/00334 PCT~R~6i~_331 contraintes radiales qui en résultent pourraient entrainer la rupture de la bague.
En revanche, la bague externe 31 se dilate moins que le boitard annulaire qui l'entoure et les jeux peuvent augmenter avec un risque de dé-solidarisation du palier.
Dans le cas le plus courant où le liquide de traitement est un métal en fusion, l'ensemble du rouleau 5 est soumis à des conditions de température relativement élevée. Par exemple, dans le cas d'un traitement de galvanisation par trempage dans un bain de zinc, la température sera de l'ordre de 450 C. La température varie en fonction du métal utilisé peut être inférieure dans le cas d'un étamage. Cependant dans tous les cas, le paramètre de la température est un élément parfaitement maîtrisé et la bonne conductivité thermique des matériaux utilisés assurant ainsi une répartition homogène de la température de tous les éléments du rouleau 2 qui est totalement immergé dans le bain du liquide de traitement qui peut pénétrer dans le boitard 5 par des orifices 34, 34' de passage du tourillon 4.
D'ailleurs, l'enveloppe 21 du rouleau 2 peut avantageusement être munie d'orifices 24 permettant au liquide de traitement de s'introduire à l'intérieur du rouleau, de façon que l'ensemble du rouleau 2, de l'arbre 40 et des paliers 3 baigne à l'intérieur du liquide de traitement.
La température de fonctionnement à laquelle sont soumise les différentes pièces étant ainsi homogène et sensiblement constante, il est possible de choisir, pour réaliser les différentes parties du dispositif, des matériaux ayant des coefficients de dilatation différents et de calculer avec précision les dimensions des pièces de façon à ménager, à froid, des jeux permettant un montage facile et qui seront compensés, à la température de fonctionnement, par les dilatations différentielles pour réaliser, en service, le serrage du palier sans risque de blocage ni de détérioration des éléments du palier.
on va donc choisir la matière des matériaux et les ~im~n~ions des pièces pour éviter, d'une part un serrage excessif pouvant entrainer la rupture d'un élément en céramique et, d'autre part, une augmentation des jeux pouvant entrainer un desserrage du palier.
De plus, pour diminuer les risques de vibrations, on utilise, de préférence, un palier à
roulement comprenant des éléments de roulement tels que des rouleaux 33 ou des billes montés sur une cage 35 et interposés entre une bague interne fixe 32 et une bague externe tournante 31.
Il faut donc que le serrage du palier d~ aux dilatations différentielles ne supprime pas les ~eux fonctionnels nécessaires à la rotation de la partie tournante.
Le choix des matériaux dans lesquels sont réalisés les différents organes et les ~;m~-~ions de ceux-ci, notamment les jeux laissés à froid pour le montage, vont donc dépendre de la position et de la fonction desdits organes.
Comme le montre la figure 3 qui est une vue de détail, en coupe axiale, d'une extrémité du rouleau 2, chaque palier 3 qui, dans l'exemple représenté est du type à roulement, comprend une bague externe 31 enfilée dans le boitard annulaire 5 et une bague interne 32 qui est enfilée sur une portée lisse 41 ménagé sur le tourillon 4, et vient en butée contre un épaulement 42 de l'arbre 40.

WO 97/00334 PCT/FRg6/'~ _931 Le boitard 5 est constitué, de préférence, d'une coupelle 54 limitée par une paroi cylindrique 51 et un fond 53, qui est enfilée dans un alésage 22 ménagé à l'extrémité correspon~nte de l'enveloppe 21 du rouleau et ayant un diamètre égal au diamètre externe de la paroi latérale 51, au jeu de montage près. De plus, la coupelle 54 est munie d'un rebord annulaire formant une bride 55 qui est appliquée contre l'extrémité 23 de l'enveloppe cylindrique 21 du rouleau.
L'ensemble est fermé par un couvercle 6 ayant un rebord circulaire 61 qui recouvre la bride 55 de la coupelle et une partie interne 62 qui s'engage dans un alésage correspondant 56 de la coupelle 54 avec, à
froid, le jeu simplement nécessaire au montage.
L'ensemble du boitard 5 est ainsi intégré dans l'extrémité de l'enveloppe 21 et fixé de façon amovible sur celle-ci par des vis 24 prenant appui sur le rebord périphérique 61 du couvercle 6.
Cependant, ce mode de fixation n'est prévu qu'à titre de sécurité car, selon l'invention, on utilise les dilatations différentielles pour réaliser une solidarisation parfaite, à chaud, des différentes pièces entre lesquelles sont ménagés, à froid, les jeux de montage nécessaires.
En particulier, la coupelle 54 du boitard 5, qui est enfilée dans l'alésage 22 de l'enveloppe 21, peut être réalisée dans le même métal que celle-ci, par exemple un acier inoxydable ferritique ou martensitique.
En revanche, le couvercle 6 dont la partie 62 est enfilée dans l'alésage 56 de la coupelle 54 est réalisé, de préférence, dans un métal ayant un coefficient de dilation un peu plus élevé, par exemple un acier inoxydable austénitique. Ainsi, les CA 02220029 l997-lO-3l WO 97/00334 PCT/~R9~ 931 dilatations différentielles déterminent un blocage de l'ensemble du boitard sur l'enveloppe 21 à la température de service alors que, à froid, on peut laisser, entre les pièces un jeu m; n; ~1 permettant un montage et un démontage facile.
Le palier 3 comprend une bague interne 32 enfilée sur la portée 41 du tourillon 4. Celui-ci est réalisé, comme l'arbre 40, en un acier inoxydable dont le coefficient de dilatation est plus élevé que celui de la céramique. On détermine donc les diamètres relatifs de la portée 41 et de la face intérieure de la bague interne 32 de façon à bénéficier à froid d'un jeu qui facilite le montage et est annulé à la température du bain 10 par la dilatation relative du tourillon 4, ce jeu étant, cependant, calculé en fonction de la température et de la nature des matériaux de façon que les contraintes de serrage résultant de la dilatation ne soient pas excessives et ne risquent pas d'entrainer la rupture de la bague interne 32.
Inversement, la dilatation du boitard 5 est plus forte que celle de la bague externe 31 du palier 3 et pourrait déterminer un jeu entrainant le desserrage du palier et un risque de vibrations.
C'est pourquoi, le palier 3 est maintenu radialement dans le logement du boitard 5 par une bague de blocage 8 interposée entre la bague externe 31 et la paroi latérale 51 et réalisée en un métal dont le coefficient est plus élevé que celui du boitard, par exemple un acier inoxydable austénitique, le boitard étant en acier ferritique.
L'épaisseur de cette bague 8 a donc tendance à
augmenter et à compenser la dilatation relative de la paroi latérale 51, en déterminant un serrage du palier qui est, cependant, limité de façon à éviter le risque WO 97/00334 PCT/F'R~G/'1~_3.31 de L ~ Lu~ e des parties en céramique et à conserver le jeu fonctionnel nécessaire au roulement du palier.
Cependant, la bague 8 est munie d'au moins une fente permettant d'absorber la dilation de la bague 8, qui se produit essentiellement dans le sens circonférentiel.
De façon particulièrement avantageuse, la bague de blocage 8 est constituée, comme le montre la figure 4, d'une série de plots 81 disposés l'un à la suite de l'autre, chaque plot étant séparé des plots adjacents par un espace 82.
Chaque plot 81 a une forme sensiblement parallépipédique et couvre un secteur circulaire de façon que les faces incurvées des plots successifs venant en contact avec la bague externe 31 du palier 3 et la face interne de la coupelle 54 se raccordent tangentiellement pour reconstituer une bague annulaire dont la longueur circonférentielle peut varier grace aux espaces 83 laissés entre les plots. Ces derniers sont centrés séparément sur le fond 53 du boitard 5, chacun par une goupille 84 qui s'engage dans un alésage correspondant ménagé dans le fond 53.
Les plots 81 sont ainsi maintenus et répartis uniformément dans la coupelle 54, autour de la bague extérieure 31. Le montage à froid de ces goupilles 24 est réalisé avec un jeu déterminé de façon à etre compatible avec les dilatations différentielles des éléments constitutifs à la température de fonctionnement.
De préférence, on donne à la face interne incurvée 85 de chaque plot un rayon de courbure égal à
celui qui est atteint, à la température de service, par la face extérieure de la bague externe 31. Compte tenu des dilatations on assure ainsi une répartition W097/00334 PCT~R96/00931 uniforme des contraintes de serrage sur toute la périphérie du palier 3.
Les éléments roulants 33 interposés entre la bague interne 32 et la bague externe 31 du palier 3 peuvent être des billes sphériques ou bien des rouleaux dont le profil est avantageusement déterminé
pour permettre une déflection angulaire en cas de désalignement entre les tourillons 4, 4' et l'enveloppe 21 du rouleau 2. Par exemple, les éléments roulants peuvent avoir une forme cylindrique arrondie à ses extrémités ou bien une forme en tonneau.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les orifices 34, 34' ménagés respectivement sur le couvercle 6 et le fond 53 du boitard 5 pour le passage du tourillon 4 sont munis chacun d'un joint filtrant 7, 7' constitué de deux bagues enfilées l'une dans l'autre avec un faible jeu qui laisse passer le métal liquide en retenant les particules solides ou impuretés de dimensions supérieures à l'épaisseur dudit jeu et correspondant à une limite donnée.
Du côté externe, le joint filtrant 7 comprend une bague 71 enfilée sur la portée 41 du tourillon 4 et une bague 72 montée sur le couvercle 6 du boitard.
Du côté interne, le joint filtrant 7' comprend une bague fixe 71' enfilée sur l'épaulement 42 de l'arbre 40 et une bague tournante 72' montée sur le pourtour de l'orifice 34' ménagé sur le fond 53 de la coupelle 54.
~es deux paires de bagues 71, 72 et 71', 72', constituant, respectivement, les deux joints filtrants 7, 7' sont réalisées, de préférence, en un matériau céramique de même nature que le palier 3. Ce dernier est appliqu~ contre le fond 53 de la coupelle 54 par une rondelle élastique 63 qui est centrée sur la bague CA 02220029 lss7-l0-3l W097/00334 PCT~R96~D~31 tournante 72 et vient en appui, d'un côté sur le couvercle 6 du boitard 5 et de l'autre sur la bague externe 31 du palier 3 dont la bague interne 32 est appliquée contre l'épaulement 42 de l'arbre 40.
La bague 72 permet de limiter le déplacement axial de l'enveloppe 21 du rouleau par rapport au tourillon 4 et assure ainsi la fonction de butée axiale.
En outre, l'espace annulaire 73 qui est laissé
entre la bague fixe 71 et la bague tournante 72 permet la circulation du métal liquide à l'intérieur du boitard mais présente une épaisseur assez réduite pour assurer une filtration des oxydes et des impuretés contenus dans le métal.
On peut ainsi éviter l'introduction à
l'intérieur du boitard des alliages de fer et de zinc, appelés "dross" qui auraient tendance à se déposer entre les parties actives du palier.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation encore plus avantageux les bagues tournantes 72, 72' peuvent être munies, sur leurs faces intérieures, de gravures hélicoïdales orientées de facon à provoquer une mise en circulation du liquide vers l'extérieur du logement du palier.
De la sorte, on évite le confinement du zinc à
l'intérieur du logement et les oxydes ou impuretés qui auraient pu s'y former sont évacués avant d'avoir pu grossir.
Tout risque de blocage est ainsi évité.
Comme on l'a indiqué les parties fixes et tournantes du rouleau sont réalisées, normalement, en acier inoxydable.
L'enveloppe 21 du rouleau 2, l'arbre 40, et la coupelle 54 du boitard, sont réalisés dans des aciers inoxydables ferritiques ou martensitique, le couvercle W097/00334 PCT~6/00931 6 pouvant, lui-même, être en acier inoxydable austénitique, ainsi que les plots 23, constituant la bague de serrage.
Tous les éléments du palier 3 ainsi que l'ensemble des bagues 71, 72, 71', 72', formant joints sont réalisés en céramique.
Pour les pièces métalliques, on pourrait aussi utiliser des métaux spéciaux, par exemple le titane.
Dans la forme préférée de l'invention, l'installation permet de réaliser une galvanisation.
Dans ce cas, le bain de traitement est à base de zinc liquide et la température de fonctionnement est généralement comprise entre 445 C et 460 C et ne doit pas dépasser 480~C.
Dans le cas d'un étamage, le bain de traitement est à base d'étain et sa température de fonctionnement est généralement comprise entre 250 ~ C
et 300 ~ C .
Dans le cas d'un aluminiage, le bain de traitement peut être à base de plomb, à une température comprise entre 330 C et 350 C, OU à base de nickel, à une température de l'ordre de 450 C, OU
encore à base d'aluminium, à une température supérieure à 650 ~ C .
D'ailleurs, l'invention ne se limite évidemment pas aux détails des modes de réalisation décrits précédemment mais couvre également les variantes employant des moyens équivalents et restant dans le cadre de la protection défini par les revendications.
En particulier, dans le mode de réalisation préférentiel qui vient d'être décrit, les tourillons sont fixes, les paliers étant intégrés, avec leurs boitard, dans les extrémités du rouleau. L'invention peut cependant s'appliquer à la disposition inverse, CA 02220029 l997-lO-3l dans laquelle les tourillons ménagés aux deux extrémités du rouleau, tournent avec celui-ci, les paliers étant alors logés dans les boitards fixés sur les supports fixes.
Par ailleurs, si l'utilisation de paliers à
roulement permet d'éviter les vibrations, l'invention pourrait s'appliquer à d'autres types de paliers, par exemple, des paliers lisses comprenant simplement deux bagues enfilées l'une dans l'autre et associées à des moyens pour assurer la circulation du métal liquide entre la partie fixe et la partie tournante.
D'autre part, dans la mesure où l'on ne cherche pas particulèrement à utiliser le liquide de . traitement comme lubrifiant, l'invention pourrait s'appliquer à d'autres installations comportant un ou plusieurs rouleaux immergés dans un liquide de traitement par exemple pour le décapage à l'acide ou un traitement par électrolyse.
Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Rouleau déflecteur pour un produit en bande, dans une installation de traitement dudit produit comprenant au moins un bac (1) contenant un bain (10) de liquide de traitement et des moyens de commande du défilement du produit en bande (A) suivant une direction longitudinale (D), en passant sur au moins un rouleau déflecteur (2) immergé dans le bain de liquide (10) et comprenant une enveloppe cylindrique (21) ayant un axe (20) perpendiculaire à
la direction longitudinale de défilement (D) et montée rotative sur deux supports fixes écartés (11, 11'), par l'intermédiaire de deux tourillons (4, 4'), associés chacun à un palier (3, 3') comportant au moins deux parties tournant l'une dans l'autre et centrées sur ledit axe (20), respectivement, une partie interne (32) montée sur le tourillon correspondant (4) et une partie externe (32), l'une desdites parties étant solidaire du support fixe correspondant (11, 11') et l'autre partie étant solidaire du rouleau (2) et tournant avec celui-ci, caractérisé par le fait que chacun des deux paliers (3, 3') est logé à l'intérieur d'un boitard annulaire (5) entourant le tourillon (4) et dans lequel peut pénétrer le liquide de traitement, que chaque palier (3, 3') est entièrement constitué
d'éléments réalisés en une matière céramique susceptible de résister à l'usure et à la corrosion du liquide de traitement (10) et que ledit boitard (5) est associé à des moyens (8,63) de maintien du palier (4) susceptibles de compenser les dilatations différentielles des éléments du palier par rapport au boitard (5) de façon à réaliser, à la température de fonctionnement, un serrage des deux parties (31, 32) du palier (3), respectivement, dans le boitard (5) et -sur le tourillon (4), sans risque de rupture des éléments en céramique.

2. Rouleau déflecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le boitard (5) est réalisé en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur à celui de la céramique constituant les éléments du palier (3) et est associé à des moyens (8) de compensation de la dilatation relative du boitard (5) par rapport au palier (3) pour le serrage de la partie externe (31) du palier (3) dans le boitard (5).

3. Rouleau déflecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque tourillon (4, 4') est réalisé en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur à celui de la céramique constituant les éléments du palier (3) et que la partie interne (32) du palier (3) est enfilée sur une portée lisse (41) du tourillon (4) avec un jeu de montage à froid qui est déterminé de façon à être compensé en service par les dilatations différentielles de la partie interne (32) du palier (3) en céramique et du tourillon (4) en métal, de telle sorte que, à la température du bain de liquide (10), la partie interne (32) du palier (3) soit serrée sur le tourillon (4) sans risque de rupture.

4. Rouleau déflecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que, le boitard annulaire (5) comprenant une paroi latérale cylindrique (51) et deux flasques (52, 53) muni chacun d'un orifice de passage du tourillon (4), les moyens de maintien du palier (3) comprennent une bague de blocage (8) interposée, avec un simple jeu de montage, entre la partie externe (31) du palier (3) et la paroi latérale (51) du boitard (5) et réalisée en un métal ayant un coefficient de dilatation supérieur à celui du boitard (5), ladite bague (8) étant munie d'au moins une fente radiale (82) permettant un allongement circonférentiel de la bague (8) sous l'effet de la dilatation à la température de fonctionnement, sans augmentation des jeux entre le boitard (5) et le palier (3).

5. Rouleau déflecteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la bague annulaire de blocage (8) est constituée d'une série de plots (81) couvrant chacun un secteur circulaire et régulièrement répartis autour de l'axe (20) de façon à entourer complètement la partie externe (31) du palier (3), chaque plot (81) étant séparé des plots adjacents par des espaces (82) permettant la dilatation circonférentielle de l'ensemble de la bague (8) à la température de service.

6. Rouleau déflecteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque plot (81) est centré sur une goupille (83) s'engageant dans un alésage correspondant ménagé dans le fond (53) du boitard (5).

7. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications 5 et 6 caractérisé par le fait que chaque plot (81) a une forme sensiblement parallélépipédique ayant une face interne incurvée (85) ayant un rayon de courbure correspondant au diamètre externe de la partie externe (31) du palier (3) à la température de service.

8. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le palier (3) est un palier à roulement comprenant une bague interne (32) enfilée sur le tourillon, une bague externe (31) enfilée dans le boitard (5) et une pluralité d'éléments de roulement (33) interposés entre la bague interne (32) et la bague externe (31).

9. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que la bague annulaire de blocage (8) est réalisée en acier inoxydable austénitique et que le boitard (5) est réalisé en un acier inoxydable ferritique ou martensitique.

10. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le boitard annulaire (5) comprend au moins un orifice de passage du tourillon (4) associé à au moins un joint annulaire filtrant (7) permettant la pénétration à l'intérieur du boitard (5) du liquide de traitement (10) en bloquant les particules solides telles que des oxydes ou des impuretés, de dimensions supérieures à une limite donnée.

11. Rouleau déflecteur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chaque joint filtrant (7, 7') est constitué de deux bagues enfilées l'une sur l'autre, respectivement une bague interne (71) montée sur le tourillon (4) et une bague externe (72) montée sur le boitard (5), les deux bagues (71, 72) étant séparées par un espace annulaire dont la largeur correspond à la limite de passage des particules solides.

12. Rouleau déflecteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les deux bagues (71, 72) du joint filtrant sont réalisées en un matériau céramique.

13. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait qu'au moins une première bague (72) du joint filtrant montée du côté de la partie tournante du palier (3) est munie, sur sa face tournée vers la seconde bague (71), de rainures hélicoïdales provoquant lors de la rotation de la première bague (72) avec le rouleau (2) un effet de pompe dans le sens de circulation vers l'extérieur du boitard (5) d'une partie du liquide (10) ayant pénétré dans celui-ci.

14. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, le boitard annulaire (5) comprenant une paroi latérale cylindrique (51) et deux flasques (52, 53), les moyens de maintien du palier (3) dans le boitard (5) comportent une rondelle élastique (6) prenant appui dans le sens axial, d'un côté sur la partie externe (31) du palier (3) et de l'autre sur l'un des flasques (52) du boitard (5) pour l'application du palier (3) contre l'autre flasque (53).

15. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux tourillons (4, 4') sont montés, respectivement sur les deux supports fixes (11, 11') en s'étendant l'un vers l'autre, et que les deux boitards (5, 5') sont enfilés respectivement dans des alésages (22) ménagés aux deux extrémités du rouleau (2), de telle sorte que l'enveloppe cylindrique (21) s'étende sur pratiquement toute la largeur disponible entre les deux supports fixes (11).

16. Rouleau déflecteur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que les deux tourillons (4, 4') sont montés respectivement aux deux extrémités du rouleau (2) et tournent avec celui-ci, et que chaque boitard (5) est fixe en rotation et est monté sur le support fixe correspondant (11, 11').

17. Rouleau déflecteur selon la revendication 15, caractérisé par le fait que chaque boitard (5) comprend une coupelle (51) limitant un logement pour le palier (3) fermé par un couvercle (6), la coupelle (51) ayant un fond (53) et une paroi latérale cylindrique (51) enfilée dans un alésage (22) correspondant ménagé à l'extrémité correspondante de l'enveloppe (21) du rouleau (2) et le couvercle (6) étant associé à des moyens (63) d'application élastique du palier (3) contre le fond (53) de la coupelle (51).

18. Rouleau déflecteur selon la revendication 17, caractérisé par le fait que la paroi latérale (51) de la coupelle (54) est munie d'un rebord annulaire formant bride (55) qui est appliqué contre l'extrémité
(23) de l'enveloppe cylindrique (21) et recouvert par un rebord périphérique (61) du couvercle (6), l'ensemble étant fixé de façon amovible sur l'enveloppe (21) par des vis (24).