FR2562182A1 - Dispositif pour serrer mecaniquement une fixation de type a boulon - Google Patents

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Abstract

A.DISPOSITIF POUR SERRER MECANIQUEMENT UNE FIXATION DE TYPE A BOULON. B.DISPOSITIF CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UNE PARTIE DE TIGE TERMINEE PAR UN REBORD MUNI D'UN CERTAIN NOMBRE DE TROUS REPARTIS A INTERVALLES REGULIERS AUTOUR DE LA PARTIE PERIPHERIQUE DE CE REBORD DE MANIERE A RECOUVRIR UN ELEMENT DE SUPPORT, ET UN CERTAIN NOMBRE DE CONTRE-BOULONS VISSES DANS CES TROUS POUR ETRE SOUMIS CHACUN A UN COUPLE DE TORSION. C.L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR SERRER MECANIQUEMENT UNE FIXATION DE TYPE A BOULON.

Description

621 82
"Dispositif pour serrer mécaniquement une fixation de type à boulon" Cette demande est une extension partielle de la demande déposée sous le numéro de série 595.402 le 30 mars 1984. L'invention concerne un dispositif pour serrer la partie de tige d'une fixation telle qu'une vis, un arbre, ou un goujon, cet appareil étant plus particulièrement destiné à utiliser un certain nombre de contre-boulons disposés à une certaine distance les uns des autres de manière à venir entre la surface d'un support et la partie périphérique extérieure d'un rebord, de manière à serrer la fixation en appliquant un couple de torsion aux différents contre-boulons. Le rebord peut faire corps avec la tige ou être retenu sur cette tige, par exemple par un pas de vis, ou par n'importe quel type d'anneau de retenue ou de fixation. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé, par exemple, pour bloquer des arbres contre les côtés opposés d'un manchon de roulement, de
manière à former un ensemble de roulement.
Il est de pratique courante pour un ouvrier, de serrer une vis en appliquant un couple de torsion à la tête de cette vis pour visser une partie filetée dans le pas de vis d'un trou taraudé d'un écrou, de façon que la partie de tige de la vis soit soumise à une contrainte de serrage mécanique prédéterminée. La contrainte appliquée à la partie de tige de la vis peut être déterminée en utilisant une clé dynamométrique pour mesurer le couple
appliqué à la vis, ou en utilisant d'autres moyens per-
mettant de mesurer la force appliquée par une clé de serrage. Le couple peut être appliqué à la partie de tête de la vis ou à l'écrou. Un gouJon peut être serré de la même manière en appliquant un couple à un-écrou vissé
dans une partie filetée du goujon.
L'invention est destinée à permettre le serrage d'une fixation de grande taille telle que, par exemple, une vis ou un goujon présentant un diamètre dépassant généralement 25 mm ou plus. L'amplitude de la contrainte de serrage pouvant être appliquée à une vis, un goujon, ou toute autre fixation analogue, est limitée en pratique par les possibilités de l'ouvrier. Une vis filetée de 25,4 mm de diamètre, réalisée en matériau à haute résistance, peut être serrée en utilisant une clé
dynamométrique réglée à la limite élastique du matériau.
Avec un gros filetage, la contrainte correspondant à la limite élastique du matériau nécessite un couple d'environ 138 m-kg, c'est-à-dire une force de 45,3 kg appliquée par un levier de 3,05 m. Dans les conditions ordinaires, cela dépasse la longueur pratique d'un levier et l'amplitude
de la force qu'un ouvrier peut appliquer à ce levier.
Dans les conditions ordinaires, un ouvrier utilisant une clé dynamométrique ne peut serrer la tige d'un ensemble de vis et d'écrous de 101,6 mm de diamètre portant un filetage à gros filet, en appliquant un couple de torsion de 7866 m-kg correspondant au couple nécessaire pour serrer le boulon à la limite élastique d'un matériau
typique de réalisation de l'écrou et de la vis. Pour déve-
lopper un couple de cette valeur, il faut appliquer une force de 2582 kg à un levier de 3,05 m de long, ce qui ne peut être réalisé sans utilisation d'une machine lourde ou
d'équipement spéciaux.
Des dispositifs à commande hydraulique sont bien connus de l'art antérieur pour serrer ou pour placer sous tension la partie de tige d'une fixation, mais ces dispositifs ne sont pas souhaitables car l'amplitude de la force à développer est limitée à la place de montage
disponible pour le dispositif. S'il existe la place néces-
saire pour monter un dispositif de serrage hydraulique, il est typiquement nécessaire de développer une pression hydraulique d'environ 1054 kg/cm2 Des exemples de tel dispositif de serrage hydraulique sont décrits dans les brevets U.S.A. NÈ 3 835
523; 3 841 193, 3 886 707; 4 075 923, et 4 182 215.
La contraction thermique est un procédé très ancien pour serrer une vis. La vis est tout d'abord chauffée pour allonger sa tige. Cette vis est ensuite vissée Jusqu'à une contrainte de serrage précalculée et on laisse enfin refroidir la vis de façon que, par ce
refroidissement, la contraction thermique serre l'ensemble.
Généralement, ce procédé ne peut être utilisé quand l'ampli-
tude du serrage doit être contrôlée avec précision ou définie avec précision. Il est également difficile de dévisser
la vis de l'élément taraudé, sans refaire chauffer la vis.
Pour palier les inconvénients ci-dessus, l'invention a pour but de créer un dispositif de serrage de la partie de tige de vis d'un arbre ou d'un goujon, de manière à obtenir une fixation de précision raisonnable au moyen d'un dispositif mécanique relativement simple permettant d'obtenir des niveaux de serrage relativement élevés. L'invention a également pour but d'obtenir un dispositif de construction compacte et de fabrication économique, permettant de serrer la partie de tige d'une fixation. L'invention a encore pour but de créer un ensemble de rouleaux utilisant une tige de tension pour serrer des arbres contre les côtés opposés d'un manchon
de rouleau.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour serrer une fixation, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de tige terminée par un rebord muni d'un certain nombre de trous répartis à intervalles réguliers autour de la partie périphérique de ce rebord de manière à recouvrir un élément de support, et un certain nombre de contre-boulons vissés dans ces trous pour être soumis chacun à un couple de torsion, ces contre- boulons comportant une partie d'extrémité sortant des trous pour venir s'appuyer contre l'élément de support de manière à développer un effort suffisant pour serrer la partie de tige en appliquant une force de réaction de compression sur
l'élément de support, par application d'un couple de tor-
sion aux contre-boulons.
L'élément de support peut comporter un élément en forme de rondelle pouvant être pressé contre une face convenable de la structure de support. Une face de l'élément en forme de rondelle, venant généralement contre le rebord de la partie de tige de la fixation, peut être durcie pour supporter la force appliquée par les contre-boulons ou, si on le désire, cette face de la rondelle peut être réalisée dans un matériau mou par rapport à celui des contre-boulons, pour éviter de refouler l'extrémité de contact de ces contre-boulons. Le rebord est muni d'une ouverture ou d'un filetage destiné à recevoir la tige d'une vis, d'un goujon ou d'un arbre. Lorsque le rebord se présente sous la forme d'un anneau, un élément de retenue tel qu'un anneau fendu, un Jonc, ou une fixation
de blocage, est utilisé pour fixer le rebord à la tige.
La grandeur de la force de compression appliquée à chaque contre-boulon ne représente qu'une fraction de la contrainte
de serrage appliquée à la partie de tige de la fixation.
L'écrou ou la partie de tête d'un ensemble d'écrou et de boulon classique, fournissent une place suffisante pour qu'on puisse visser les contreboulons sur un ou plusieurs cercles faisant le tour de la tête ou
de l'écrou, pour serrer la partie de tige du boulon jus-
qu'à une valeur au moins égale à la résistance de la tige de ce boulon. De plus, le dispositif selon l'invention est également très utile dans les applications spécialisées comprenant par exemple les ensembles de rouleaux pour laminoirs, dans lesquels Ies ensembles de rouleaux comprennent des éléments d'arbre tires ensemble contre les côtés opposés d'un manchon, avec une force de blocage considérable. Cette force de blocage est développée par la contrainte de serrage communiquée à un arbre relié par une extrémité à l'un des arbres de laminoir, et traversant une ouverture de l'autre arbre de laminoir de façon que la partie d'extrémité de l'arbre sortant de celui-ci soit munie d'un rebord. Ce rebord peut porter une multitude de contre-boulons, par exemple de 10 à 500 contre-boulons ou plus, venant s'appuyer contre l'arbre. D'autres moyens qu'un rebord et des contre-boulons peuvent être utilisés pour serrer les arbres contre le manchon de rouleau. Une force de blocage de plus de 5436 tonnes peut être appliquée au manchon de rouleau. Grâce à cette disposition des différentes pièces, un ensemble de rouleaux munis d'un corps de rouleau présentant un diamètre de 1,27 m et une largeur de 2,184 m, peut être utilisée pour servir de rouleau de butée d'un
laminoir à chaud ou d'un laminoir à froid.
L'invention concerne également un ensemble de rouleaux comprenant un manchon de rouleau tubulaire dont
les extrémités opposées sont destinées à recevoir des ar-
bres dont l'un est relié à une tige de tension traversant le manchon de rouleau et l'autre arbre, ainsi que des moyens reliés à l'autre arbre et à la tige de tension pour serrer
les arbres contre les côtés opposés du manchon de rouleau.
L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels:
Les figures 1A et lB représentent, respec-
tivement, une vue longitudinale et une vue d'extrémité d'une forme de réalisation d'un dispositif de fixation présentant des caractéristiques de l'invention;
Les figures 2A et 28 sont des vues sembla-
bles à celles des figures 1A et lB, illustrant une seconde
forme de réalisation du dispositif de fixation selon l'in-
vention; Les figures 3A et 3B sont des vues semblables à celles des figures lA et lB, illustrant une troisième forme de réalisation du dispositif de fixation selon l'invention; La figure 4 est une vue en élévation, partiellement en coupe, d'un laminoir dans lequel un ensemble de rouleaux comprend un dispositif de fixation présentant les caractéristiques de l'invention;
La figure 5A est une vue en coupe longi-
tudinale d'un ensemble de rouleaux de butée pour laminoir, présentant les caractéristiques de l'invention; La figure 5B est une vue d'extrémité partielle de l'ensemble de rouleaux de la figure 5A; La figure 6 est une vue illustrant une
autre forme d'un ensemble de rouleaux présentant les carac-
téristiques de l'invention; La figure 7 est une vue en coupe partielle,
illustrant un collier de butée présentant les caractéris-
tiques de l'invention, ce collier de butée étant maintenu en place par un jonc élastique; La figure 8 est une vue en coupe partielle illustrant un collier de butée semblable à celui de la figure 7, maintenu en place par un anneau fendu obtenu à partir d'un fil rond ou d'une barre; La figure 9 est une vue en coupe partielle illustrant un collier de butée semblable à celui de la figure 7, maintenu en place par un anneau à double fente présentant une section carrée ou rectangulaire; La figure 10 est une vue semblable à la figure 7, illustrant un collier de butée maintenu en place par une liaison à balonnette; La figure 11 est une vue semblable à celle de la figure 10, illustrant l'utilisation de fixations filetées supplémentaires pour empêcher la rotation du palier de butée sur l'élément d'arbre; La figure 12 est une vue en élévation illustrant l'utilisation du dispositif selon l'invention pour bloquer et centrer une poulie sur un arbre, ainsi que l'utilisation du dispositif selon l'invention pour bloquer un ensemble de paliers de roulement sur l'arbre; La figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne 13-13 de la figure 12; La figure 14 est une vue semblable à celle de la figure 13, illustrant une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention; La figure 15 est une vue en coupe illustrant un collier de butée fendu présentant les caractéristiques de l'invention; - la figure 16 est une vue en coupe suivant la ligne 16-16 de la figure 15; La figure 17 est une vue en élévation d'une autre forme de réalisation d'un collier de butée présentant les caractéristiques de l'invention, ce collier étant bloqué sur un arbre par une fixation à pas de vis simple; La figure 18 est une vue en coupe suivant la ligne 18-18 de la figure 17; La figure 19 est une vue en élévation et
en coupe illustrant une disposition à deux colliers pré-
sentant chacun les caractéristiques de l'invention, pour monter un ensemble de coussinets sur un arbre, dans un bloc de coussinets; les détails 19A et 19B étant des vues agrandies de certaines parties de l'appareil de la figure 19; La figure 20 est une vue en élévation et en coupe illustrant le dispositif selon l'invention, destiné à être utilisé avec une entretoise pour bloquer la partie
de tige d'une fixation sur un élément. -
Les figures lA et lB représentant une
fixation mettant en oeuvre les caractéristiques de l'inven-
tion pour former une partie d'un ensemble de rebords de tuyaux haute pression comprenant deux éléments de tuyau et 11 munis d'un rebord de tuyau 12 et 13, ces tuyaux étant bloqués l'un contre l'autre avec interposition d'une garniture 14 entre leurs rebords. Un certain nombre d'ensembles de fixations 15 viennent se loger dans des ouvertures convenables espacées autour de la périphérie des rebords de tuyaux. Chaque ensemble de fixation 15 comprend un élément de vis muni d'une partie de tête 16, d'une
partie de tige 17, et d'une partie d'extrémité filetée 18.
La partie d'extrémité reçoit un élément d'écrou 19. Cet élément d'écrou sert de rebord et comprend un certain nombre de trous taraudés disposés à une certaine distance les uns des autres sur un cercle se situant entre le bord
extérieur et le trou fileté de l'écrou.
Un contre-boulon 21 vient se loger dans chacun des trous taraudés de l'écrou. Ces contre-boulons peuvent être de type classique et se présenter sous la forme de vis à tête creuse, chacune de ces vis présentant une longueur suffisante pour traverser les trous taraudés de l'écrou 19, et une partie d'extrémité venant s'appuyer contre une surface de support 12A du rebord 12. Comme les contre-boulons présentent des têtes creuses, la longueur de ces contre-boulons doit être suffisante pour que les tiges filetées avancent le long des trous taraudés jusqu'à ce qu'on obtienne le couple voulu, sans contact entre la partie de tête creuse 21A et l'élément d'écrou 19. Il est évident qu'on peut faire tourner l'élément d'écrou 19 sur la partie d'extrémité filetée 18 de façon qu'il vienne en contact avec la surface 12A du rebord 12, ou de façon qu'on obtienne un petit intervalle entre l'élément d'écrou et la surface 12A. On fait ensuite tourner les contre-boulons 21 jusqu'à ce que leurs extrémités sortent de l'élément d'écrou pour venir en contact avec le rebord 12. Il est
préférable de serrer les contre-boulons suivant une sé-
quence d'opérations bien définies consistant, par exemple, à serrer des contre-boulons situés sur les côtés opposés de l'écrou, puis à passer aux contre-boulons suivants sur le cercle de l'écrou. Une clé dynamométrique ou tout autre moyen de serrage tel qu'une clé à percussion munie d'un dispositif de réglage de couple variable peut être utilisée pour serrer les contre-boulons. On peut également appliquer un lubrifiant tel que du graphite sur les pas
de vis des contre-boulons pour faciliter leur serrage.
Pour mieux illustrer l'utilité de l'invention, on supposera qu'il est utilisé un ensemble de fixation 15 constitué par une série de contreboulons de 38,1 mm, présentant 2,36 filets par cm. Dix contre-boulons peuvent
être disposés sur un cercle de boulons de l'élément d'écrou.
Lorsque tous les contre-boulons sont serrés avec un couple de 8,28 m-kg, la partie de tige 17 de la fixation est serrée à une contrainte maximum de 6538 kg/cm2. A titre de comparaison, par exemple, le couple de torsion nécessaire pour obtenir le niveau de contrainte maximum avec un écrou standard est de 373 m-kg, et cela nécessite une force de 122 kg appliquée à un bras de levier de 3,05 m de la clé de serrage. Ce même niveau de serrage peut être obtenu en appliquant une force de 27,18 kg sur le bras de levier de 0,3 m d'une clé de serrage, ce couple étant appliqué à chacun des 10 contre-boulons. Dans cet exemple, la force de blocage totale maximum appliquée au rebord en utilisant l'ensemble de fixation selon l'invention, est de 54,36 tonnes. A titre d'autre exemple, il peut être utilisé des contre-boulons de 88,9 mm à 1,57 filets par cm, avec 16 contre-boulons dans l'élément d'écrou. La fixation peut être serrée à une pression de 6749 kg/cm2 en appliquant à chaque contre-boulon un couple de 66,24 m-kg, ce qui peut être obtenu en appliquant une force de 21,74 kg à un bras de levier de 3,05 m de la clé de serrage. A titre de comparaison, un couple de 5520 m-kg devrait être appliqué au même élément d'écrou de cet ensemble de fixation, ce qui représenterait un couple de torsion trop élevé pour être
appliqué directement par une clé.
Les figures 2A et 2B illustrent une autre forme de réalisation d'un dispositif de fixation 22 destiné à fixer une structure, dont une partie est identifiée par la référence 23, sur une fondation 24. la structure 23 comporte une ouverture convenable dans laquelle passe la partie de tige 25. L'extrémité en saillie de la partie de tige 25 est munie d'un pas de vis sur lequel est vissé un collier 26 se présentant, comme cela apparaît en figure 2B, sous la forme d'un manchon annulaire. Le centre des cercles concentriques du boulon est situé de manière à coincider avec l'axe des filets du collier 26. Un ensemble décalé ou alterné de trous taraudés, est prévu dans le collier, et un contre-boulon 27 vient se visser dans chacun de ces trous taraudés. Chaque contre-boulon comporte une partie filetée se prolongeant par une tige cylindrique allongée 27A. Cette tige est supportée par le trou percé dans l'écrou, de manière à éviter tout gauchissement suivant la longueur de la tige. L'extrémité de la tige est, de préférence, munie d'une partie chanfreinée sortant du collier 26 pour venir en contact avec un anneau 28 pouvant être raccourci pour mieux supporter la force de blocage développée par les contre-boulons comprimant cet anneau contre la structure 23. L'anneau 28 peut être réalisé dans un métal ou autre matériau relativement mou, de façon que ce matériau de l'anneau se déforme sous l'effet de la force appliquée par les contre-boulons, en évitant ainsi les déformations des faces d'extrémité des contre-boulons
venant en contact avec l'anneau.
L'extrémité de chaque contre-boulon opposée à la partie chanfreinée, sort de l'anneau et comporte une tête destinée à recevoir une cavité couplée à une clé de torsion convenable. A titre de simple exemple, on utilise 24 contre-boulons disposés dans le rebord, à raison de 12 contre-boulons espacés autour de chacun des centres de boulons, dans une disposition alternée. Il est évident que le nombre de contre-boulons à placer dans un élément de collier donné, est choisi suivant la contrainte de serrage
qu'on veut appliquer à la partie de tige de la fixation.
Les contre-boulons peuvent être disposés sur un cercle de boulons unique, mais il peut être également utilisé deux ou plusieurs cercles de boulons pour recevoir un nombre
voulu de contre-boulons.
Les figures 3A et 3B représentent une troi-
sième forme de réalisation de l'ensemble de fixation selon l'invention, cette dernière forme de réalisation étant différente de celle déjà décrite en ce que les contre-boulons
30 viennent s'engager dans des ouvertures taraudées répar-
ties sur un cercle de boulons situé sur la partie de tête d'un boulon classique 32. Le boulon représenté en figure
3A fait partie d'une fixation pour élément de machine 33.
Une partie de tige 34 de l'élément de boulon traverse une ouverture de l'élément de machine et fait saillie dans une fondation dans laquelle elle est fixée de manière convenable bien connue. Comme indiqué en figure 3B, les contre-boulons sont réalisés sous la forme de vis à tête creuse, les parties en creux se situant à leurs extrémités faisant saillie sur
la tête de la fixation. Les extrémités opposées des contre-
boulons sont chanfreinées et viennent s'engager sur un
anneau de support en acier durci 35.
La figure 4 représente une autre forme encore de réalisation de l'invention dans laquelle un ensemble de fixation 40 fait partie d'un ensemble de cylindres des- tiné à être utilisé dans un laminoir à deux cylindres superposés. Le laminoir comprend des bottiers de laminoir séparés 41 et 42 munis chacun de fenêtres dans lesquelles viennent se placer des étranglements de coussinets portant des paliers de roulement montés sur des tourillons montés aux extrémités opposées des ensembles de cylindres supérieur et inférieur 44 et 45. Une partie d'extrémité de chacun des ensembles de cylindres pénètre dans les éléments
d'accouplement 47 d'arbres couplés à un dispositif d'en-
trainement placé d'un côté du laminoir. Un plongeur à vis est prévu dans les bottiers de iaminoir pour régler l'un des ensembles de cylindres par rapport à l'autre. Les
cylindres sont maintenus séparés par des cylindres d'équi-
librage, non représentés. Chaque ensemble de cylindres comprend des arbres séparés 48 et 49 montés dans des paliers de roulement venant se loger dans des_étranglements
de paliers respectifs 50 et 51. Un arbre de tension 52 pré-
sente une extrémité filetée se vissant dans un pas de vis formé dans une ouverture de l'arbre 48, et traverse une
ouverture de l'arbre 49.
L'arbre 52 est centré et supporté par un collier 54 monté sur un arbre 52 dans l'ouverture de l'arbre 48. Une partie d'extrémité filetée fait saillie extérieurement au délà de la partie de collier 54, et le
pas de vis de cette partie filetée est vissé dans un file-
tage du rebord 55. Un anneau durci 56 est placé entre le rebord 55 et l'arbre 49. Cet anneau peut être réalisé dans un matériau relativement mou si on le désire, de manière
à empêcher les déformations des extrémités des contre-
boulons, comme décrit ci-dessus. Le rebord est muni d'un certain nombre de trous taraudés espacés, recevant chacun un contre-boulon 57. Un manchon de rouleau 59 comporte un trou central agrandi, suffisamment grand pour former un intervalle annulaire entre le manchon de rouleau et l'arbre de tension. Les surfaces d'extrémité opposées du manchon de cylindre comportent une surface de support annulaire 60 et une surface de blocage conique évasée vers l'extérieur
61 s'engageant dans des surfaces correspondantes des arbres.
La force de serrage pouvant être développée par les contre-boulons, est suffisante pour maintenir les arbres étroitement bloqués au manchon de cylindre, même lorsque l'ensemble de cylindres est soumis.à une force de séparation considérable se présentant au moment de l'opération de laminage. Les forces de laminage sont transmises par le manchon bien qu'il ne soit supporté qu'à ces extrémités par les arbres. Un intervalle ou espacement est prévu entre le manchon et l'élément de tension, cet espace étant suffisamment important pour
qu'il n'existe aucun contact entre les deux éléments.
La figure 5 représente une autre forme de réalisation de l'invention utilisant un ensemble de rouleaux de butée pour laminoir à quatre cylindres. Comme cela est bien connu de l'art antérieur, deux ensembles de rouleaux de butée sont supportés par des bottiers de laminoir séparés, de manière à transmettre les efforts de laminage entre des rouleaux de travail de diamètre relativement petit et les bottiers de laminoir. L'ensemble de rouleaux de butée représenté en figure 5 comprend des étranglements de paliers séparés 60 et 61, supportant chacun des ensembles de paliers montés respectivement sur des arbres 62 et 63. L'arbre 62 comporte un alésage central agrandi par un contre-trou taraudé recevant la partie d'extrémité filetée d'une tige de tension 64. la tige de tension pénètre, par une ouverture centrale, dans l'arbre 63 ou cette tige est maintenue dans une position centrale par un collier 65. Une extrémité de la tige de tension sort de l'arbre 63 et comporte un pas de vis se
vissant dans un pas de vis correspondant d'un collier 66.
Un anneau durci 67 est monté entre l'arbre 63 et le collier, de manière à recevoir les extrémités d'un certain nombre de contre-boulons 68. Dans le même but que ci-dessus, l'anneau durci peut être remplacé par un anneau en métal
relativement mou.
Dans un simple but d'illustration, on supposera qu'on utilise entre 200 et 250 contre-boulons répartis sur six cercles différents concentriques, de manière à serrer une tige de tension 64 présentant un diamètre nominal d'environ 0,38 m. Les contre-boulons peuvent développer une force d'au moins 2718 tonnes, et pouvant atteindre 5436 tonnes, sur la tige de tension ce qui est suffisant pour supporter une charge de laminage nominale de 5436 tonnes sur le manchon de cylindre. Cela représente plus de 300 % de la charge de laminage qu'on
pouvait obtenir par les procédés selon l'art antérieur.
Le manchon de cylindre peut présenter un diamètre extérieur
nominal de 1,27 m, et une longueur de 2,184 m. Les extré-
mités opposées du manchon de cylindre sont supportées par les arbres de la même manière que celle décrite ci-dessus
en se référant à la forme de réalisation de la figure 4.
La figure 6 représente une autre forme encore de réalisation de l'invention illustrant un dispositif de laminoir utilisant une paire d'ensembles de cylindres à rainures coopérant ensemble 70 et 71. Ces ensembles de cylindres coopèrent pour former un intervalle de cylindres présentant une configuration carrée. Les ensembles de cylindres comprennent chacun un collier de cylindre 72 monté sur une partie d'extrémité d'un arbre 73 placée en porte à faux par rapport à une boite de coussinets 74
dans laquelle un palier anti-friction 75 supporte l'arbre.
Entre le collier 72 et l'arbre 73 se trouve un manchon annu-
laire conique 76 s'enfonçant dans un intervalle conique compris entre le collier de cylindre et l'arbre, grace à un certain nombre de contreboulons 77 répartis sur un cercle de boulons formé sur un collier d'écrou 78. Le collier 78 comprend une partie centrale taraudée dans laquelle est vissé un pas de vis prévu sur l'extrémité de l'arbre 73. Pour faciliter le montage et le démontage des manchons de rouleaux sur les arbres, le manchon 76 présente un angle d'ouverture relativement grand, de 12 par exemple. Les contre-boulons de serrage 77 peuvent être serrés par des couples de torsion relativement faibles, de manière à serrer étroitement le manchon conique--entre le
collier 72 et l'arbre 73.
Les figures 7 à 11 représentent d'autres formes de réalisation d'un appareil de fixation selon l'invention destiné à monter un coussinet antifriction 81 sur la surface de siège de coussinet d'un arbre 82. Un chemin de roulement intérieur 83 du coussinet de roulement est poussé contre une surface d'épaulement classique formée sur l'arbre 82, au moyen d'un ensemble de fixation. En figure 7, l'ensemble de fixation comprend un anneau 84 muni d'un certain nombre de trous taraudés:percés sur un cercle de boulon à une certaine distance les uns des autres,
ces trous taraudés étant parallèles à l'alésage de l'anneau.
Des contre-boulons 86 se présentant sous la forme de vis de réglage à cavité, sont vissés dans les trous taraudés de façon que leurs extrémitéssortent de l'anneau pour venir en contact avec le chemin de roulement intérieur 83 du
coussinet, comme indiqué par la figure. Un anneau d'encli-
quetage 85 est placé dans une rainure située à l'extrémité
de l'arbre, de manière à former une surface de butée empê-
chant le déplacement de l'anneau 84 par rapport à l'arbre
lorsqu'on serre les contre-boulons.
Dans la forme de réalisation de la figure 8, un anneau 87 est percé de trous taraudés comme indiqué précédemment en figure 7, de manière à recevoir des contre-boulons 88 se présentant sous la forme de vis à tête creuse. L'anneau 87 est maintenu en place sur l'arbre 8Z par un anneau d'encliquetage 89 s'adaptant dans une ouverture circulaire, de manière à s'engager sur une partie de l'anneau 87 lorsqu'on serre les contreboulons 88 avec
le couple voulu.
En figure 9, un anneau 90 est percé de trous taraudés, comme indiqué et décrit ci-dessus en figure 7. Des contre-boulons 91 sont munis de parties de tiges
se vissant dans les trous taraudés de façon que les extré-
mités de ces contre-boulons sortent de l'anneau 90 pour venir en contact avec le chemin de roulement intérieur d'un coussinet 81. L'anneau 90 est retenu sur l'arbre, contre la force développée par les contre-boulons, par un anneau
à double fente 92 présentant une section carrée ou rectan-
gulaire. Les parties de tête creuse des contre-boulons 91, sont percées d'ouvertures transversales par rapport à la longueur des contre-boulons, et une certaine longueur de fil est introduite dans les ouvertures de ces différents contre-boulons pour les relier ensemble et empêcher une rotation intempestive dans les pas de vis du collier après qu'on ait serré les contre-boulons pour obtenir la force voulue sur le chemin de roulement intérieur du coussinet
de roulement.
En figure 10, l'anneau 93 est percé de trous taraudés disposés sur un cercle de boulons de la même manière que celle décrite dans la forme de réalisation de la figure 7, et une vis à tête creuse est vissée dans chacun des trous taraudés. L'alésage intérieur de l'anneau est muni d'ergots
en saillie séparés les uns des autres par un certain inter-
valle, de manière à former une partie de liaison à baïonnette.
La partie d'extrémité de l'arbre 82 est munie de fentes moletées réparties sur la circonférence de celui-ci, de façon qu'une fente de l'arbre puisse recevoir un ergot en saillie de l'anneau 93. On fait avancer l'anneau vers le coussinet de roulement jusqu'à ce que l'ergot vienne se loger dans une cavité 94, et l'on fait ensuite tourner l'anneau 93 de façon que l'ergot de cet anneau et un ergot placé sur l'arbre viennent réciproquement en contact. Les vis de réglage à tête creuse sont ensuite serrées jusqu'à la valeur voulue pour appliquer une force de grandeur voulue sur le chemin de roulement intérieur du coussinet
de roulement.
En figure 11, un anneau 95 est percé de trous taraudés sur un cercle de boulons, comme indiqué et décrit dans le cas de l'anneau de roulement 84 de la figure 7. L'anneau 95 est, en outre, muni de trous taraudés radiaux dans lesquels vient se visser une vis de réglage à tête creuse 96 avançant le long du pas de vis de l'anneau jusqu'à ce que son extrémité sorte de l'anneau pour pénétrer dans un trou taraudé de l'arbre 82. Les vis 96 forment un élément de liaison compris entre l'anneau 95 et l'arbre
82, de manière à empêcher l'anneau 95 de tourner. Les contre-
boulons 85 sont placés dans des trous taraudés disposes sur un cercle de boulons, de façon que ces trous ne viennent pas couper les trous taraudés contenant des vis 96. L'anneau est retenu sur l'arbre 82 par un anneau 92, de la même
manière que celle-décrite ci-dessus dans la forme de réa-
lisation de la figure 9.
La figure 12 représente un arbre 100 sur lequel viennent se monter, à une certaine distance l'un de l'autre, une poulie 101 et un ensemble de coussinets de roulement. Des ensembles de fixation 103 et 104 sont montés sur l'arbre 100 des deux côtés de la poulie 101, et un ensemble de fixation 195 associé à une plaque de retenue 106, sont montés sur l'arbre 100 des deux côtés de l'ensemble de coussinets de roulement 102. La plaque de retenue est fixée à l'arbre par une tige 107 traversant une ouverture diamétrale de la plaque de retenue et une ouverture alignée percée dans l'arbre 100. De la même manière, les ensembles de fixation 103, 104 et 106 sont
fixés à l'arbre 100 par une tige 107.
Chacun des ensembles de fixation comprend un anneau 108 muni de trous taraudés percés sur un cercle de boulons, et recevant chacun un contreboulon 108. Dans la forme de réalisation de l" figure 12, les contreboulons sont constitués par des vis à tête creuse. Les extrémités des contre-boulons sortent des anneaux 103 et 104 pour
venir en contact avec une partie annulaire de la poulie.
On serre les contre-boulons à la valeur voulue pour bloquer la poulie 101 entre les ensembles de fixation, avec une force suffisante pour empêcher la rotation de cette poulie sur l'arbre 100. les contre-boulons 108 vissés dans l'anneau
105 sont serrés avec une force suffisante pour que l'en-
semble de coussinets de roulement 102 soit comprimé entre l'anneau 105 et l'anneau 106, de façon que cet ensemble de coussinets de roulement ne puisse se déplacer dans la
direction axiale le long de l'arbre 100.
La figure 13 représente une coupe typique de l'un quelconque des anneaux 103, 104 et 105. Comme l'indique la figure, deux contre-boulons sont utilisés dans chaque anneau, bien qu'on puisse, si on le désire, utiliser trois contre-boulons ou plus. La figure 14 représente une variante des ensembles de fixation 103, 104, et 105. Cette variante prévoit que les vis à tête creuse sont vissées
dans un pas de vis formé dans une ouverture disposée diamé-
tralement. On fait tourner les Vis à tête creuse de façon que leurs extrémités pénètrent dans les ouvertures taraudées
de l'arbre 101.
Les figures 15 et 16 représentent une autre forme encore de réalisation d'un ensemble de fixation selon l'invention, dans lequel un élément de coussinet 111 est poussé contre un épaulement, non représenté, par un ensemble de fixation comprenant un anneau 112 divisé circulairement
62 1 8 2
en deux parties, comme indiqué en figure 16. Des trous taraudés sont percés dans l'anneau à une certaine distance les uns des autres, de manière à recevoir des vis à tête creuse qu'on peut faire tourner en leur appliquant un couple de torsion suffisant pour serrer le coussinet 111 contre son épaulement de support, et pour amener l'anneau contre une partie de collier 113 formée sur une extrémité de l'arbre 114. Les parties séparées de l'anneau 112 sont fixées ensemble par des vis à tête creuse 115 vissées dans les trous taraudés de la partie d'anneau 112B pour pénétrer dans les trous taraudés de la partie d'anneau 112A. Grâce à cette construction, il n'est pas nécessaire d'utiliser un anneau d'encliquetage ou toute autre forme de dispositif de retenue tel que ceux illustrés et décrits
aux figures 7 à 11.
Aux figures 17 et 18, est utilisé un ensemble de fixation muni de contreboulons vissés dans des ouvertures d'un anneau 116, de la même manière que
celle déjà représentée et décrite aux figures 15 et 16.
Un trait de scie est formé dans l'anneau 116 de façon à permettre de bloquer cet anneau sur un arbre 117 au moyen d'une vis à tête creuse 118, dans une position voulue sur l'arbre. Les figures 19, 19A et 19B, représentent un dispositif de fixation destiné à fixer une poulie 120 sur un arbre 121. Les extrémités opposées de l'arbre 121
sont supportées par des ensembles de coussinets 122 et 123.
Un anneau d'espacement 124 est monté sur les deux côtés opposés de la poulie. Dans l'ensemble de coussinets 123 se trouve un coussinet antifriction 125 muni d'un chemin de roulement intérieur venant buter, par une face, contre
l'anneau 124 et, par l'autre face, contre un anneau d'encli-
quetage 126. L'anneau extérieur du coussinet anti-friction est monté dans Un bottier 123A. L'ensemble de coussinets 122 comprend un coussinet antifriction 127 muni d'un chemin de roulement intérieur venant buter, par une face, contre l'anneau 124, et comportant, sur l'autre face, un ensemble de fixation 128. Un ensemble de fixation 129 est monté dans une boite de coussinets 122A, de-manière à pousser le chemin de roulement extérieur de l'ensemble de coussinets
contre un épaulement formé dans la botte de coussinets.
Comme indiqué en figure 19A, l'ensemble de fixation 127 comprend un anneau 130 réalisé de la même manière que l'anneau 84 décrit ci-dessus et représenté en figure 7. On fait tourner les contre-boulons 86 de l'ensemble de fixation avec un couple voulu, de façon que leurs extrémités sortant de l'anneau viennent s'engager contre le chemin de roulement intérieur de l'ensemble de
coussinets. L'anneau 130 s'engage contre un anneau d'encli-
quetage 131 placé dans une rainure convenable ménagée dans
une partie d'extrémité de l'arbre 121.
La figure 19B représente un ensemble de fixation 129 mettant en oeuvre une construction analogue à celle de l'ensemble de fixation 127, sauf qu'il est utilisé une cavité dans une face d'extrémité de celle-ci pour recevoir un anneau de retenue 132 se plaçant dans une cavité convenable formée dans la boite de coussinets
122A. Les contre-boulons de chacun des ensembles de fixa-
tion 127 et 129 peuvent être serrés à la valeur voulue
de façon que les chemins de roulement intérieur et exté-
rieur respectifs de l'ensemble de coussinets viennent s'appuyer contre la boite de coussinets. De cette manière, le chemin de roulement extérieur peut se bloquer dans la boite de coussinets, et il est possible de serrer le chemin de roulement intérieur pour obtenir la force de blocage voulue entre les anneaux 124,-la poulie 120, et
le chemin de roulement intérieur 125.
La figure 20 représente un boulon de fixa-
tion 140 comportant une partie de tige pénétrant dans une fondation, et une partie d'extrémité filetée 141 vissée
6 2 1 8 2
dans un pas de vis formé dans un trou de l'anneau 142
faisant partie d'un ensemble de fixation selon l'invention.
Un certain nombre de trous taraudés sont percés sur des cercles de boulons concentriques, à une certaine distance les uns des autres, et un contre-boulon 143 est vissé
dans chacun de ces trous taraudés.
Dans la forme de réalisation de la figure , les contre-boulons se présentent sous la forme de vis à tête creuse dont les extrémités sortent de l'anneau 142
pour venir en contact avec l'un de deux éléments de ron-
delles 144 et 145. Ces éléments de rondelles sont à leur tour portés par une entretoise susceptible de s'enfoncer 146, cette entretoise étant placée sur un élément 147. Cet élément 147 peut faire partie d'une machine ou de n'importe
quel élément bien connu devant être ancré dans une fonda-
tion ou dans une structure de support. Les rondelles 144
et 145 sont réalisées dans un matériau de dureté prédé-
terminée en fonction des forces nécessaires pour supporter l'élément 147. Ces rondelles sont réalisées dans un matériau suffisamment dur tel qu'un métal ou une matière plastique, de manière à pouvoir supporter la charge qui leur est appliquée par les contre-boulons, sans s'enfoncer sous
l'effet de cette charge.
Au contraire, ces rondelles peuvent être suffisamment molles pour que le métal des faces d'extrémité des contre-boulons ne se déforme pas sous l'effet de la charge appliquée. Il est également important d'éviter la destruction des trous taraudés de l'anneau 142 si l'on applique un couple de torsion excessif à l'un ou plusieurs des contre-boulons. De cette manière, les rondelles peuvent
céder sous l'effet d'une charge excessive.
L'entretoise 146 comprend une joue et des parties de rebord 146A qui se brisent ou se cisaillent
lorsque l'entretoise est soumise à une charge excessive.
Cette entretoise évite ainsi d'endommager les autres parties.
De plus, l'entretoise peut être découpée, par exemple au chalumeau, lorsque les pas de vis des contre-boulons sont rendus partiellement inutilisables par suite de la rouille ou autres attaques. De telles conditions des contre-boulons peuvent se présenter au bout d'une période d'utilisation prolongée de l'ensemble de fixation. Ainsi, en libérant l'ensemble de fixations de la force de blocage qui peut être très importante, il est facile de faire tourner les
contre-boulons pour retirer et entretenir le manchon 142.
RE V E N D I C A T IONS
1 ) Dispositif pour serrer une fixation, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de tige terminée par un rebord muni d'un certain nombre de trous répartis à intervalles réguliers autour de la partie périphérique de ce rebord de manière à recouvrir un élément de support, et un certain nombre de contre-boulons vissés dans ces trous pour être soumis chacun à un couple de torsion, ces contre-boulons comportant une partie d'extrémité sortant des trous pour venir s'appuyer contre l'élément de support de manière à développer un effort suffisant pour serrer la partie de tige en appliquant une force de réaction de compression sur l'élément de support, par
application d'un couple de torsion aux contre-boulons.
2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support comprend un
tourillon pour laminoir.
3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support comprend un manchon conique destiné à retenir un collier de rouleau
sur un arbre de laminoir.
4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation est constituée par un boulon présentant une partie de tête agrandie définissant
le rebord.
) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rebord est constitué par un
élément d'écrou vissé sur la tige.
6 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rebord comporte un certain nombre de trous répartis sur des cercles de boulons de diamètres différents. 7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support comporte une rondelle présentant une face de dureté prédéterminée, de -24
manière à empêcher la déformation des surfaces des contre-
boulons en contact avec celle-ci.
8 ) Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le rebord comprend un collier muni-
d'une ouverture destinée à recevoir une partie de la tige, l'appareil comprenant, en outre, des moyens de retenue
destinés à fixer le collier sur la tige.
9 ) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyensde retenue sont constitués
par un élément de retenue monté dans une cavité de la tige.
) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de support est constitué
par un coussinet anti-friction.
) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de retenue comprennent des projections prévues sur le collier et sur la tige
pour former une liaison à baïonnette démontable.
12 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une entretoise
entre les contre-boulons et l'élément de support.
13 ) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'entretoise comprend une Joue et des parties de rebord destinées à se briser et à se cisailler
en cas de charges excessives.
14 ) Dispositif selon la revendication 1, pour serrer des arbres espacés contre les côtés opposés d'un manchon, de manière à constituer une partie d'un ensemble de rouleaux, caractérisé en ce qu'il comprend une
fixation adhérant à une extrémité de ces arbres et compor-
tant une partie de tige traversant une ouverture de l'autre arbre, avec une partie d'extrémité d'ancrage faisant saillie sur celle-ci, un rebord comportant un certain nombre de
trous répartis à intervalles réguliers sur la partie péri-
phérique extérieure.de ce rebord pour recouvrir l'autre arbre et un certain nombre de contre-boulons se vissant dans ces trous de manière à être soumis séparément au couple de torsion, ces contre-boulons comportant des parties d'extrémités sortant des trous de manière à venir contre l'autre arbre pour développer un effort suffisant pour serrer la partie de tige en appliquant une force de réaction de compression contre l'autre arbre lorsque les
contre-boulons sont serrés.
) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les arbres comprennent des surfaces de support de manchon annulaire, et une surface conique superposée destinée à s'engager en compression sur le manchon.
) Dispositif selon la revendication 14,-
caractérisé en ce que le rebord est constitué par un écrou
vissé sur la partie d'extrémité d'ancrage.
) Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les différents trous sont espacés sur un certain nombre de cercles concentriques dont les
* centres correspondent à l'axe longitudinal de l'arbre.
18 ) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des étranglements de
coussinets pour supporter les arbres.
19 ) Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le manchon est comprimé entre les arbres de manière à résister à des forces de laminage
radiales perpendiculaires à la longueur de l'arbre.
) Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la tige est séparée du manchon par
un intervalle annulaire.
21 ) Ensemble de rouleaux selon la reven-
dication 14, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon de rouleau tubulaire à extrémité opposée destinée à être supportée par des arbres comportant chacun une surface de support de coussinet, une tige de tension reliée à un arbre et pénétrant dans le manchon par une ouverture ménagée dans
2562 18'2
l'autre arbre, et des moyens reliés à l'autre arbre et à la tige de tension pour serrer les arbres contre les côtés
opposés du manchon de rouleau.
22 ) Ensemble de rouleaux selon la reven-
dication 19, caractérisé en ce que les moyens sont cons- titués par un rebord prévu sur une extrémité de la tige de tension sortant de l'autre arbre, ce rebord comportant un certain nombre d'ouvertures destinées chacune à recevoir
la partie filetée d'un ou plusieurs contre-boulons filetés.
FR858504795A 1984-03-30 1985-03-29 Dispositif pour serrer mecaniquement une fixation de type a boulon Expired FR2562182B1 (fr)

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