Brevet FR2001380A1 — publié le 19690926

î 2001380 La présente invention a pour objet un dispositif de palier susceptible d'être employé dans un moteur à turbine â gaz, par exemple. Selon l'invention, le dispositif de palier comprend un palier, comportant une bague de roulement annulaire extérieure, et une bague de roulement annu-5 laire intérieure rotative, montée concentriquement à l'intérieur de ladite bague de roulement extérieure, dont elle est espacée par des éléments roulants, qui sont en contact avec les dîtes bagues de roulement intérieure et extérieure. La surface interne de la bague de roulement intérieure présentant des rainures axiales espacées angulairement entre elles ; des moyens radiaux, en direction de l'inté-10 rieur de la dite surface interne, dirigent le lubrifiant vers l'extérieur, sur une région commune de cette surface interne avec laquelle les dites rainures communiquent y et des conduits radiaux au moyen desquels seules certaines des dites rainures fournissent, au cours du fonctionnement, du lubrifiant aux éléments roulants à partir des côtés opposés espacés axialement du palier, ladite région commune 15 étant située sur l'un des côtés du palier, et les rainures restantes communiquant directement avec un conduit de lubrifiant s'étendant axialement à partir de l'autre côté du palier. Le terme "éléments roulants", tel qu'il est utilisé dans la présente description, comprend les billes, rouleaux, aiguilles et autres éléments de même 20 genre. - Chacune des dites certaines rainures peut au cours du fonctionnement, ne fournir le lubrifiant aux éléments roulants, qu'à partir de l'un des côtés du palier seulement. Celles des dîtes rainures qui fournissent le lubrifiant à l'un des côtés peu-25 vent être axialement plus courtes que celles qui fournissent le lubrifiant à l'autre des côtés. Les rainures restante peuvent s'étendre depuis l'un des côtés de la bague de roulement intérieure jusqu'à l'autre côté de celle-ci. Un second palier peut être disposé de manière â être alimenté en lubrî-30 fiant par le dît conduit cfe lubrifiant. La surface interne d'une bague de roulement intérieure de ce second pa-lier (ou la surface d'un arbre sur lequel cette bague de roulement est montée) peut présenter une pluralité de rainures axiales et espacées angulairement entre elles, communiquant respectivement, par l'intermédiaire de conduits radiaux, 35 avec les côtés opposés de ce second palier, de manière â fournir le lubrifiant 901435 2 2001380 aux éléments roulants de celui-ci, ces dernières rainures communiquant toutes avec une région commune de cette dernière surface interne, laquelle région commune est située sur l'un des côtés de ce second palier, et est disposée de manière à être alimentée en lubrifiant par ledit conduit. 5 Le premier palier mentionné et le second palier, peuvent être disposés res pectivement sur les côtés opposés de l'arbre de transmission commun. L'invention comprend également un moteur à turbine à gaz équipé d'un dispositif de palier tel que décrit ci-dessus. L'invention est représentée, à titre de simple exemple, à l'aide des des-10 sins annexés qui représentent : - figure 1, une vue arrachée schématique, en partie en coupe, d'un moteur à turbine à gaz équipé d'un dispositif de palier conforme à l'invention ; figure 2, ' une vue arrachée en coupe d'une partie de la structure représentée figure 1, à plus grande échelle ; 15 - figure 3, une vue arrachée, en coupe, prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 1 représente un moteur à turbine â gaz à canal de soufflage 10, pourvu d'un carter de moteur 11 . Une enveloppe extérieure, ou capot, 13, dans laquelle est monté un ventilateur 14 à un seul étage, est assujettie au carter 11 20 du moteur, au moyen d'entretoises radiales 12. Le carter 11 du moteur, et l'enveloppe 13, délimitent entre eux un canal de soufflage 15, à travers lequel l'air en provenance du ventilateur 14 est envoyé dans l'atmosphère. On remarquera que les entretoises 12, au moyen desquelles l'enveloppe extérieure 13 est montée sur le carter 11 du moteur, sont disposées uniquement sur le côté aval du ventila-25 teur 14, ce mode de construction ayant pour but de réduire le bruit du au ventilateur 1 4. Un compresseur 16, un équipement de combustion 17, une turbine haute pression. 18 et une turbine basse pression 19, sont montés en série dans le sens dé l'écoulement des gaz, â l'intérieur du carter 11 du moteur, les gaz d'échappe-30 ment de la turbine étant dirigés vers l'atmosphère, â travers un canal d'échappement 20. La turbine haute pression 18 entrafne le compresseur 16 au moyen de l'arbre de transmission 23. La turbine basse pression 19 entrafne le ventilateur 14 au moyen de l'arbre de transmission 24, monté concentriquement à l'intérieur de 35 l'arbre de transmission 23 dont il est espacé. L'extrémité amont de l'arbre de 6901435 3 2001380 transmission 24 est montée dans un palier â rouleaux 25, qui est supporté par l'extrémité amont du compresseur 16, au moyen d'un panneau de palier 26, s'étendant sensiblement radialement. Le compresseur 16 comporte une rangée d'aubes de guidage de sortie 30, 5 entre ie carter II du moteur et un panneau de palier 31 sensiblement radial. Le panneau de palier 31 est ainsi supporté par ie carter 11 du moteur, au moyen des aubes de guidage de sortie 30. Le panneau de palier 31 supporte une bague de roulement annulaire extérieure fixe 32, d'un palier de positionnement 33, â l'intérieur duquel l'arbre de transmission 23 est monté, en vue d'être entraîné en ro-10 tation, la bague de roulement extérieure 32 étant boulonnée au panneau de palier 31 par des boulons 34 (voir figure 2). Le palier 33 comporte une bague de roulement annulaire intérieure 35, montée concentriquement â l'Intérieur de la bague extérieure 32, dont elle est séparée par les billes 36, qui sont en contact de roulement avec ces bagues exté-15 rleure et intérieure, respectivement 32 et 35. Les billes 36 sont retenues à l'intérieur d'une cage 37, laquelle est en contact avec la bague de roulement intérieure 35, et se comporte en fait comme le feraient deux paliers lisses disposés respectivement sur les côtés opposés des billes 36. De tels paliers nécessitent une lubrification, et la présente invention a -principalement pour objet, un mode de 20 construction permettant cette lubrification. Ainsi qu'il est mieux représenté sur la figure 3, la bague de roulement .intérieure 35 présente une surface Intérieure 40, comprenant des groupes de rainures 41, 42, 43, de section transversale constante, s'étendant axialement, et angulairement espacées l'une de l'autre. Les rainures 41, 42, 43, de section 25 transversale constante, s'étendant axialement, et angulairement espacées l'une de l'autre. Les rainures 41, 42, 43, en forme d'éléments cylindriques, sont disposées successivement par groupes de trois,autour de la bague de roulement intérieure 35. Soutes les rainures 41, 42, 43 communiquent avec uae région commune 30 44 de la surface intérieure 40, laquelle est disposée sur le côté aval du palier 33 (c'est-à-dire â droite de celui-ci lorsqu'il est vu suivant les figure 1 et 2). Les rainures 41 communiquent avec des conduits radiaux 45, au moyen desquels, le lubrifiant qui est fourni à ces rainures 41, peut passer sur le côté aval du palier 35, de manière â effectuer la lubrification de la cage 37 et des 35 billes 36, de ce côté aval. Ainsi que le montre la figure 2, les rainures.41, 6901435 4 2001380 42 ne s'étendent pas sensiblement en amont des régions dans lesquelles elles communiquent avec leurs conduits respectifs 45 , 46. En conséquence, les rainures 41, qui fournissent le lubrifiant au côté aval du palier 33, sont axialement plus courtes que les rainures 42 qui fournissent le lubrifiant au côté amont de ce 5 palier 33. En fonctionnement, chacune des rainures 41, 42 est ainsi disposée pour fournir le lubrifiant aux billes 36, d'un seul côté du palier 33. Tandis que les rainures 41, 42 ne s'étendent que sur une partie du parcours axial, à travers la bague de roulement intérieure 35, les rainures 43 s'étendent complètement depuis la région commune 44, sur le côté aval de cette 10 bague de roulement intérieure 35, jusqu'au côté amont 47 de ladite bague de roulement intérieure 35. La région commune 44 est alimentée en lubrifiant par un conduit 50, qui est pourvu d'une buse 51, disposée radialement en direction de l'intérieur de cette région commune 44, de telle sorte que le lubrifiant est dirigé radialement vers 15 l'extérieur, â partir de cette buse 51, et sur ladite région commune 44. On remarquera que le lubrifiant, fourni à la région commune 44, sera envoyé non seulement pour lubrifier les côtés opposés de la cage 37 et les billes 36, mais également pour effectuer le refroidissement de l'arbrt de transmission 23. Les rainures 43, qui s'étendent jusqu'au côté amont 47 de la bague de 20 roulement intérieure 35, communiquent directement sur ce côté avec un conduit de lubrifiant 52, qui s'étend axialement à partir de ce côté amont 47. Le conduit de lubrifiant 52 est limité par l'arbre de transmission 23, et un prolongement axial 53 de la bague de roulement intérieure 35. Le prolongement axial 53 est boulonné à une partie 54, sensiblement ra-25 diale, de l'arbre de transmission 23, par des boulons 55. Les boulons 55 servent également à fixer un élément à rebord 56 â la partie 54 de l'arbre de transmission. L'élément à rebord 56 étant disposé sur le côté de la partie 54 de l'arbre de transmission qui est axialement opposé à celui recevant le prolongement axial 57 53. L'élément à rebord 56 comporte un rebord axial/ qui se prolonge radialement 30 vers l'intérieur de la surface interne 58 d'un arbre court 59, fixé à l'arbre de transmission 24. Une bague de roulement intérieure 61, d'un palier de positionnement 62, est montée sur l'arbre court 59, de manière à tourner avec lui. Le palier 62 comporte une bague de roulement annulaire extérieure rotative 63, â l'intérieure de 35 laquelle la bague de roulement intérieure 61 est montée concentriquement, et 6901435 5 2001380 dont elfe est espacée par les bill-es 64 qui sont en contact de roulement avec ces bagues intérieure et extérieure 61 et 63. Dans la surface 58 de l'arbre court 59 sont formées des rainures 65, de section transversale constante, s'étendant axialement, et espacées angulairement 5 l'une de l'autre. Toutes ces rainures 65 communiquent avec une région commune 66, située sur le côté aval de l'arbre court 59, et, par conséquent, sur le côté aval du palier 62. Le lubrifiant qui a traversé le conduit 52, peut s'écouler à travers des trous 67, 68, pratiqués dans la partie 54 de l'arbre de transmission, et dans l'élément à rebord 56, respectivement, de manière à s'écouler à la surfait) ce interne du rebord 57. De là, le lubrifiant peut passer radialement à l'extérieur de l'extrémité amont du rebord 57, et sur la surface interne 58 de la région commune 66. Chacune des rainures 65 s'étend, à son extrémité amont, jusque dans une position légèrement en amont de la bague de roulement intérieure 61 . En outre, 15 1 es rainures alternantes 65 communiquent au moyen de conduits radiaux 71, 72, respectivement, avec le côté amont de la bague de roulement intérieure 61, et avec un conduit 73 s'étendant radialement à travers cette bague de roulement intérieure 61, au voisinage du côté aval de celle-ci. En conséquence, le lubrifiant alimente, par l'intermédiaire des rainures alternantes 65, les côtés opposés 20 du palier 62, de telle sorte que ce Iubrifiant atteint les billes 64 de celui-ci. Bien que, pour la commodité de la fabrication, toutes les rainures 65 sont de même longueur axiale, l'une sur deux peut, si on le désire, ne s'étendre que jusqu'aux conduits 72. On remarquera que l'extrémité amont du système haute pression constitué 25 par la turbine haute pression 18, l'arbre de transmission 23, et le compresseur 16, est supportée directement par le panneau de palier 31, par l'intermédiaire du palier 33, tandis que l'extrémité amont du système basse pression constitué par la turbine basse pression 19, l'arbre de transmission 24 et le ventilateur 14, est supportée par l'arbre de transmission 23 au moyen du palier 62, les paliers 33, 62, 30 étant disposés respectivement sur les côtés opposés de la partie 54 de l'arbre de transmission. Le lubrifiant qui a traversé le palier 33 s'écoule dans une chambre 74, qui est délimitée par le panneau 31, la partie 54 de l'arbre de transmission, et une paroi sensiblement radiale 75. Le lubrifiant qui a traversé le palier 62 passe 35 dans une chambre 76, délimitée entre la partie 54 de l'arbre de transmission, 6901435 6 2001380 l'élément à rebord 59, et un élément cylindrique 78. Des pompes de balayage (non représentées) servent & expulser le lubrifiant qui a pénétré dans les chambres 74, 76. Pendant le fonctionnement, le lubrifiant est fourni à la conduite de lubri-5 fiant 50, et passe ensuite, par l'intermédiaire de la buse 51, dans la région commune 44 de la surface interne 40 de la bague de roulement intérieure 35. Les rainures 41, 42, 43 servent à diviser ce lubrifiant en trois parties, deux de celles-ci étant fournies respectivement aux côtés amont et aval du palier 33 et la troisième étant fournie au conduit de lubrifiant 52. La partie qui est fournie au conduit de 10 lubrifiant 52 s'écoule, par l'intermédiaire des trous 67, 68, sur la surface interne du rebord 57, et, ensuite, radialement vers l'extérieur dans la région commune 66 de la surface interne 58 de l'arbre court 59. En conséquence, du lubrifiant est fourni aux rainures 65, et est divisé par celles-ci en deux parties égales qui sont fournies respectivement aux côtés amont et aval du palier 62. 15 On remarquera que la bague de roulement intérieure du palier 62 peut, au lieu d'être constituée, ainsi qu'il est représenté, comme un élément séparé monté sur l'arbre court 59, former partie intégrante de l'arbre de transmission 24, auquel cas les rainures 65 peuvent être pratiquées dans la surface interne de cette bague de roulement intérieure. 20 Bien que l'invention ait été représentée dans son application à un moteur à turbine à gaz employant deux arbres principaux (c'est-à-dire les arbres de transmission 23 et 24), elle peut s'appliquer à un moteur comportant trois arbres, auquel cas le panneau de palier 31 sera disposé entre le compresseur à pression intermédiaire et le compresseur haute pression de ce moteur. 25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. 6901435 7 2001380 REVENDICATIONS 1°/ Dispositif de palier comprenant un palier, comportant une bague de roulement annulaire extérieure et une bague de roulement annulaire intérieure rotative, montée concentriquement à l'intérieur de ladite bague de roulement extérieure, dont elle est espacée par des éléments roulants qui sont en contact avec 5 les dites bagues de roulement intérieure et extérieure, caractérisé en ce que la surface interne de la bague de roulement intérieure présente des rainures axiales espacées angulairement entre elles ; des moyens radiaux en direction de l'intérieur de ladite surface interne, pour diriger le lubrifiant radialement vers l'extérieur, sur une région commune de cette surface interne avec laquelle toutes les 10 dites rainures communiquent ; et des conduits radiaux au moyen desquels certaines seulement des différentes rainures fournissent, au cours du fonctionnement, le lubrifiant aux éléments roulants, à partir des côtés opposés axialement espacés du palier, ladite région commune se présentant sur l'un des dits côtés du palier, et les rainures restantes communiquant directement avec un conduit de lubrifiant s'é-15 tendant axialement à partir de l'autre côté du palier. 2°/ Dispositif de palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours du fonctionnement, chacune des dites certaines rainures fournit le lubrifiant aux éléments roulants, seulement â partir de l'un des côtés du palier. 3°/ Dispositif de palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que 20 celles desdites certaines rainures qui fournissent le lubrifiant à l'un des dits côtés, sont axialement plus courtes que celles qui fournissent le lubrifiant â l'autre des dits côtés. 4°/ Dispositif de palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dites rainures restantes s'étendent, depuis l'un 25 des côtés de la bague de roulement intérieure jusqu'^ l'autre côté de celle-ci. 5°/ Dispositif de palier selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'un second palier est disposé en vue d'être alimenté en lubrifiant par le dit conduit de lubrification. 6°/ Dispositif de palier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la 30 surface interne d'une bague de roulement intérieure du second palier (ou d'un arbre sur lequel la bague de roulement intérieure précitée est'montée) présente des rainures axiales espacées angulairement entre elles, communiquent respectivement, par l'intermédiaire de conduits radiaux, avec les côtés opposés de ce second palier, de manière â fournir le lubrifiant aux éléments'roulants de ce second palier 6901435 8 2001380 toutes les rainures précitées communiquant avec une région commune de la surface interne précitée, laquelle région commune se présente sur l'un des côtés du second palier, et est disposée en vue d'être alimentée par le lubrifiant en provenance du dit conduit de lubrification. 5 7°/ Dispositif de palier selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le premier palier cité et le second palier sont disposés respectivement sur les côtés opposés de l'arbre de transmission commun.