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L'invention a pour objet un mandrin de
bobineuse pour l'enroulement d'un produit en bande,
plus spécialement d'un.e bande métallique.
De tels mandrins sont utilisés, en
particulier, dans les installations de laminage et de
traitement de bande: métalliques qui comprennent,
normalement, divers appareillages, notamment pour le
laminage, le planage, le dêcapage ou autres
traitements. A la sortie d'une partie de
l'installation, la bande métallique doit,
généralement, être Enroulée en bobine pour être
ensuite transportée vers une autre partie ou tout
autre lieu de traitement.
On utilise pour cela une bobineuse comprenant
un mandrin constitué d'une barre cylindrique entraînée
en rotation autour des son axe et munie de moyens de
fixation de l'extrémité de la bande qui s'enroule
ainsi en bobine sur la barre cylindrique.
Généralement, la barre d'enroulement a un
diamètre variable et ;peut se rétracter pour permettre
le retrait de la bobine après enroulement.
A cet effet, les mandrins utilisés
habituellement sont du type comprenant un arbre de
support centré sur un axe et associé à des moyens
25. d'ent:raînement en rotation, et une pluralité de
segments circulaires formant ensemble une surface
sensiblement cylindrique et fixés sur l'arbre central
de support avec possibilité de déplacement radial de
façon à permettre 1;a variation de diamètre de la
surf~~ce cylindrique ainsi constituée et sur laquelle
est Enroulée la bande..
Pour commander la variation de diamètre du
mandrin, on utilise habituellement uri dispositif à
crémaillère, comprenant une pièce de commande
coulissant axialemeni~ sur l'arbre central et sur
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laque7_le est ménagée au moins une partie conique
coopérant avec des faces inclinées conjuguées ménagées
sur les segments, ces derniers étant maintenus dans le
sens longitudinal par rapport à l'arbre et guidés
radiaT~ement, dans le sens transversal, de façon à
pouvoir s'écarter ou se rapprocher de l'arbre central
par déplacement° longitudinal de la pièce de commande
sous l'action d'une tige d'expansion montée
coulissante dans un alésage axial de l'arbre central.
L'arbre central est généralement monté
rotat:~f, par l'intermédiaire de paliers écartés, sur
un châssis de support dans lequel sont placés les
moyen:~ d'entraînement en rotation. Le déplacement de
la tige d'expansion peut être commandé par un vérin
prenant appui sur l'arbre, à l'extrémité de celui-ci
opposite au mandrin.
Pour un bon fonctionnement du mandrin, les
différentes pièces en mouvement relatif doivent
pouvoir se déplacer avec un frottement minimum. Une
lubrification soignée au niveau des surfaces de
contact des pièces en mouvement relatif est prévue à
cet effet.
Jusqu'à présent, de tels mandrins étaient
utilisés essentiellement dans des installations de
laminage. Lorsque la bande laminée est chaude, il se
produit un échauffement des parties internes du
mandrin qui peut en perturber le fonctionnement.
C'est pourquoi, on a proposé de refroidir le
mandrin en faisant circuler un fluide caloporteur, par
exemple de l'eau, Entre les segments et l'arbre
central portant le: dispositif de commande à
crémaillère. Dans ce cas, cependant, il est nécessaire
d'assurer une parfaite étanchéité du système de
refroidissement pour éviter les entrées d'eau dans les
parties qui doivent êi~re lubrifiées.
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Le document GFS-A-954015 décrit, par exemple,
un mandrin de ce type dans lequel chaque segment est
muni, sur sa face interne, de rainures fermées par la
crémaillère associée et dans lesquelles on fait
circu7.er le fluide de: refroidissement. Celui-ci est
introtiuit par l'alésage axial ménagé dans l'arbre
central pour 1'e pass<~ge de la tige d' expansion et
passe dans des orifices percés radialement dans
l'arbre et reliés chacun par un tube télescopique à un
l0 canal ménagé sur la partie arrière de chaque segment
et dans lequel débouchent les rainures de celui-ci.
Une telle disposition ne permet pas d'assurer
une éi~anchéité parfaite et ne peut donc être utilisée
que pour des températures modérées de la bande et des
temps de séjour relativement courts, de l'ordre de 3 à
5 minutes .
En outre, le fluide évacué sous pression à
l'ext~~émité avant du mandrin peut être aspergé sur la
bande en cours d'enroulement, ce qui est préjudiciable
à la <xualité de surface de celle-ci.
L'invention a pour objet de résoudre ces
probli~mes grâce à une nouvelle disposition permettant
d'assurer un refroidissement trés efficace du mandrin
et, par conséquent, d'enrouler sur celui-ci une bande
pouvant se trouver à une température élevée.
En particulier, depuis quelques temps, on a
cherché à mettre au point des techniques nouvelles de
coulée en continu de bandes de très faible épaisseur
et i1 est intéressant, dans ce cas, d'avoir la
possibilité d'enrouler en bobine une telle bande sur
un mandrin .
Or, peu de temps après la coulëe, la bande se
trouve encore à une température très élevée et,
d'autre part, le temps d'enroulement et, par
conséquent, de séjour de la bobine sur le mandrin peut
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être long, à moins de réaliser des bobines très
courtes, ce qui ne pré:~enterait pas d'intérêt.
En effet, le temps d'enroulement est lié à la
vites:ce de coulée qui est, évidemment, beaucoup plus
lente qu'une vitesse dcs laminage.
I1 est donc apparu que les mandrins utilisés
jusqu''à présent:, même lorsqu'ils sont équipés d'un
système de refroidissement, ne pourraient pas
supporter une telle transmission de chaleur, en raison
des e:Efets thermiques, en particulier contraintes et
dilatations des différentes pièces, qui risquent de
perturber le fonctionnement.
L'invention permet d'éviter ces difficultés
grâce à des dispositions qui, sans compliquer la
réalisation du mandrin, assurent un fonctionnement
f iablE~ de celui-ci , mê me dans 1.e cas d' enroulement à
faible vitesse de bandes très chaudes provenant, par
exemp7_e, d'une installation de coulée en continu.
L'invention s.'applique donc, d'une façon
générale, à une bobineuse comportant au moins un
mandr:un limité par une surface sensiblement
cylindrique d'enroulement d'un produit en bande, dont
le di;~mètre peut varif~r par expansion ou rétreint du
mandr~Ln, ce dernier comprenant un arbre central
entra:W é en rotation autour d'un axe, un ensemble de
segments adjacents entourant l'arbre et montës
couli:~sant radialement sur celui-ci, lesdits segments
étant limité par une plaque incurvée ayant une face
externe en forme de secteur cylindrique, des moyens de
commande de l'expansion ou du rétreint du mandrin par
déplacement radial des segments et des moyens de
refroidissement du mandrin par mise en circulation
d'un fluide calopori:eur le long de chacun des
segments.
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Conformément à l'invention, les moyens de
refroidissement comprennent une boîte à fluide fixée
sur L'arbre central et comprenant au moins deux
chambres séparées, respectivement au moins une chambre
5 d'alimentation reliée à un circuit d'alimentation en
fluides caloporteur et au moins une chambre
d'évac:uation réliée <~ un circuit d'évacuation du
fluides et chaque segment est muni d'un circuit
individuel de refroidissement mënagé à l'intérieur de
la plaque incurvée et ayant deux orifices,
respecaivement, d'ent:rée et de sortie du fluide
caloporteur, reliés chacun, par un moyen de
raccordement déformable, à l'une des chambres de la
boîte à fluide, respectivement un orifice d'entrée
relié à une chambre dl'alimentation et un orifice de
sortie relié à une chambre d'évacuation.
Dans un mode de réalisation préférentiel,
chaquE: plaque incurvée: d'un segment est prolongée en
avant de l'extrémité frontale de l'arbre, par une
extrémité libre ayant une face interne sur laquelle
sont :ménagés les orifices d'entrée et de sortie du
fluidE: de refroidissement, lesdites extrémités libres
des segments limitant un espace creux dans lequel est
placée: la boîte à~ fluide, et les circuits
d'alimentation et d'évacuation sont reliés
respecaivement à au moins deux canalisations
traversant longitudinalement l'arbre jusqu'à son
extrémité frontale et débouchant, respectivement, dans
au moins une chambre d'alimentation et au moins une
chambre d'évacuation de la boîte à fluide, ces
derni~:res étant reliées, respectivement, aux orifices
d'entrée et de sortie des plaques par des
canalisations de longueur variable.
Selon une autre caractéristique
préférentielle, l'arbre central comprend, du côté du
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châssis de support, une extrémité arrière sur laquelle
est enfilée une bague étanche formant un joint
tournant, munie de deux gorges ouvertes du côté de
l'arbre et de deux orifices, respectivement d'entrée
et de sortie débouchant dans chacune des gorges et
relies respectivement aux deux circuits d'alimentation
et d'évacuation et lees canalisations d'alimentation et
d'évacuation traversent l'arbre sur toute sa longueur
depuis son extrémité frontale jusqu'à son extrémité
arri~:re et débouchent chacune, par un orifice dans la
gorge: correspondante, respectivement d'alimentation et
d'éva.cuation du joint tournant.
De façon particulièrement avantageuse, le
circuit individuel de refraidissement ménagé à
l'int.érieur de la plat;ue incurvée couvre l'ensemble du
secteur angulaire couvert par celle-ci et est placé le
plus près possible de sa face externe.
Généralement, un tel mandrin comporte, comme
déjà indiqué, un arbre central rotatif sur lequel est
montée un dispositif à crémaillères de commande de
l'expansion radiale et du rétreint des segments, ce
dispositif étant commandé par l'intermédiaire d'une
tige d'expansion qui traverse l'arbre central dans un
alésage axial et est fixée une plaque d'appui relié au
dispositif à crémaillères.
De façon particulièrement avantageuse, la
plaque d'appui fixée sur la tige de commande
d'expansion est placE~e dans un espace libre ménagé
entres la boite à fluide et l'extrémité frontale de
l'arbre central de façon à pouvoir se déplacer
axial.ement sous l'action de la tige de commande pour
commander l'expansion ou le rétreint des segments.
Dans un mode de réalisation souvent utilisé,
le mandrin comporte quatre segments adjacents
d'ouverture angulaire voisine de 90~. Dans ce cas, la
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boîte à fluide présente avantageusement un contour
sensiblement carré et. comporte quatre caissons en
angle droit, respectivement, deux caissons
d'alimentation diamétralement opposés et deux caissons
d'évac:uation situés entre les caissons d'alimentation.
Chaque caisson, respectivement d'alimentation
ou d'Éwacuation~ est alors muni d'une paire d'orifices
auxquels sont reliés, par des tubulures déformables,
les orifices correspondants, respectivement d'entrée
ou de sortie, de deux :segments adjacents.
Dans une disposition particulièrement
avantageuse, la plaque incurvée de chaque segment
constitue un dispositif autonome de refroidissement à
section aplatie, à l'intérieur duquel est ménagé un
circuit de circulation du fluide caloporteur, entre un
orif ic:e d' entrée et un orifice de sortie placés à une
même extrémité de la plaque, cette dernière étant
appliquée et fixée d'une façon amovible sur une face
externe cylindrique d'un corps de segment monté sur
l'arbre central.
Selon une autre caractéristique
préférentielle, la plaque incurvée de chaque segment
constitue une chambre creuse à section aplatie,
limitÉ~e par deux parois parallèles incurvées en forme
de secaeurs cylindriques et écartées l'une de l'autre
respectivement une paroi interne et une paroi externe
constituant une partie de la surface cylindrique
d'enroulement, lesdites parois étant reliées entre
elles de façon étanche sur leur périphérie, et la
chambre ainsi limitée est divisée par au moins une
cloison en au moins deux sections communiquant entre
elles par au moins un passage de façon à ménager un
circup_t de circulation de fluide calopôrteur sur toute
la surface de la plaque incurvée, entre un orifice
d'entrée et un orifice de sortie ménagés sur la paroi
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interne et débouchanit respectivement dans les deux
sections de la chambre.
L'invention couvre plus spécialement
l'utilisation d'un mandrin de bobineuse tel que défini
précédemment pour l'enroulement de bandes métalliques
chaudes en sortie d'une machine de coulée continue de
bande mince. '
L'invention couvre également d'autres
dispositions avantageuses dont il sera plus
explicitement question ci-après à propos d'un exemple
de rE=alisation décrit: en détail avec références aux
dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement
limitatif .
La Figure 1 e;st une coupe longitudinale, avec
parties enlevées, d'un mandrin de bobineuse selon
l'invention, en position expansée pour la demi-coupe
supérieure et en position rétractée pour la demi-coupe
inférieure.
La Figure 2 Est une caupe partielle, à plus
granf~.e échelle, suivant la ligne II-II de la Figure 1.
La Figure 3 est une coupe partielle avec
parties en extérieur suivant la ligne III-III de la
Figure 2.
La Figure 4 e t une vue schématique en plan,
avec parties arrachées, de l'intérieur d'une chambre
de circulation de flup_de dans un segment.
La Figure 5 est une coupe du mandrin selon la
lignes V-V de la Figure' 6, en position expansée pour la
demi-coupe supérieure et en position rêtractée pour la
demi-coupe inférieure..
La Figure 6 e~~t une coupe partielle suivant la
ligne VI-VI de la Figure 5.
La Figure 1 montre schématiquement l'ensemble
d'un mandrin M de bobineuse comprenant, de manière
clas~;ique, un arbre central de support rotatif 1 qui
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s'étend en porte-à-faux à partir d'un châssis de
support 2 comportant des moyens R d'entraînement en
rotation de l'arbre 1 .autour de son axe géométrique A.
Autour de l'arbre 1 sont montés des segments
3. Dans l'exemple considéré, les segments 3 sont au
nombrE~ de quatre et ont une ouverture angulaire de
sensiblement 90°. Les quatre segments sont identiques.
Chaquf~ segment comprend un corps 3 portant une plaque
incurvée 30 en forme d~e secteur cylindrique s'étendant
sensiblement sur toute la longueur axiale utile du
mandr~Ln M. Les segments 3 sont à expansion radiale, et
rétractables ; ils sont maintenus en position suivant
la direction axiale par un collet 13 de l'arbre
central 1 s' engageant dans une rainure correspondante
ménagE~e sur la partie arrière du corps de chaque
segment 3.
Sur l'arbre central 1 est enfilé, comme le
montrE: la Figure 5, un manchon tubulaire C muni de
partiE~s en saillie 4 formant des crémaillères
assocLées respectivement à chacun des segments 3. Dans
l'exemple considéré, le manchon C est donc muni de
quatre crémaillères 4 qui comportent chacune, comme
l'indique la Figure 1, trois faces inclinées 9
coopé~°ant avec trois patins alignés correspondants 11
ménagE~s sur le corps 3 de chacun des segments et munis
de faces inclinées conjuguées.
L'expansion des segments 3 est commandée par
un vE~rin 5, au moyen d'une tige d'expansion 6
traversant un alésage .axial de l'arbre 1 suivant toute
sa longueur et liée au piston du vérin 5 dont le corps
prend appui sur le châssis 2 ou bien, directement sur
l'ext~°émité arrière de l'arbre central 1 opposée au
mandr:ln .
A l'extrémité de la tige 6, qui fait saillie
hors de l'extrémité frontale de l'arbre 1, du côté
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opposé au châssis 2, est fixée une plaque 7 dont le
plan moyen est orthogonal à l'axe A et qui est fixée
sur l'extrémité du manchon C par des vis 8
régulièrement réparties. La plaque est actionnée par
5 le vérin 5, par l'intermédiaire de la tige d'expansion
6, d~=_ façon à déterminer le déplacement axial du
manchon C avec'les cr~~maillères 4, le long de l'arbre
1.
Les crémaillères 4, en se déplaçant de la
10 gauche vers la droite selon la représentation de la
Figure 1, provoquenit le déplacement radial vers
l'extérieur des segments 3 par la coopération des
surfaces inclinées 9 avec les faces inclinées
conjuguées des patins 11 des segments 3 qui sont
bloqués axialement par le collet 13.
Dans le mode de réalisation représenté,
l'arbre 1 est lisse extérieurement et les crémaillères
4, a.u nombre de quatre, sont ménagées sur la
périphérie d'un fourreau tubulaire 12 (Fig.5), mais
d'autres dispositions utilisant des crémaillères
indépendantes peuvent être envisagées.
Les faces inclinées des patins 11 des segments
3 sont munies d'un revêtement antifriction 14 (voir
Figures 5 et 6) constitué par une plaquette fixée
contre la face inclinée. Un circuit de graissage non'
représenté est prévu pour la lubrification des
surfaces en contact deus crémaillères et des patins.
Les faces inclinées 4a, 4c ménagées
respectivement aux deux extrémitês de chaque
crémaillère 4 pénètrent chacune dans un logement 15
ménagé dans le patin 1.1a, llc correspondant du segment
3 et dont le fond est incliné de façon à constituer la
face d'appui du patin. De plus, 1e logement 15
présente une section transversale creuse en T
comportant deux rainures latérales 16 dans lesquelles
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s'engagent deux nervures placées sur les côtés de la
face inclinée correspondante 4a, 4c, de la
crémaillère, avec un :simple jeu de montage. Le segment
3 e~;t ainsi maintenu appliqué contre les faces
d'ext.rémités 4a, 4c de la crémaillère 4 avec une
possibilité de coulissement axial de celle-ci avec
déplacement radial du segment 3. En revanche, la face
inclinée centrale 4b de la crémaillère est simplement
appuyée sur le patin correspondant 11b de façon à
permettre les dilatations.
Les faces externes 19 des plaques incurvées 30
se raccordent tangentiellement de façon à constituer
pour l'enroulement du produit, une surface
sensiblement cylindrique, qui est continue dans la
position rétractée du mandrin. Les deux positions,
respectivement expansée et rétractée ont été
représentées en demi-coupe sur la figure 5 dont la
partie supérieure représente la position expansée, la
partie inférieure étant en position rétractée.
Comme le montre la figure 4, les bords
latéraux des plaques incurvées 30 peuvent
avantageusement être limités par. des lignes brisées ou
ondulées formant, sur les bords en regard, des parties
en creux et en saillie qui s'imbriquent l'une dans
l'autre.
A l'intérieur de chaque plaque incurvée 30
sont ménagés des canaux de circulation d'un fluide
caloporteur formant un circuit fermé entre un orifice
d'entrée 29a et un orifice de sortie 29b. Les deux
orifices, respectivement d'entrëe 29a et de sortie 29b
de ce~ circuit sont placés à une même extrémité de la
plaque 30 et sont reliés par des tubulures déformables
à des orifices correspondants de deux chambres,
respectivement d'alimentation et d'évacuation,
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ménagées dans une boîte à fluide 35 fixée sur l'arbre
central 1, entre les segments.
De façon particulièrement avantageuse, la
plaque incurvée 30 de chaque segment 3 est prolongée,
en avant de l'extrémit:é frontale la de l'arbre 1, par
une extrémité libre 30a ayant une face interne 20a sur
laquelle sont ménagés les orifices d' entrée 29a et de
sortie 29b du fluide de refroidissement. Entre les
extrémité libres 30a des plaques incurvëes 30 est
ainsi limitée, en avant de l'extrémité frontale la de
l'arbre 1, un espace creux dans lequel peut être
placée la boîte à fluide 35, celle-ci comprenant au
moins une chambre d'alimentation 37a et au moins une
chambre d'évacuatio:n 37b qui sont reliées
respectivement à des. moyens d'alimentation 50 et
d'évacuation 51 du fluide, par des canalisations 44
ménagées longitudinalement à l'intérieur de l'arbre 1.
Avantageusement, le circuit de refroidissement
ménagé à l'intérieur cle la plaque incurvée 30 comporte
le nombre de branches. nécessaires pour couvrir toute
la surface du secteur cylindrique occupé par la plaque
incurvée 30. De plus, les canaux de circulation du
fluide sont placés le plus près possible de la face
externe 19 de la plaque 30, sans diminuer la
résistance de celle-ci..
De la sorte, la chaleur transmise par la bande
enroulée sur le mandrin est évacuée dans la plaque
incurvée, au plus pr~~s de la zone de contact de la
bobine avec le mandrin, et les éléments du mandrin
situés radialement à l'intérieur des segments sont
bien protégés des effets thermiques sans risque de
fuite d'eau préjudiciable à la lubrification,
l'étanchéité pouvant être assurée, même sous de fortes
pressions, par de sim~>les tubulures déformables.
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13
Dans le modes de réalisation préférentiel
représenté sur les figures le corps 3 de chaque
segment s'évase vers l'extérieur en formant une
semelle 21 limitée par une face convexe 21a sur
laquelle est fixée un ensemble â double parois K ayant
la i:orme d'une plaque incurvée et formant un
dispositif autônome de refroidissement K comprenant
une chambre interne 18 à section aplatie, limitée par
deux parois parallèles, respectivement une paroi
externe 19 et une paroi interne 20, ayant la forme de
secteurs cylindriques couvrant environ 90°et écartées
l'une de l'autre d'un faible espace. La chambre 18
ainsi délimitée est fermée de façon étanche, sur ses
deux côtés par des entretoises 22, 22' et à ses
extrémités longitudinales par des plaques annulaires
23, 23' qui relient les extrémités correspondantes des
deux parois 19, 20.
Chaque ensemble à double paroi K est appliqué
sur la face annulaire 21a de la semelle 21 du corps de
segment 3 et fixé sur celle-ci par des vis 28 engagées
dans des trous taraudés de la semelle 21 et dont les
têtes se logent dans. des évidements de la surface
externe de la paroi 19 de façon à ne pas faire saillie
sur celle-ci.
Comme on l'a indiqué, chaque dispositif de
refroidissement à double paroi K présente une longueur
un peu supérieure au corps de segment 3 sur lequel il
est appliqué, de façon à ménager, en avant de
l'extrémité frontale .La de l'arbre 1, un espace libre
dans lequel est placée la boîte à fluide 35 pour la
mise en circulation d'un fluide caloporteur tel que de
l'eau à l'intêrieur de chaque chambre 18.
Pour assurer la circulation d'eau sur toute la
surface du segment, la chambre 18 est divisée, dans le
sens longitudinal, en deux sections 18a, 18b, par une
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14
cloison longitudinale 26 (Fig.4), qui s'étend suivant
la direction des génératrices des parois,
paral7.èlement à l'axe A. La cloison 26 est reliée de
manière étanche, par exemple par soudure, à la paroi
d'extrémité 24 et s'arrête à une distance (d) de
l'autre paroi d'extrémité 25 pour former un passage 27
qui établit uné communication entre les deux parties
18a, LBb. La cloison 26 est soudée de manière étanche
aux parois 19 et 20.
La boîte à eau 35 présente une forme annulaire
ayant,, de préférence, une section polygonale dont le
nombre de côtés correspond à celui des segments. Dans
l'exemple représenté, la boîte à eau 35 a donc une
section carrée et comprend quatre côtës respectivement
perpendiculaires aux axes des segments 3.
La boîte à eau 35 forme ainsi un anneau
prismatique, carré dans l'exemple considéré,
comportant une ouverture axiale 36 centrée sur l'axe A
de l'arbre 1. La boîte annulaire 35 est divisée en
caissons 37a, 37b par des cloisons 38 orthogonales aux
paroi: de la chambre. Chaque caisson ainsi réalisé
présente une forme en dièdre droit et est muni d'un
orifice sur chaque face du dièdre, de telle sorte que
chaqu~s caisson comporte deux orifices, respectivement
d'alimentation 31a dans le cas des caissons 37a ou
d'évacuation 31b dans le cas des caissons 37b. Quatre
caiss~~ns sont ainsi rêpartis suivant le contour de la
boîte 35, un caisson d'alimentation 37a étant situé
entre deux caissons d'évacuation 37b, chaque caisson
étant situé à un angle de la boîte 35.
Comme le montre la Figure 2, le sens de
circulation dans les segments adjacents sont alternés
de tE~lle sorte qu'un caisson en dièdre 37a assure
l'ali:mentation des chambres 18 de deux segments
voisins 3a, 3b, par les orifices 29a, tandis que le
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caisson voisin d'évacuation 37b est associé aux
orifices d'évacuation 29b du segment 3a et de l'autre
segment adjacent 3c, diamétralement opposé au segment
3b.
5 La boîte à eau 35 est fixée en bout de l'arbre
1 du :mandrin par des goujons 40 passant chacun dans un
fourreau tubulâire 39 soudé sur la boîte à eau 35 et
traversant, de façon étanche, la chambre annulaire 37.
Chaque goujon est fileté à ses extrémités, l'extrémité
10 arrière étant vissée dans un trou taraudé ménagé sur
l'arb:re de support 1 et l'extrémité avant recevant un
écrou 41 qui vient se serrer sur le tube correspondant
39 de façon à assurer la fixation de la boîte à eau 35
sur L'extrémité de l'arbre 1 en ménageant un espace
15 libre pour le déplacement de la plaque d'appui 7 avec
la tige 6 de commande du mouvement des crêmaillères 4.
Pour permettre ce déplacement, les tubes 39 passent
librement dans des trous ménagés dans la plaque 7.
L'ensemble du système d'alimentation est
recouvert par une plaque de protection H fixée sur la
face frontale de la boîte à eau 35.
Sur la face arrière tournée vers l'arbre A, de
la boîte à eau 35, sont soudées des canules 42
débouchant à l'intérieur des caissons 37a, 37b par des
orifices 43a, 43b (Fig.2). Deux canules 42 sont'
prévues pour chaque caisson, un orifice 43 étant situé
sur ~~haque côté de l'angle du caisson. Les deux
canules d'un même caisson assurent, selon le cas,
l'alimentation ou l'évacuation de l'eau.
Chaque canule 42 (Fig.l) traverse un passage
correspondant prévu dans la plaque 7 et s'engage, à
son extrémité tournée vers l' arbre 1, dans un orifice
44' muni d'un joint d'étanchéité et 'constituant la
sortie d'une canalisation 44 qui traverse
longitudinalement l'arbre 1. Ce dernier est donc muni,
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16
dans l'exemple représenté, de huit canalisations 44
respe<aivement quatre canalisations d'alimentation 44a
et quatre canalisations d'évacuation 44b. Chaque
canalisation 44 comprend, au niveau du châssis 2, une
partics 441 parallèle à l'axe de rotation A de l'arbre
1 et, au niveau du mandrin, une partie 442 qui est
légèrement inclinée par rapport à l'axe A de façon que
les orifices 44' répartis sur la périphérie de l'arbre
1, se trouvent à une distance suffisante de l'axe A
pour permettre le passage d'un moyeu 6a de fixation de
la tige d'expansion 6 sur la plaque 7.
A leurs extrémités arrières opposées au
mandrin, les canalisations 44 sont obturées par des
bouchons 443 et sont munies chacune d'un orifice
latéral 49 qui traverse radialement la partie
correspondante de l'arbre 1 sur laquelle est enfilé un
joint tournant 47 constitué d'une bague dans laquelle
sont 'ménagées deux gorges annulaires 45, 46, décalées
longitudinalement. Les orifices 49 débouchant
respectivement dans les canalisations d'alimentation
44 ou les canalisation d'évacuation 44b sont décalés
longitudinalement de la même distance, de façon à
correspondre soit à la gorge 45 servant â
l'alimentation, soit à la gorge 46 servant à
l'évacuation. Le corps du joint tournant 47 est fixé
sur 7.e châssis 2 et est muni de joints annulaires
d'étanchéité 48 placés sur chaque côté des gorges 45,
46 pour permettre la rotation de l'arbre 1 avec
maintien de l'étanchéité de chacune des gorges 45, 46.
Chaque gorge, respectivement d'alimentation 45 et
d'éva~~uation 46, est reliée à l'extérieur par un
orifice 45', 46' ménagé radialement dans le corps du
joint 47 et sur lequel est branchée une conduite,
respectivement d'alimentation 50 ou d'évacuation 51.
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Comme on l'a indiqué, dans l'exemple
repré:~enté, la boîte à eau 35 comprend deux chambres
d'alimentation 37a, opposées en diagonale, qui sont
reliées par les canules 42, les canalisations 44 et la
gorge 45 à la conduite 50 alimentée en eau et deux
chambres d'évacuation 37b reliées de façon analogue,
par la gorge '46, à la conduite 51 d'évacuation de
l' eau ..
Les moyens de circulation d'eau comprennent,
pour chaque chambre 18 , un orifice d' alimentation 29a
et un orifice d'évacuation 29b, prévus dans la paroi
20, au voisinage de la paroi d'extrémité 24, de part
et d'autre de la cloison 26 (Fig.4). Ces orifices sont
ménagE~s prévus dans la zone de la paroi 20 qui
s'étend, suivant la direction axiale, au-delà de la
semel:Le 21 du côté opposé au châssis 2 (Fig. 1).
Les deux orifices 29a et 29b, ménagés sur
chaquE~ segment 3, se déplacent radialement avec lui
lors des mouvements radiaux d'expansion ou de
rétra<~tion et sont donc reliés par des moyens de
raccordement J extensibles radialement (Fig.2), aux
orifi~~es 29a et 29b et les orifices, respectivement,
d'alimentation 31a et d'évacuation 31b, qui sont
ménagés sur la boîte à eau 35 et sont donc fixes
radia:Lement.
Dans l'exemple représenté, chaque plaque de
refroidissement 30 est munie d'une pièce de jonction
34 fixée sur la paroi interne 20 à l'extrémitê avant
de celle-ci dépassant au-delà de l'arbre 1, c'est à
dire au niveau de la boîte à eau 35. La pièce de
jonction 34 est munie de deux orifices 29a, 29b,
débouchant dans les deux chambres 18a, 18b de la
plaque de refroidissement 30, de part et d'autre de la
cloison centrale 26 et sont reliés, respectivement,
aux deux orifices 31a, 31b qui sont ménagés sur la
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face c:orrespondante 35a de la boîte à eau 35 de part
et d'autre de la cloison 38. La liaison est assurée
par une tubulure 33 en matière déformable, par exemple
un élastomère, qui peut avoir avantageusement la forme
de tonneau bi-conique représentée sur la f figure 2 , de
façon à pouvoir s'écraser facilement, les deux
extrémités de éhaque tubulure 33 étant appliquées de
façon étanche par des brides, respectivement sur la
boîte à eau 35 et sur la pièce de jonction 34.
De la sorte, la chambre 18a de chaque plaque
de refroidissement 30 est reliée à la chambre
corre~;pondante 37a de la boîte à eau 35 qui est elle
même alimentée en eau, à partir de la conduite
d'alimentation 50, par une canalisation 44a traversant
dans 1.' arbre 1.
L'eau qui entre par l'orifice 29a circule dans
la chambre 18a jusqu'à l'extrémité du segment, tourne
autour de la cloison centrale 26 et revient par la
chambz~e 18b pour s'échapper par l'orifice 29b relié à
la chambre d'évacuation 37b de la boîte à eau 35, qui
est elle-même reliée par une canalisation 44b, à la
gorge 46 débouchant dans la conduite d'évacuation 51.
On réalise ainsi une circulation continue de
l'eau en circuit fermé, sans gêner la rotation du
mandrp~n ni l'expansion ou le rétreint de celui-ci, la
plaquer de commande 7 pouvant se déplacer librement
entre l'extrémité du mandrin et la boîte à eau 35 pour
commander le déplacement radial des segments 3, alors
que les plaques de refroidissement 30 correspondantes
restent reliées de façon étanche aux canalisations
d'alimentation et d'évacuation par les tubulures
déformables 33.
I1 apparaît que le système de refroidissement
selon l'invention ne complique pas sensiblement la
réali:~ation du mandrin puisque l'ensemble du système
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de circulation d'eau est placé à l'intérieur du
mandrin, la boite à eau 35 étant logée dans un espace
de faible épaisseur ménagé â l'extrémité frontale de
l'arbre 1.
Par ailleurs, les risques de fuites sont
faibles, même pour des pressions assez élevées, car
toute la circulation d'eau est réalisée par des
canalisations rigides ou bien ménagée directement à
l'intérieur des pièces du mandrin, sauf les tubulures
déformables 33 dont l'étanchéité peut être assurée
facilement par des raccords résistant à la pression et
qui peuvent, d'ailleurs, être surveillées et
remplacées, le cas échéant, sans difficulté.
Pour éviter tout risque de pollution du
mandrin, l'extrémité frontale de celui-ci dans
laque7.le est logée la boîte à eau 35, peut
avantageusement être fermée par une plaque de
protection H fixée par des vis sur la face avant de la
boîte à eau 35. Du côté arrière de celle-ci est fixé
un capot annulaire G de section polygonale comportant
quatre branches qui s'étendent entre les patins 11 et
sont munies de joints à lèvres déformables prenant
appui sur les extrémités des segments 3 et sur les
faces latérales des patins 11 de façon à éviter
l'introduction d'eau ou d'impuretés dans le mécanisme
de commande.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux
détai7_s du mode de réalisation qui vient d'être
décrit., d'autres dispositions pouvant être adoptées
sans a'écarter du cadre de protection défini par les
reven~~ications .
En particulier, l'invention s'applique à tout
type de mandrin comprenant des segments adjacents
susceptibles de s'écarter ou de se rapprocher et le
nombrE: de segments pourrait être différent sans
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modification notable des dispositions qui viennent
d'être décrites, la boîte à eau ayant une section
polygonale correspondant au nombre de segments. Le
système de circulation d'eau qui a été décrit suppose
5 un nombre pair de segments mais pourrait être modifié,
notamment pour réduire le nombre d'alésages ménagés
dans .l'arbre céntral 1.
De même, il est avantageux de refroidir le
mandrin par circulation d'eau mais d'autres fluides
10 caloporteurs pourraient, évidemment, être utilisés.
Les signes de référence insérés après les
caractéristiques techniques mentionnées dans les
revendications, ont pour seul but de faciliter la
compréhension de ces dernières et n'en limitent
15 aucunement la portée.
