L'invention concerne un rouleau monté sur des paliers. 5 On connaît déjà des rouleaux destinés à supporter une charge telle qu'une bande ^J métallique notamment dans un four de traitement thermique dans lequel cette bande doit être recuite à une température relativement élevée. De tels rouleaux sont constitués par un cylindre de matière réfractaire. A chacune des extrémités de ce cylindre est fixé un embout monté tournant sur un palier.

10 Le document US-A-4 399598 décrit un rouleau céramique pour transporter des feuilles de verre en vue de leur traitement thermique. Le cylindre est monté tournant sur des paliers par rintermédiaire d'embouts montés avec jeu à chacune des extrémités du cylindre. Un ou plusieurs anneaux fendus métalliques compressibles radialement sont disposés dans l'espace compris entre le diamètre extérieur du cylindre et le diamètre

15 intérieur de l'embout.

On connaît également (US-A-4 404 011 GLASTECH) un rouleau de type similaire constitué d'un cylindre de matériau réfractaire aux extrémités duquel sont fixés des embouts métalliques. Un jeu est prévu entre les embouts et le cylindre. Dans ce jeu sont logées des lamelles métalliques circonférentielles.

20 Ces systèmes connus de l'art antérieur permettent la reprise de la dilatation différentielle lors d'un changement de température. En effet le cylindre réalisé en un matériau réfractaire ne se dilate pratiquement pas alors que, au contraire, les embouts métalliques se dilatent fortement. Le jeu entre le cylindre et les embouts varie par conséquent dans des proportions importantes en fonction de la température. C'est la

25 raison pour laquelle il est nécessaire de prévoir des dispositifs élastiques logés dans cet espace afin de permettre le rattrapage du jeu.

Toutefois ces systèmes présentent l'inconvénient de ne pas assurer la coaxialité sur l'embout et du cylindre sous charge. En effet, lorsque le cylindre supporte une charge, les dispositifs élastiques, qu'il s'agisse des anneaux fendus du document US-A-4 399 ξ 30 598 ou des lamelles métalliques longitudinales du document US-A-4 404 011, se déforment de telle sorte que les embouts se déplacent angulairement par rapport à l'axe du cylindre.

Pour remédier à ces inconvénients, on a réalisé un rouleau comportant une jonction par cône à un embout (FR-A-2 650 576).

Il est constitué d'un cylindre de céramique, par exemple de silice vitreuse, à l'extrémité duquel est monté au moins un embout. La liaison entre le cylindre et l'embout est une liaison conique. Le cylindre peut être plein ou constitué par une chemise traversée de part en part par un arbre métallique. Dans ce dernier cas les embouts sont montés sur l'arbre métallique, l'un au moins des embouts étant appliqué de manière élastique (par exemple au moyen de ressorts hélicoïdaux) contre la chemise. Un rouleau de ce type permet de remédier aux inconvénients précités et d'assurer la coaxialité du cylindre et de l'embout sous charge. En effet, cette coaxialité n'est pas affectée lorsque l'on applique une charge, même élevée, sur le rouleau. Cependant, un dispositif de ce type présente aussi un certain nombre d'inconvénients. En théorie, le contact entre l'embout et le cylindre (plein ou creux) s'effectue sur une zone tronconique, à savoir la portée du rouleau sur l'embout. En pratique, en raison du fait que le cylindre et l'embout ne peuvent pas être parfaitement ajustés à cause des tolérances d'usinage, le contact s'effectue seulement selon une zone allongée répartie de part et d'autre d'une génératrice de contact. Cette zone de contact se déplace avec la rotation du rouleau. En d'autres termes, lorsque le rouleau tourne, le contact entre l'embout et la chemise s'effectue progressivement sur toute la périphérie de la circonférence. L'arbre métallique se déforme sous la charge. En conséquence, la zone de contact déjà réduite à une zone allongée située le long de la génératrice par suite des tolérance d'usinage, se transforme en une zone d'appui ponctuelle. La pression de contact entre l'embout et le rouleau augmente alors considérablement jusqu'à dépasser la valeur limite admissible pour la céramique. Ceci conduit donc à un effritement et/ou une fissuration de la céramique.

La présente invention a pour objet un rouleau, destiné de manière non limitative à des applications dans le domaine de l'industrie verrière ou de la sidérurgie, qui remédie à ces inconvénients. Il permet de conserver une surface de contact suffisante entre l'embout et la chemise (ou un rouleau plein) en dépit de la flexion - inévitable - de l'arbre sous charge. Par surface de contact suffisante il faut entendre que cette surface sera suffisamment importante pour que la pression de contact entre les matériaux ne dépasse jamais une

valeur limite admissible. De cette manière on évite la fissuration du matériau qui constitue la chemise, par exemple un matériau céramique, de telle sorte que la durée de vie de l'installation est largement augmentée.

Ces buts sont atteints conformément à la présente invention par le fait que ledit rouleau comprend une chemise de matériau réfractaire, ayant deux extrémités et une portée définie à chacune de ces extrémités ; deux embouts montés tournant sur au moins un arbre, placés dans l'axe de la chemise à chacune des extrémités et recevant la portée de la chemise, ces embouts étant réalisés en un matériau présentant un coefficient de dilatation plus élevé que celui du matériau réfractaire de la chemise, une articulation sensiblement sphérique de chacune des extrémités de la chemise, les centres de ces articulations étant distincts l'un de l'autre.

Grâce à l'articulation sphérique la surface de la zone de contact entre la chemise et l'arbre n'est pas diminuée lorsque ce dernier fléchit sous charge. De même aucun effort de flexion supplémentaire n'est imprimé au rouleau. Selon une variante la chemise est creuse et le rouleau comporte un arbre traversant ladite chemise.

De préférence l'un des embouts est monté fixe et l'autre embout est monté glissant axialement, un moyen élastique, tel qu'un ressort, pressant cet embout contre la portée. L'articulation sphérique ou à rotule pourra être réalisée entre la chemise et un embout. Selon une variante de réalisation l'articulation à rotule pourra être réalisée entre un arbre traversant la chemise et un embout. Elle pourra être obtenue par une pièce intermédiaire montée sur une portée, par exemple comque, de la chemise. Cette pièce présente de préférence une largeur et une épaisseur faibles relativement à son diamètre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit effectuée en référence aux figures annexées. Sur ces figures : la figure 1 est une représentation schématique partiellement en coupe d'un rouleau conforme à un art antérieur connu ; la figure 2 illustre la zone de contact entre la chemise et l'embout dans le cas d'un rouleau du type représenté sur figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe partielle représentant un rouleau conforme à l'invention ;

les figures 4, 5, 6 sont des vues de détail de modes particuliers de réalisation de la présente invention ; la figure 7 est une vue schématique en perspective qui illustre la zone de contact de la chemise sur l'embout ; - la figure 8 illustre une variante dans laquelle l'articulation sphérique est placée entre l'embout et l'arbre ; la figure 9 illustre une variante dans laquelle la chemise est pleine. Sur la figure 1 la référence 1 désigne un arbre. Il traverse une chemise 2 réalisée en un matériau réfractaire, par exemple une céramique. Un embout, par exemple métallique, 3 est monté à une extrémité de la chemise 2. Un deuxième embout, désigné par la référence 4, est monté à l'autre extrémité de la chemise 2. Dans l'exemple de réalisation représenté l'embout 3 est monté fixe sur l'arbre. L'embout 4 est monté coulissant sur cet arbre 1 et un ressort hélicoïdal 5 permet de le plaquer contre la chemise 2 (sur la figure la chemise et les deux embouts ont été représentés espacés pour une meilleure lisibilité du dessin). A chacune de ses extrémités la chemise 2 comporte une surface tronconique 6 tandis que les embouts 3 et 4 comportent une zone tronconique 7 dont l'angle de conicité est égal à celui de la zone 6. L'angle de conicité est de préférence relativement important afin d'éviter les phénomènes de coincement du cône mâle (la chemise) dans le cône femelle (embouts 3 et 4). Cet angle dépend des coefficients de frottement des matériaux en présence. Par exemple, pour un couple acier/silice vitreuse, il pourra être de 70 degrés d'angle environ. Ce rouleau présente les inconvénients qui ont été mentionnés antérieurement, à savoir le fait que la zone de contact entre chacun des embouts 3 et 4 et la chemise 2 se réduit à une zone quasiment ponctuelle lorsque l'arbre 1 fléchit sous charge. On a représenté sur la figure 2, la zone de portée de la chemise (ou d'un rouleau plein) sur un embout dans le cas d'un montage de l'art antérieur. On voit que cette zone 17, de faible largeur, se répartit de part et d'autre d'une génératrice de la partie tronconique 6 de la chemise 2. Ceci provient du fait que le diamètre de la partie tronconique de la chemise 2 est nécessairement légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'embout 3, 4 (non représenté sur la fig 2) et également au fait que l'embout, parce qu'il est massif, se déforme peu. On comprendra qu'un faible défaut d'alignement de l'embout par rapport au rouleau réduit fortement la zone de contact 17 parce que cette dernière se

réduit alors à une zone ponctuelle.

On a représenté sur la figure 3 un rouleau conforme à l'invention qui permet de remédier aux inconvénients du rouleau décrit en référence à la figure 1. On retrouve, de manière identique, les pièces numérotées de 1 à 7. Toutefois les embouts 3 et 4 ont été modifiés de manière à présenter, au lieu des surfaces tronconiques 7, des portées sphériques 8. On note également la présence d'une pièce intermédiaire 9 disposée entre la chemise 2 et chacun des embouts 3 et 4. Chacune des pièces 9 présente la forme d'une bague. Sa face tournée vers les embouts 3 et 4 présente une portée sphérique de même rayon de sphéricité que les surfaces 8 des embouts 3 et 4. Les faces des bagues 9 dirigées vers la chemise 2 présentent une portée tronconique de même conicité que les surfaces 6 de la chemise 2. Les centres des articulations sphériques (à rotules) sont espacés de façon à définir une position précise de l'axe du rouleau. Lorsque l'arbre 1 fléchit sous charge la zone de contact entre la pièce intermédiaire 9 et la portée sphérique 8 des embouts 3 et 4 se déplace de manière à maintenir constante la surface de la zone de contact.

On a représenté sur les figures 4 à 6 des variantes de réalisation. Sur la figure 4 il n'y a pas de pièce intermédiaire entre l'embout et la chemise. Une portée sphérique 11 est formée directement sur la chemise 2. Sur la figure 5 la pièce intermédiaire 12 présente des faces tronconiques et sphériques inversées par rapport à la pièce 9. Sa face tronconique est dirigée vers les embouts 3 et 4 tandis que la face sphérique est dirigée vers la chemise 2.

De préférence la pièce intermédiaire 9, 12 présente une largeur et une épaisseur faibles relativement à son diamètre. Cela permet de changer l'orientation de la zone de contact. En effet, parce que la pièce intermédiaire présente une faible largeur, elle peut se déformer facilement de façon élastique de manière à s'adapter à la forme de la chemise On a représenté sur la figure 7 la zone de portée (ou zone de contact) 19 de la chemise 2 (ou d'un rouleau plein) sur un embout dans le cas d'un rouleau conforme à l'invention, en particulier dans le cas d'utilisation d'une pièce intermédiaire telle que 9, 12. La zone 19 se répartit sur un arc de cercle d'une section droite de la partie tronconique 6 de la chemise 2 par un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du rouleau. Cet arc de cercle est défini par un angle au centre a. La valeur de l'angle dépend la flexibilité de la pièce intermédiaire 9, 12. Etant donné que la largeur et

l'épaisseur d'une telle pièce sont relativement faibles, elle se déforme sous charge et épouse la forme de la chemise sur un arc d'angle au centre . On conçoit qu'en cas de variation de l'alignement entre l'embout et la chemise, la surface de la zone de contact 19 est peu diminuée. Etant donné que la zone de contact ne diminue pas, lorsque l'arbre 1 fléchit sous charge, comme c'est le cas dans l'art antérieur, il n'est plus nécessaire de surdimensionner l'épaisseur de la chemise. Il en résulte une diminution du poids propre de cette dernière.

Par suite de la diminution de l'épaisseur de la chemise 2, la surface d'appui du palier 10 sur l'arbre 1 peut facilement être répartie de part et d'autre du plan d'application de la charge qui s'exerce sur l'embout 4, à savoir le poids propre de la chemise 2 augmenté de la chargée transportée par cette dernière. On évite ainsi l'effet de coincement qui pouvait être observé dans l'art antérieur par suite d'un appui en porte-à- faux. On a représenté sur la Fig 8 une variante de réalisation dans laquelle l'articulation à rotule est réalisée non entre la chemise et l'embout, mais entre l'embout et l'arbre 1. A cet effet une bague 20 est montée sur l'arbre 1. Elle comporte une surface sphérique 22. Le centre de la sphère est situé sur l'axe longitudinal 24 de l'arbre 1. De cette manière l'embout 4 peut pivoter autour du centre 0, réalisant une articulation à rotule. De préférence la pièce intermédiaire 9, 12 est réalisée en un matériau présentant un bon coefficient de frottement métal/métal, par exemple le cuivre.

La figure 6 représente une variante de réalisation dans laquelle l'articulation à rotule est obtenue par une surface sphérique 15 formée sur la chemise, en appui sur une surface tronconique 16 de l'embout. On a représenté sur la Fig 9 une variante de réalisation dans laquelle la chemise 2 est pleine et non pas creuse. En conséquence, il n'y a pas d'arbre traversant tel que l'arbre 1 représenté sur les Fig 1 à 8. Au lieu de cela chaque embout 3, 4 est monté en porte- à-faux sur un arbre la, lb. L'embout 3 est monté fixe sur l'arbre la. L'embout 4 est monté coulissant sur l'arbre lb. Il est poussé contre la chemise 2 par un ressort 5.