FR2950631A1 - Rouleau de ligne de recuit haute temperature. - Google Patents

Abstract

Rouleau (100) pour ligne de recuit haute température comprenant une enveloppe cylindrique (120) et au moins une fusée (130; 140) en matériau métallique montée à une des extrémités de l'enveloppe cylindrique, ladite au moins une fusée comprenant un mandrin (131; 141) apte à entraîner en rotation l'enveloppe cylindrique (120). L'enveloppe cylindrique (120) est en matériau composite thermostructural. Le rouleau (100) comprend en outre au moins un élément de maintien (150; 160) de l'enveloppe (120) sur la fusée (130; 140), ledit élément comprenant une couronne ou une pluralité de segments de couronne (151, 152; 161, 162) fixés sur une extrémité de ladite enveloppe, chaque couronne ou segment de couronne étant prolongé par au moins une languette élastique (153; 163) dont l'extrémité est en appui sur la fusée.

Description

Arrière-plan de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine des rouleaux de utilisés pour le transport, le guidage ou le façonnage de produits industriels et destinés à être soumis à des températures et gradients de température importants. L'invention concerne particulièrement, mais non exclusivement, des rouleaux pour lignes de recuit très haute température comme celles utilisées pour la fabrication d'acier au silicium très haute performance et dans lesquelles des températures supérieures à 1100°C sont atteintes.

Les tôles d'acier ayant très peu de tenue à de telles températures et une traction de la bande n'étant pas envisageable, il est donc nécessaire d'avoir un supportage très resserré de la bande afin d'éviter son fluage et assurer son guidage. Par conséquent, la ligne de recuit très haute température doit comporter un rouleau tous les 0,5 m à 2 m, ce qui représente un nombre de rouleaux important. Chacun de ces rouleaux est en outre motorisé et l'ensemble de ces derniers synchronisé afin d'accompagner le déplacement de la bande sans effort de traction et frottements. Les rouleaux utilisés dans ce type de ligne de recuit ont typiquement des diamètres, par exemple mais non exclusivement, de l'ordre de 100 mm et généralement inférieur à 500 mm, et une table de longueur comprise en général entre 500 mm et 3000 mm. Les rouleaux utilisés dans ce type d'industrie sont en général réalisés en acier réfractaire avec des protections de surface (type zircone) mais ne permettent pas de dépasser 1100°C dans les lignes de recuit et doivent être remplacés fréquemment (tous les mois en général) en raison de leur usure. Des rouleaux en céramique ou en graphite permettant des températures plus élevées sont en général utilisés. Cependant, ces rouleaux sont relativement fragiles, ce qui limite leur durée de vie. 1 L'invention concerne également les rouleaux présents dans des lignes de recuits de tôles d'acier traitées à des températures plus basses, typiquement entre 600°C et 900°C, mais qui sont soumises à des tractions importantes. Pour ce type de traitement, les rouleaux en acier sont couramment utilisés mais, de par leur coefficient de dilatation significatif, ils peuvent se déformer sous l'effet de la température, ce qui peut conduire dans certains cas à des formations de plis dans la tôle (communément appelés "heat buckles") ou à un mauvais guidage de celle-ci (déviation). Dans ce cas, ces rouleaux sont généralement d'un diamètre plus important, typiquement entre 500 mm et 1000 mm, la table pouvant atteindre 2000 mm.

Objet et résumé de l'invention La présente invention a pour but de proposer une nouvelle structure de rouleau apte à fonctionner à des températures importantes, notamment supérieures à 1100°C, et ce avec une résistance mécanique supérieure à celle des rouleaux de l'art antérieur. L'invention vise également à proposer des rouleaux dont la géométrie extérieure ne varie pas sous l'effet de fortes températures et/ou lors de changements rapides de température, le rouleau ayant en outre une conception qui permet de remplacer les rouleaux existants sans modification des installations. A cet effet, la présente invention concerne un rouleau de ligne de recuit haute température comprenant une enveloppe cylindrique et au moins une fusée en matériau métallique montée à une des extrémités de l'enveloppe cylindrique, la ou les fusées comprenant un mandrin apte à entraîner en rotation l'enveloppe cylindrique, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique est en matériau composite thermostructural et en ce que le rouleau comprend en outre au moins un élément de maintien de l'enveloppe sur la fusée, ledit élément comprenant une couronne ou une pluralité de segments de couronne fixés sur une extrémité de ladite enveloppe, chaque couronne ou segment de couronne étant prolongé par au moins une languette élastique dont l'extrémité est en appui sur la fusée.

L'enveloppe cylindrique du rouleau de l'invention, à savoir le corps du rouleau destiné à supporter les tôles à de hautes températures, est réalisée en matériau composite thermostructural. Grâce aux excellentes performances thermiques, mécaniques et thermomécaniques des matériaux composites thermostructuraux, le rouleau de l'invention est apte à fonctionner à des températures supérieures à celles supportées par l'acier, c'est-à-dire des températures supérieures à 1100°C et pouvant aller jusqu'à 1300°C, et ce sans la fragilité présentée par la céramique ou le graphite.

Les matériaux composites thermostructuraux présentent en outre des caractéristiques structurales (renfort fibreux densifié par une matrice) suffisantes pour résister aux charges supportées par les rouleaux de l'art antérieur. En outre, ces matériaux et en particulier le matériau composite C-C présente un faible coefficient de dilatation thermique permettant d'éviter à l'enveloppe de se déformer sous l'effet de températures élevées et conserver la géométrie externe du rouleau lors des montées ou descentes en température. Ces caractéristiques combinées sont aussi particulièrement intéressantes pour fabriquer des rouleaux équipant les lignes de recuit de tôles traitées sous forte tension et hautes températures car elles permettent de limiter les risques de "heat buckles" et de déviation. Par ailleurs, pour permettre l'adaptation du rouleau de la présente invention dans les installations existantes (par exemple dans des installations de recuit en continu de tôles), le rouleau de l'invention conserve un élément de support axial en matériau métallique comprenant une ou deux fusées pour le support et/ou l'entraînement du rouleau. Ainsi, les parties (paliers, arbres d'accouplement, etc.) des installations destinées à coopérer avec les rouleaux n'ont pas besoin d'être modifiées pour recevoir les rouleaux de l'invention, ce qui permet un échange standard des rouleaux existants par des rouleaux selon l'invention. Par ailleurs, compte tenu de la faible masse et de la faible inertie du rouleau de l'invention par rapport aux rouleaux en acier, les puissances nécessaires à leur entraînement sont nettement inférieures. Toutefois, la ou les fusées étant en matériau métallique, elles possèdent un coefficient de dilatation thermique plus élevé que celui de l'enveloppe cylindrique, ce qui entraîne des dilatations différentielles entre ces éléments et l'enveloppe. Afin d'éviter des déformations de l'enveloppe cylindrique sous l'effet des dilatations de la ou des fusées, l'enveloppe est maintenue sur chaque fusée au moyen d'un élément comprenant une ou plusieurs languettes élastiques en appui sur la fusée. Cette liaison élastique entre l'enveloppe cylindrique et les fusées permet de compenser les dilatations différentielles entre ces éléments aussi bien axialement que radialement. Selon un aspect de l'invention, chaque fusée comprend en outre un arbre d'entraînement relié au mandrin par une portion tronconique, la ou les languettes élastiques de chaque couronne ou segment de couronne étant en appui sur la portion tronconique. La pente formée par la portion tronconique permet d'assurer des efforts de maintien suffisants par les languettes élastiques qu'elles que soient les sollicitations (en particulier thermiques) rencontrées. Selon un mode de réalisation et afin de permettre l'entraînement en rotation de l'enveloppe par la ou les fusées, le mandrin de chaque fusée comprend une pluralité de dents et de cannelures en prise respectivement avec des cannelures et des dents de l'enveloppe.

Dans ce cas, on ménage de préférence un premier un jeu radial à froid entre le sommet des dents de chaque mandrin et le fond des cannelures de l'enveloppe ainsi qu'un deuxième jeu radial à froid entre le sommet des dents de l'enveloppe et le fond des cannelures de chaque mandrin. Ainsi, l'enveloppe cylindrique est couplée mécaniquement à la ou les fusées dans une configuration apte à compenser les dilatations différentielles entre ces éléments, ce qui permet d'assurer l'entraînement en rotation de l'enveloppe cylindrique sans risque de déformation de l'enveloppe. Les dents et cannelures en vis-à-vis présentent des bords radiaux droits ou inclinées, formant, dans ce dernier cas, une configuration de type trapézoïdale plus stable pour auto-centrage du cylindre et des manchons. Selon un aspect de l'invention, le rouleau comprend en outre un élément annulaire de renfort disposé autour de chaque couronne du ou des éléments de maintien. L'élément annulaire de renfort permet d'assurer la fixation des couronnes sur l'enveloppe notamment vis-à-vis des forces centrifuges et des vibrations auxquelles est soumis le rouleau en fonctionnement. Chaque élément annulaire de renfort peut être formé d'un collier élastique en matériau métallique précontraint ou d'un collier ou d'une bague en un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique identique ou légèrement supérieur au matériau des couronnes. Selon un autre aspect de l'invention, l'enveloppe cylindrique est réalisée en matériau composite carbone-carbone (C-C) qui présente à la fois un coefficient de dilatation thermique faible et une bonne conductivité thermique. D'autres matériaux composites thermostructuraux présentant un rapport coefficient de dilatation thermique/conductivité thermique proche de 0 peuvent également être utilisés pour réaliser l'enveloppe cylindrique. L'enveloppe cylindrique peut comprendre en outre sur sa surface externe, par exemple, une couche de carbure de chrome ou de zircone, qui permet de prévenir une carburation des produits en contact avec le rouleau (par exemple des tôles).

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un rouleau pour ligne de recuit haute température selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 1A est une d'une partie du rouleau de la figure 1 montrant une variante de réalisation d'un élément annulaire de renfort ; - la figure 2 est vue une éclatée du rouleau de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon le plan III-III de la figure 4 ; - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie du rouleau de la figure 1 ; - les figures 5 et 6 sont des vues en perspective respectivement de deux mode de réalisation de l'élément de maintien élastique selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation

Un domaine particulier mais non exclusif d'application de l'invention est celui des installations ou lignes de recuit en continu dans 10 lesquelles on traite des bandes de tôles métalliques, telles que des tôles d'acier très haute performance, à des températures supérieures à 1100°C. Les figures 1 et 2 illustrent un rouleau 100 conformément à un mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé indifféremment pour le transport, le guidage ou le façonnage de bande de tôles métalliques 15 dans des lignes de recuit. Le rouleau 100 comprend une table ou enveloppe cylindrique 120 et deux fusées 130 et 140 montées à chacune des extrémités de l'enveloppe cylindrique. Afin d'assurer un fonctionnement fiable à des températures 20 supérieures à 1200°C, qui ne sont pas supportables sans déformation pour des rouleaux métalliques, et ce tout en ayant une résistance mécanique supérieure à celle des céramiques ou du graphite, l'enveloppe cylindrique 120 est constituée d'une pièce axisymétrique 121 réalisée en matériau composite thermostructural, de préférence en matériau composite 25 carbone/carbone (C-C) qui, de façon connue, est un matériau formé d'un renfort en fibres de carbone densifié par une matrice en carbone. Les matériaux composites thermostructuraux, comme le matériau C-C, sont caractérisés par leurs propriétés mécaniques élevées qui les rendent aptes à constituer des pièces de structure et par leur capacité à conserver ces 30 propriétés mécaniques à des températures élevées pouvant aller jusqu'à 1300°C dans le cas du matériau C-C. Le matériau composite thermostructural confère à l'enveloppe une résistance mécanique suffisante pour être autoporteuse, c'est-à-dire pour supporter les efforts auxquels est soumis le rouleau sans support intérieur.5 Ce type de matériau présente un outre un faible coefficient de dilatation thermique (environ 2,5x10-6 °C pour le matériau C-C) en comparaison à ceux des matériaux métalliques tels que l'acier (environ 12x10-6 °C). Par conséquent, l'enveloppe 120 constituant la partie du rouleau 100 destinée à être en contact avec les tôles à traiter se dilate très peu sous l'effet de la température et ne se déforme pas de par ses caractéristiques mécaniques à hautes températures. La fabrication de pièces en matériau composite C-C est bien connue. Elle comprend généralement la réalisation d'une préforme fibreuse carbone dont la forme est voisine de celle de la pièce à fabriquer et la densification de la préforme par la matrice. La préforme fibreuse constitue le renfort de la pièce dont le rôle est essentiel vis-à-vis des propriétés mécaniques. La préforme est obtenue à partir de textures fibreuses en fibres de carbone. Les textures fibreuses utilisées peuvent être de diverses natures et formes telles que notamment: - tissu bidimensionnel (2D), - tissu tridimensionnel (3D) obtenu par tissage 3D ou multicouches, - tresse, - tricot, - feutre, - nappe unidirectionnelle (UD) de fils ou câbles ou nappes multidirectionnelle (nD) obtenue par superposition de plusieurs nappes UD dans des directions différentes et liaison des nappes UD entre elles par exemple par couture, par agent de liaison chimique ou par aiguilletage. On peut aussi utiliser une structure fibreuse formée de plusieurs couches superposées de tissu, tresse, tricot, feutre, nappes, câbles ou autres, lesquelles couches sont liées entre elles par exemple par couture, par implantation de fils ou d'éléments rigides ou par aiguilletage. La mise en forme est réalisée par bobinage filamentaire, enroulage de nappe UD sur un mandrin, tissage, empilage, aiguilletage de strates bidimensionnelles/tridimensionnelles ou de nappes de câbles, etc. Dans le cas d'un matériau C-C, la densification de la préforme fibreuse peut être réalisée par voie liquide en imprégnant cette dernière avec une résine précurseur de la matrice carbone telle qu'une résine de type phénolique. Après imprégnation, la préforme fibreuse destinée à constituer le renfort fibreux de la pièce à réaliser, et ayant une forme correspondant sensiblement à celle de cette pièce, est mise en forme par conformation à l'aide d'un outillage de maintien. La ou les résines sont ensuite transformées (polymérisation/carbonisation) par traitement thermique. Les opérations d'imprégnation et de polymérisation/carbonisation peuvent être répétés plusieurs fois si nécessaire pour obtenir des caractéristiques mécaniques déterminées. La densification de la préforme fibreuse peut-être également réalisée, de façon connue, par voie gazeuse par infiltration chimique en phase vapeur de la matrice carbone (CVI). Une densification combinant voie liquide et voie gazeuse est parfois utilisée pour faciliter la mise en oeuvre, limiter les coûts et les cycles de fabrication tout obtenant des caractéristiques satisfaisantes pour l'utilisation envisagée. Selon un aspect de l'invention, l'enveloppe cylindrique 120 peut comprendre en outre un revêtement (non représenté sur les figures 1 et 2) qui permet notamment d'éviter la carburation du métal des tôles par la pièce axisymétrique 121. Un tel revêtement de surface peut être notamment constitué d'une couche de carbure de chrome ou de zircone. Dans le cas d'une couche d'un revêtement tel que le carbure de chrome, une couche de carbure de silicium est de préférence formée entre la pièce 121 et la couche de carbure de chrome pour isoler le matériau C/C de la pièce 121 du métal de la couche de carbure de chrome. La couche de carbure de silicium joue également le rôle d'une couche de liaison entre le matériau C/C de la pièce axisymétrique 121 et la couche de carbure de chrome. Les couches de carbure de silicium et de carbure de chrome peuvent être réalisées par diverses techniques de dépôt connues comme, par exemple, le dépôt sous vide PVD ("Physical Vapor Deposition"). Les fusées 130 et 140 sont réalisées en matériau métallique, par exemple en acier du type Inox. Chaque fusée 130, respectivement 140, comprend un mandrin 131, respectivement 141, une portion tronconique 132, respectivement 142, qui est prolongée par un arbre 133, respectivement 143. Dans l'exemple ici considéré, le rouleau 100 est disposé à l'intérieur d'une enceinte 10 d'une ligne de recuit (figure 1). Les arbres 133 et 143 sont respectivement supportés par des paliers 11 et 12 de l'enceinte 10. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'arbre 133 est accouplé avec un moteur d'entraînement en rotation 13 tandis que l'arbre 143 est maintenu dans le palier 12 par un écrou 14. Comme illustrée sur la figure 2, la fusée 130 comprend une série de cannelures 1310 réparties de façon annulaire sur la surface externe du mandrin 131 et délimitant une série de dents 1320. De même, le mandrin 141 de la fusée 140 comporte une série de cannelures 1410 uniformément réparties sur la surface externe de ce dernier et délimitant une série de dents 1420.

La pièce axisymétrique 121 en matériau C/C de l'enveloppe cylindrique 120 comporte une série de cannelures 1210 réparties de façon annulaire sur sa surface interne et délimitant une série de dents 1220. Les cannelures 1210 peuvent être directement formées lors de la fabrication de la pièce en matériau composite par conformation du renfort fibreux ou après la fabrication de la pièce en usinant sa surface interne. Les fusées 130 et 140 sont montées à chaque extrémité de l'enveloppe cylindrique 120 en engageant, d'une part, les dents 1320 et 1420 respectivement des fusées 130 et 140 dans les cannelures 1210 ménagées sur la surface interne de la pièce axisymétrique 121 de l'enveloppe 120 et, d'autre part, les dents 1220 de l'enveloppe cylindrique 120 dans les cannelures 1310 et 1410 respectivement des fusées 130 et 140. Comme représenté sur la figure 3, le mandrin 131 de la fusée 130 est positionné à l'intérieur de l'enveloppe cylindrique 120 en ménageant un jeu radial entre les surfaces en regard de ces deux éléments. Plus précisément, le mandrin 131 et la pièce axisymétrique 121 de l'enveloppe 120 sont dimensionnés de manière à ménager, d'une part, un jeu radial 31 entre le sommet des dents 1320 et le fond 1210a des cannelures 1210 de la pièce 121 en regard des dents 1320 et, d'autre part, un jeu radial 32 entre le sommet des dents 1220 de la pièce 121 et le fond 1310a des cannelures 1310 du mandrin 131. Les jeux radiaux 31 et 32 correspondent à des jeux "à froid", c'est-à-dire des jeux seulement présents lorsque le rouleau est à température ambiante et qui sont définis pour être comblés lors de la dilatation des fusées à la température de fonctionnement du rouleau. Bien que non représentés sur la figure 3, des jeux similaires sont également ménagés entre, d'une part, le sommet des dents 1420 de la fusée 140 et le fond 1210a des cannelures 1210 de la pièce 121 en regard des dents 1420 et, d'autre part, entre le sommet des dents 1220 de la pièce 121 et le fond des cannelures 1410 du mandrin 141. Ainsi, bien que la pièce 121 de l'enveloppe cylindrique 120 en matériau composite thermostructural présente un coefficient de dilatation bien inférieur à celui du mandrin en matériau métallique, les dilatations différentielles entre ces deux éléments sont compensées grâce à la présence du jeu radial entre l'enveloppe 120 et les mandrins 131 et 141 des fusées 130 et 140. Lors des montées en température, le mandrin se dilate radialement dans les jeux ménagés sans exercer d'effort sur l'enveloppe, ce qui permet d'éviter la déformation de cette dernière. Les mandrins des fusées peuvent être engagés dans l'enveloppe cylindrique sans moyen de maintien en position radiale, la mise en position radiale des mandrins dans l'enveloppe cylindrique, ou plus précisément la mise en position des dents et cannelures respectives des mandrins et de l'enveloppe, se faisant automatiquement lors de la dilatation des fusées à la température de fonctionnement du rouleau. Toutefois, comme dans l'exemple décrit ici, l'enveloppe 120 peut être maintenue à froid en position radiale sur les mandrins au moyen de cales de réglage 115, qui sont respectivement disposées entre les bords adjacents des dents 1220 et des cannelures 1310 ou 1410. Afin de ne pas gêner la dilatation des mandrins dans les jeux ménagés, les cales de réglages 115 sont réalisées en un matériau fugitif de manière à disparaître lors des montées en température. Le couplage mécanique entre l'enveloppe cylindrique 120 et le mandrin 110 est réalisé par mise en prise des dents 1320 et 1420 avec les bords adjacents des cannelures 1210 via éventuellement les cales de réglages 115 lorsqu'elles sont présentes. Conformément à l'invention, l'enveloppe cylindrique 120 est en outre bridée en translation sur les fusées 130 et 140 au moyen d'éléments de maintien élastiques 150 et 160 disposés à chaque extrémité de l'enveloppe cylindrique 120. Dans le mode de réalisation présenté dans la figure 2, chaque élément de maintien élastique 150, respectivement 160, est formé de deux segments de couronne 151 et 152, respectivement 161 et 162 prolongés par des languettes ou pattes élastiques 153, respectivement 163. Chaque segment de couronne 151, 152, 161 et 162 peut être formé à partir d'une pièce métallique conformée et usinée de manière à former les languettes élastiques 153 et 163. Les éléments de maintien élastiques 150 et 160 peuvent être notamment réalisés en matériaux métalliques hautes caractéristiques tels que des aciers réfractaires du type 15CDV6, 25CD4S, ou 28CDV5 ou bien en Inox. Les éléments de maintien élastiques 150 et 160, à savoir dans le mode de réalisation décrit ici les segments de couronne 151, 152 et 161, 162, sont fixés respectivement aux deux extrémités 120a et 1200 de l'enveloppe 120 tandis que les languettes élastiques de ces éléments exercent une pression de maintien sur les fusées 130 et 140. Plus précisément, les languettes élastiques 153 des deux segments 151 et 152 sont en appui sur la portion tronconique 132 de la fusée 130 tandis que les languettes élastiques 163 des deux segments de couronne 161 et 162 sont en appui sur la portion tronconique 142 de la fusée 140. Comme illustré sur la figure 4, les segments de couronne 151 et 152 sont fixés sur l'extrémité 120a de l'enveloppe 120 par des vis 154 qui traversent les segments de couronne 151 et 152 via des orifices de passages 155 et qui sont serrées dans des portions filetées 126 réalisées dans l'enveloppe 120. De même, les segments de couronne 161 et 162 sont fixés sur l'extrémité 120b de l'enveloppe 120 par des vis 164 qui traversent les segments de couronne 161 et 162 via des orifices de passages 165 et qui sont serrées dans des portions filetées réalisées dans l'enveloppe 120 (figure 2). Afin de faciliter le montage des segments de couronne sur l'enveloppe 120, celles-ci peuvent comprendre un talon, tel que les talons 1510 et 1520 des segments de couronne 151 et 152 représentées sur la figure 4, qui est positionné dans un logement ménagé dans l'enveloppe 120, tel que la gorge 127 représentée sur la figure 4. Les segments de couronne peuvent être également fixées par un clinquant ou autre. L'homme du métier envisagera sans difficultés d'autres moyens pour fixer les éléments de maintien élastiques sur l'enveloppe cylindrique. Comme illustré sur la figure 1, le rouleau 100 comprend en outre deux éléments annulaires de renfort 156 et 166 disposés respectivement autour des segments de couronne 151, 152 et 161, 162. Dans l'exemple présente ici, chaque élément annulaire de renfort 156, respectivement 166, est constitué d'un collier ou bague élastique 1560, respectivement 1660, réalisé à partir d'une bande de feuillard métallique, par exemple en acier à hautes caractéristiques élastiques. Chaque collier élastique est monté en précontrainte sur les segments de couronne correspondants, c'est-à-dire en agrandissant lors du montage le diamètre du collier par écartement des ces deux extrémités 1561 et 1562, respectivement 1661 et 1662, puis en relâchant les extrémités après positionnement ce qui crée un couple de rappel élastique utilisé comme serrage. L'extrémité 1562 comporte en outre un tenon 1564 engagé dans une lumière 1563 ménagée dans l'extrémité 1561, ce qui permet d'assurer la retenue des deux extrémités 1561 et 1562 l'une par rapport à l'autre. La figure 1A illustre une variante de réalisation d'un élément annulaire de renfort 176 formé d'un collier 1760 monté en précontrainte autour des segments de couronne 151, 152 et dont la retenue de ses deux extrémités 1761 et 1762 est assurée par la coopération entre une portion recourbée de l'extrémité 1762 et des oreilles 1763 formant butée. Lors des montées en température le collier pourra se déformer par glissement relatif entre les extrémités qui se chevauchent tout en maintenant le couple de serrage. Dans une variante de réalisation, l'élément annulaire de renfort peut être formé d'un collier ou bague fendu monté en précontrainte sur les couronnes, le collier ou la bague étant réalisé en matériau métallique (par exemple en acier). Dans ce cas, les extrémités de chaque collier ne se chevauchent pas mais s'écartent plus ou moins l'une de l'autre suivant les températures rencontrées.

Selon encore une autre variante de réalisation, l'élément de renfort peut être formé d'un collier ou bague réalisé en un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique similaire ou très légèrement supérieur à celui du matériau des couronnes. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir la possibilité d'une déformation élastique pour l'élément de maintien en raison de l'absence de dilatations différentielles entre les couronnes et l'élément annulaire de renfort. D'autres dispositifs tels que des colliers de type "serflex" peuvent être envisagés.

Les éléments de maintien élastiques 150 et 160 permettent de maintenir de façon équilibrée l'enveloppe cylindrique 120 en position longitudinale sur les portions tronconiques 132 et 142 des fusées 130 et 140 tout en absorbant les variations axiales dues aux dilatations thermiques différentielles entre les fusées et l'enveloppe. Lors de montées en température, les fusées 130 et 140 se dilatent tandis que l'enveloppe cylindrique 120 conserve son volume en raison de son faible coefficient de dilatation. Toutefois, grâce aux portions tronconiques 132 et 142 et les languettes élastiques 153 et 163 en appui sur ces dernières, les dilatations des fusées n'entraînent pas de déformation de l'enveloppe cylindrique. En effet, lors de la dilatation des fusées, les languettes élastiques se déforment légèrement et glissent sur les portions tronconiques des fusées avec lesquelles elles sont en contact et assurent ainsi un maintien en position axiale de l'enveloppe tout en compensant les dilatations différentielles. Lors du refroidissement, c'est-à-dire lors de la rétractation des fusées, le maintien axial de l'enveloppe est toujours assuré grâce au retour élastique des languettes. Le profil ou la pente des portions tronconiques 132 et 142 est défini en fonction de l'amplitude de la dilatation des fusées à absorber. Si les fusées se dilatent peu, les portions tronconiques pourront présenter une pente importante afin d'assurer un bon maintien de l'enveloppe à toutes les températures par les languettes élastiques. Au contraire, si les fusées se dilatent de façon plus importante, les portions tronconiques présenteront une pente plus faible afin de permettre un glissement sur une distance plus grande des languettes de manière à assurer le maintien de l'enveloppe sans exercer d'efforts trop importants sur cette dernière.

Les éléments de maintien élastiques de l'invention ne sont pas limités à une structure formée de deux segments de couronne. Comme illustrée sur la figure 5, un élément de maintien 250 peut être formé d'une seule couronne 251 comportant des languettes élastiques 252 réparties uniformément autour d'une extrémité de ladite couronne. Dans ce cas, comme illustrée sur la figure 5, la couronne 251 peut comporter des fentes partielles 253a et 253b réparties de façon uniforme et en quinconce autour afin de compenser les contraintes lors d'éventuelles dilatations de la couronne.

Selon une autre variante de réalisation illustrée à la figure 6, un élément de maintien élastique 350 est formé de quatre segments de couronne 351 à 354 comportant chacune des languettes élastiques 355. Quel que soit le nombre de segments utilisés pour former les éléments de maintien élastiques (1, 2, 4, etc.), le ou les segments sont fixés aux extrémités de l'enveloppe cylindrique de la même façon que décrite ci- avant.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Rouleau (100) de ligne de recuit haute température comprenant une enveloppe cylindrique (120) et au moins une fusée (130; 140) en matériau métallique montée à une des extrémités de l'enveloppe cylindrique, ladite au moins une fusée comprenant un mandrin (131; 141) apte à entraîner en rotation l'enveloppe cylindrique (120), caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique (120) est en matériau composite thermostructural et en ce que le rouleau (100) comprend en outre au moins un élément de maintien (150; 160) de l'enveloppe (120) sur la fusée (130; 140), ledit élément comprenant une couronne ou une pluralité de segments de couronne (151, 152; 161, 162) fixés sur une extrémité de ladite enveloppe, chaque couronne ou segment de couronne étant prolongé par au moins une languette élastique (153; 163) dont l'extrémité est en appui sur la fusée.
2. 2. Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fusée comprend en outre un arbre d'entraînement (133; 143) relié au mandrin (131; 141) par une portion tronconique (132; 142), la ou les languettes élastiques (153; 163) de chaque couronne ou segment de couronne (151, 152; 161, 162) étant en appui sur ladite portion tronconique.
3. 3. Rouleau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mandrin (131; 141) de chaque fusée comprend une pluralité de dents (1320; 1420) et de cannelures (1310; 1410) et en ce que l'enveloppe cylindrique (120) comprend une pluralité de dents (1220) et de cannelures (1210) en prise respectivement avec les cannelures et les dents de chaque mandrin.
4. 4. Rouleau selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un premier jeu radial à froid (J1) est ménagé entre le sommet des dents (1320; 1420) de chaque mandrin (131; 141) et le fond des cannelures (1210) de l'enveloppe (120) et en ce qu'un deuxième jeu radial à froid(32) est ménagé entre le sommet des dents (1220) de l'enveloppe (120) et le fond des cannelures (1310; 1410) de chaque mandrin (131; 141).
5. 5. Rouleau selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des cales de réglage (115) disposées entre les bords adjacents des dents (1320; 1420, 1220) de chaque mandrin (131; 141) et de l'enveloppe cylindrique (120).
6. 6. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément annulaire de renfort (156; 166) placé autour de chaque couronne ou chaque pluralité de segments de couronne (151, 152; 161, 162).
7. 7. Rouleau selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément annulaire de renfort (156; 166) comprend un collier élastique (1560, 1660) en matériau métallique précontraint.
8. 8. Rouleau selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément annulaire de renfort comprend un collier réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation égale ou légèrement supérieur au coefficient de dilatation thermique de la couronne ou des segments de couronne.
9. 9. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique (120) est réalisée en matériau composite C-C.
10. 10. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique (120) comprend sur sa surface externe une couche de zircone.
11. 11. Rouleau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique (120) comprend sur sa surface externe une couche de carbure de chrome.