Brevet FR2005008A1 — publié le 19691205

La présente invention concerne les systèmes de lubrification pour le graissage intermittent de pie ces de machines, et spécialement, mais non exclusivement, le graissage d'un dispositif cannelé d'entrainement d'organe annexe de moteur à turbine à gaz. Selon un aspect de l1invention, un système de lubrification pour le graissage intermittent d'une pièce de machine, comprend un dispositif d'alimentation en lubrifiant d'un réservoir annulaire ménagé sur, ou dans, la face interne d'un élément creux tournant, de façon que, lorsque la vitesse de rotation de l'é dément tournant est égale ou supérieure à une valeur prédéterminée, le lubrifiant soit retenu dans le réservoir par la force centrifuge, et qu'il ne se répande sur la pièce, que lorsque la vitesse de rotation tombe en dessous de cette valeur prédéterminée. En outre, selon un autre aspect de l'invention, l'alimentation en labri fiant est continue, et tout le lubrifiant en excès de la quantité nécessaire au remplissage dudit réservoir, s'échappe de ce dernier par des organes d'évacuation appropriés. De préférence, lesdits Organes d'évacuation du lubrifiant en excès communiqueront avec une autre pièce à lubrifier. Ledit réservoir sera constitué, de préférence, par une cavité circulaire ménagée dans la face interne de l'élément tournant, entre deux parties de celui-ci séparées axialement, et de rayons différents, et lesdits organes d2dvacua- tion comprendront au moins un conduit radial faisant communiquer le partie de la face interne de l'élément tournant ayant le plus grand rayon, @@ve@ la face externe dudit élément. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ce conduit (ou chaque conduit) est un segment de l'élément tournant n'excédant pas 1800 de sa circonférence, et il communique avec une chambre annulaire ménagée sur la face externe dudit élément tournant, et communiquant elle-meme avec le reste de la pièce, par au moins un autre conduit radial communiquant lui-meme avec un segment de la chambre annulaire, diamétralement apposée au segment de l'élé- ment tournant contenant le premier conduit mentionné. De préférence, la partie de la face interne de l'élément tournant de plus grand rayon, est munie d'un barrage annulaire faisant saillie radialement vers l'intérieur, et situé du côté du premier conduit mentionné, éloigné du ré- servoir et entre ledit premier conduit et la première partie mentionnée, le le rayon de la face @adialement in terne du @@@@@ge. @@@ @@@@rieur au ray@n de la partie de la face interne de l'élément tour@@@@ de plus p@@@@ @@y@n. Donc, l'élément fournant peut comprendre un arbre moteur creux, tel qu'un arbre d'entraînement auxlliaire de moteur à turbine à gaz, la partie premièrement mentionnée peut comprendre un joint cannelé entre l'arbre moteur et un arbre secondaire tel que l'arbre d'une pompe hydraulique, et l'autre partie peut comprendre un palier, dans lequel l'arbre moteur est monté rotatif. Une extrémité de l'arbre moteur sera ouverte, de préférence, et s@ fac interne sera pourvue de cannelures axi@les. Une extrémité de l'arbre secondaire aura donc sa face externe gar@@e @e canneiures axiales, et pénétrera dans l'extrémité ouverte de l'arbre moteur, et une pièce d'étanchéité annulaire, par exemple un anneau, sera placé entre la face interne de l'extrémité ouverte de l'arbre moteur, et la face externe de l'arbre secondaire, du côté des cannelures, éloigné du réservoir. L'invention concerne aussi un moteur à turbine b gaz, équipé d'un dispositif d'entraînement auxiliaire, selon ce qui pré@ède. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en détail, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus schématique, en coupe partielle, d'un moteur à turbine à gaz équipé d'un dispositif d'entrainement auxiliaire, comprenant un système de graissage selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe partielle du dispositif d'entrainement auxiliaire de la figure 1 ç et - la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2 ; - la figure 4 fest une coupe d'un autre mode de réalisation du système de graissage selon l'invention. La figure 1 représente un moteur @ furbine à gaz 10, comprenant, dans l@ sens d'écoulement des gaz, une entrée d'air 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression le, un système de combustion 18, une turbine haute pression 20, qu'un drbre 22 rend solidaire du compresseur haute pression 16, une turbine basse pression 24, qu un ssbsc 26 rend solidaire du compresseur basse pression 14, et une tuyère de propulsion 28. Un arbre moteur auxiliaire creux 30, s'étendant horizontalement et @@@@endiculaire à l'axe de l'arbre 22, @@@ entrainé par @@ de@ ier @@ @@@@@@ @@@@@@ @@@@ @@@@@@ge conique 32.L'arbre L'arbre 30, à sOn tour, est relié à l'arbre 31 d'une pompe hydraulique 34. L'arbre moteur auxiliaire creux 30 est représenté en détail sur la figure 2. On peut voir qu'il est monté rotatif dans des paliers 36 et 38, espacés axialement l'un de l'autre, le palier 36 étant un palier à rouleaux, et le palier 38 un palier à billes, Le palier 38 comporte une cage intérieure 40, attachée à la face externe 42 de l'arbre 30, une cage extérieure 44, attachée à une structure fixe (non représentée); et une pluralité de billes, 46. Une cavité circulaire 54, constituant un réservoir annulaire de lubrifiant, est ménagée dans laice interne de l'arbre 30, entre deux parties 50 et 52 de cet arbre, de rayons différents. L'alimentation du réservoir 54 en lubrifiant (non représentée) est prévue à gauche de la partie 50, comme on peut le voir sur la figure 2. Un conduit radial 56 fait communi-quer ladite partie 52 (de plus grand rayon que la partie 50) avec une chambre annulaire 58, délimitée par la face externe 42 de l'arbre 30, et la cage intérieure 40 du palier 38. Un autre conduit radial 60, espacé angulairement du conduit 56, d'environ 1800, fait communiquer la chambre annulaire 58 et les billes 46 du palier 38 ; cette particularité est plus clairement visible sur la figure 3. Ladite partie 52 est munie, du côté du conduit 56 éloigné du réservoir 54, d'un barrage annulaire 62, saillant radialement vers l'intérieur, et dont la face radiale interne 64 a un rayon plus grand que celui de ladite partie 50. L'extrémité 66 de l'arbre 30, du-côté du barrage 62 éloigné du réservoir 54! est ouverte et disposée de façon à entourer coaxialement l'extrémité 72 de l'arbre 31 ; elle est, en outre, munie de cannelures internes axiales 68, s'engageant dans des cannelures externes axiales 70, ménagées à l'extrémité 72 de l'arbre 31. Une bague d'étanchéité 74, en matière élastomère, est placée, du côté des cannelures 68 et 70, éloignées du réservoir 54, dans une gorge annulaire 76, ménagée dans la face externe de l'arbre 31, et elle forme un joint étanche avec la face interne 48 de l'arbre 30. En cours de fonctionnement, quand le moteur 10 tourne normalement, le réservoir 54 est alimenté en lubrifiant de façon continue, ce lubrifiant y étant retenu par la force centrifuge. Quand le réservoir 54 est plein, le lubrifiant se déverse par dessus son bord défini par ladite portion 52, et s'écoule de façon continue vers les billes 46 du palier 38, par le conduit 56, la chambre annulaire 58, et le conduit 60. Le passage du librifiant vers les cannelures 68 et 70, est empeché par le barrage 62. Quand on coupe les gaz du moteur 10, la vitesse de rotation de l'arbre 30 tombe au-dessous de la valeur minimum nécessaire à la production d'une force centrifuge suffisante pour retenir le lubrifiant dans le réservoir 54. Le lubrifiant qui remplissait auparavant le réservoir annulaire 54, tombe donc au fond de l'intérieur de l'arbre 30, et la quantité de lubrifiant qui s'y trouve, augmente donc. Le lubrifiant déborde donc par dessus le barrage 62, dans l'espace occupé par les cannelures 68 et 78, et y est retenu par la bague d'étanchéité 74. La quantité de lubrifiant qui s'écoule dans le palier 38 est très faible, par suite de l'écartement angulaire de 1800, entre les conduits 56 et 60. Quand le moteur 10 repart, le lubrifiant qui s'est écoulé dans l'espace occupé par les cannelures 68 et 70, s'étale en couche annulaire sur la face interne 48 de l'arbre 30, entre les cannelures 68 et 70, tandis que du lubrifiant de rechange arrive au réservoir 54 et au palier 38, comme décrit plus haut. Comme une faible fuite continue de lubrifiant par la baque d'étanchéité 74 est possible, on comprendra que le système de graissage de la présente invention assure le remplissage en lubrifiant de l'espace occupé par les cannelures 68 et 70, chaque fois qu'on coupe les gaz du moteur 10. En outre, le risque d'un écoulement continu de lubrifiant vers les cannelures 68 et 70, et sa conséquence possible d'une perte totale rapide de tout le lubrifiant du moteur 10, en cas de défaillance de la baque d'étanchéité 74, est éliminé. Enfin, la bague d'étanchéité 74 diminue le risque de contomination du lubrifiant par le fluide hydraulique, si la pompe 74 venait à défaillir. On comprend donc que la "valeur déterminée" de la vitesse de rotation de l'élément tournant, dont on c parlé plus haut, est sa vitesse minimum de rotation nécessaire pour engendrer une force centrifuge suffisante, pour retenir le lubrifiant dans le réservoir annulaire. Des dispositions sont prises pour qu'à toutes les vitesses normales de fonctionnemett du moteur 10, la vitesse de rotation de l'arbre 30 soit supérieure à cette valeur déterminée. On voit aussi qu'il n'est pas nécessaire d'amener continuellement du lubrifiant au réservoir 54 : on pourrait, par exemple, lubrifier le palier 38 par d'autres voies que le conduit 56, que l'on pourrait alors éliminer, et faire en sorte que du lubrifiant n'arrive au réservoir 54 pendant que ce dernier tourne, que lorsque ledit réservoir n'est pas pliin. Enfin, le système de graissage de la présente invention n'est pas seulement applicable à la lubrification de cannelures, mais peut s'adapter facilement à la lubrification d'une timonerie de commande, et d'autres pièces nécessitant un graissage intermittent dans des appareils ou machines possédant des parties tournantes convenables. La figure 4 représente un autre mode de réalisation du réservoir 54 et de son alimentation en lubrifiant. Un tube d'alimentation de lubrifiant 80, recevant du lubrifiant par son extrémité gauche (comme représenté sur la figure), est monté coaxialement à l'intérieur de l'arrbrc 30, de façon à tourner avec lui. L'extrémité droite du tube 80 est fermée par un bouchon ou capsule 82. La face interne des flancs 88 de ce bouchon est en contact étanche avec la face externe du tube 80, et elle est pourvue d'une gorge circulaire 90. L'inté- rieur du tube 80 communique avec la gorge 90 par un passage radial 94, tandis qu'un autre passage radial 92,ménagé dans le flanc du bouchon, et espacé du passage 94, d'environ 1800, fait communiquer la gorge W avec l'espace situé à l'extérieur du bouchon 82. Le fianc 88 du bouchon 82 est pourvu, à son extrémité gauche, d'un flasque troncônique 84, saillant vers l'extérieur, et dont la totalité de la périphérie est en contact étanche avec ia face interne de l'arbre 30, par l'intermléo diaire d'une bague de caoutchouc 86. Le réservoir 54 est donc, dans ce cas, constitué par l'espace délimité par le flasque 84 et la partie 52 de la face interne ne de l'arbre 30. Lorsque l'arbre 30 tourne, le lubrifiant envoyé à l'intérieur du tube 80, s'écoule radialement vers l'extérieur, par le passage 94, sous l'action de lei force centrifuge, et remplit la gorge 90. Il s'en échappe ensuite en s'écoulant radialement par le passage 92, et remplit le réservoir 54. Quand l'arbre 30 cesse de tourner, la séparation angulaire de 180C entre les passages 92 ef 94, assure que la quantité de lubrifiant revenant du réservoir 54 dans le tube 80 est très faible. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de Ba description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à le portée d'un homme de métier. Revendications 1. Système de lubrification pour le graissage intermittent d'une pièce de machine, comprenant un dispositif d'alimentation en lubrifiant d'un réservoir annulaire ménagé sur, ou dans, la fae interne, d'un élément creux tournant, de façon que, quand la vitesse de rotation de l'élément tournant est égale ou supé- rieure à une valeur déterminée, le lubrifiant est retenu dans le réservoir par la force centrifuge, et qu'il ne se rpand dudit réservoir sur la pièce de machine que Icirsque la vitesse de rotation tombe en dessous de cette valeur. 2. Système de lubrification pour le graissage intermittent d'une pièce @e machine selon la revendication 1, comprenant un dispositif d'alimentation continue en lubrifiant d'un réservoir annulaire ménagé sur, ou dans, la face interne d'un élément creux tournant, de façon que, quand la vitesse de rotation de l'élément creux tournant est égaie ou supérieure à une valeur déterminée, le lubrifiant est retenu dans le réservoir par la force centrifuge, que tout le lubri- fiant en excès de la quantité nécessaire au remplissage dudit réservoir s'échappe -de ce dernier par des organes d'évacuation @ppropriés, et qu'il ne se répand dudit réservoir sur ladite pièce de machine que lorsque la vitesse de rotation tombe en dessous do cette valeur' déterminée. 3. Système de lubrification selon la revendication 2, dans lequel lesdits organes d'évacuation du lubrifiant en excès communiquent avec une autre pièce à lubrifier. 4. Système de lubrification selon les revendications 2 ou 3, dans lequel le dispositif d'alimentation du réservoir en lubrifiant comprend un conduit à lubrifiant, monté à l'intérieur de l'élément tournant,, et espacé de lui, un bouchen fermant l'extrémité du conduit et définissant une chambre annulaire avec la face externe du sonduit, un premier passage faisant communiquer l'intérieur du conduit et la chambre annulaire, et un second passage faisant communiquer Ru chambre annulaire et le réservoir, ie premier passage communiquant avec une région de a chambre annulaire diamétralement opposée à la région de ladite chambre annulaire avec laquelle le second passage communique. 5. Système de lubrification selon la revendication 4, dans lequel la chambre annulaire est constituée d'une gorge circulaire ménagée dans la face interne dudit bouch@@. 6. Système de l@@@@ficati@ @@@@@ @@@ @@@endications 4 ou 5, dans lequel ledit bouchon est muni d'un flasque s'étendant radialement vers l'exté- rieur, et prenant contact avec la face interne de l'élément tournant, de façon à constituer l'une des parois axiales du réservoir. 7. Système de lubrification selon une des revendications 2 à 5, dans lequel le réservoir comprend une cavité circulaire ménagée dans la face interne de l'élément tournant, ladite cavité étant placée entre des parties de l'élément tournant axialement séparées et de rayons différents, et dans lequel lesdits organes d'évacuation comprennent au moins un conduit radial faisant comm uni- quer la partie de la face interne de l'élément tournant ayant le pius grand rayon, avec la face externe dudit élément tournant. 8. Système de lubrification selon la revendication 7, dans lequel lesdits organes d'évacuation comprennent en outre une chambre annulaire ménagée sur la face externe de l'élément tournant et ayant le même axe que lui, et communiquant avec ledit conduit, et au moins un autre conduit radial débouchant vers l'extérieur, et communiquant avec une région de la chambre annulaire diamétralement opposée à la région de la chambre annulaire avec laquelle communique le premier conduit précité. 9. Système de lubrification selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la partie de la face interne de l'élément tournant de plus grand rayon est munie d'un barrage annulaire saillant radialement vers l'intérieur, placé du catie du, ou des, conduits d'abord mentionnés, éloignés du réservoir et entre le, ou les, dits conduits et ladite pièce d'abord mentionnée, le rayon de la face interne radiale du barrage étant supérieur à celui de la partie de la face interne de l'élément tournant de plus petit rayon. 10. Appareil incorporant un système de lubrification selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément tournant comprend un arbre moteur creux. 11. Appareil incorporant un système de lubrification selon une des revendication 3 à 9, dans lequel s'élément tournant comprend un arbre moteur creux. 12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel I'autre pièce à lubrifier comporte un palier, dans lequel l'arbre moteur est monté rotatif. 13. Appareil selon une des revendications 10 à 12, dans lequel l'arbre moteur est un arbre moteur auxiliaire d'un moteur à turbine à gaz. 14. Appareil selon une des revendications 10 à 13, dans lequel ladite pièce d'abord mentionnée comprend un joint cannelé entre l'arbre moteur et un arbre secondaire. 15. Appareil selon lo revendication 14, dans lequel l'arbre secondaire est l'arbre d'une pompe hydraulique. 16. Appareil selon la revendication 14, dans lequel une extrémité de l'arbre moteur est ouverte, et pourvue de cannelures axiales sur sa face interne. 17. Appareil selon la revendication 16, dans lequel une extrémité de l'arbre secondaire est pourvue de cannelures axiales sur sa face externe, et pénètre dans l'extrémité ouverte de l'arbre moteur, un organe annulaire d'étanchéité étant placé entre la face interne de l'extrémité ouverte de l'arbre moteur et la face externe de l'arbre secondaire, du coté des cannelures, éloigné du réservoir