Brevet FR2028122A1 — publié le 19701009

i 2028122 La présente invention concerne un dispositif de graissage destiné à un ensemble de palier supportant vin arbre. Il est classique de fournir un curseur de butée sur l'extrémité tourillonnée d'un arbre rotatif sur lequel est ménagée une 5 face d'appui venant en contact de façon coulissante avec une face d'appui relativement fixe ménagée sur un tourillon d'appui de façon à absorber les charges axiales auxquelles l'arbre est soumis. Dans certains cas on interpose une rondelle de butée entre ces faces d'appui. En vue de lubrifier ces faces avec du fluide hydrau-10 lique sous pression pour réaliser un palier de butée hydrostatique il est bien connu dans la technique de ménager des passages de lubrification nécessaires entre une pompe de graissage et les faces d'appui de façon que la pompe de graissage assure un écoulement de fluide de graissage sur les faces d'appui à mesure que le 15 curseur de butée tourne. Un inconvénient rencontré dans ce système de graissage est que l'on a remarqué que l'écoulement venant de la pompe de graissage est insuffisant lors de la mise en marche de la pompe et de l'arbre pour assurer un graissage suffisant pour les faces d'appui 20 du palier de butée et ainsi, si l'arbre est utilisé dans un ensemble d'engrenage soumis à des mises en marche et à des arrêts fréquents, il peut résulter de ce problème de lubrification transitoire inadéquat une usure préjudiciable, un frottement exagéré et même une défaillance du palier. 25 L'objectif de la présente invention consiste â fournir un écoulement suffisant de fluide de lubrification au palier de butée d'un arbre rotatif lors de la mise en marche quand la pompe de lubrification principale fournit au palier une quantité insuffisante de fluide de lubrification. 30 En particulier, la présente invention fournit tin dispositif de graissage pour un palier d'arbre, comportant : un élément arbre rotatif, un élément palier porté par ledit élément arbre, un moyen palier relativement fixe adjacent audit élément palier, lesdits élément palier et moyen palier ayant des faces d'appui reliées 35 entre elles, des moyens de graissage pour amener du fluide auxdites faces d'appui lors de la mise en rotation dudit élément arbre, lesdits moyens comportant : un réservoir situé dans un desdits éléments et disposé sensiblement concentriquement par rapport auxdits éléments, un moyen faisant communiquer ledit réservoir avec 40 lesdites faces d'appui de façon que lors de la rotation du 70 00771 2 2028122 réservoir le fluide qu'il contient soit expulsé de façon centrifuge vers lesdites faces d'appui, et des moyens pour remplir ledit réservoir. Le réservoir peut être ménagé à l'intérieur de l'arbre 5 associé au curseur de butée, ou dans le curseur de butée lui-même, disposé concentriquement à l'arbre, la partie supérieure du réservoir étant, de préférence, directement positionnée adjacente aux faces du palier de butée radiales et communiquant avec par l'intermédiaire de passages appropriés de façon que lors de la mise lO en rotation de l'arbre le fluide de lubrification soit immédiatement fourni du réservoir par le passage sous l'effet de la force centrifuge aux faces d'appui en contact. Il y a une quantité suffisante de fluide dans le réservoir pour assurer une lubrification adéquate jusqu'à ce que la pompe 15 La Figure 1 est une coupe fragmentaire d'une partie d'un engrenage représentant une forme de la présente invention; et La Figure 2 est une coupe fragmentaire d'une boîte d'engrenage incorporant un autre mode de réalisation de la présente 25 invention. Ainsi qu'on l'a représenté sur la Figure 1, une partie d'un boîtier 10 est représentée qui délimite une partie du carter d'une boite d'engrenages conçue par exemple pour être la boîte d'engrenage d'une pompe centrifuge. 30 Le boîtier 10 comporte un bossage de palier principal 12 supporté à l'intérieur par les contre-fiches 14 faisant corps avec. Un arbre tournant à grande vitesse 16 est disposé verticalement dans le boîtier 10 et supporté à son extrémité supérieure par un palier de butée 18. Une roue dentée 20 est clavetée sur 35 l'arbre 16 et est conçue pour être entraînée par une roue dentée 21 représentée seulement en partie sur la Figure 1. Un arbre tournant à faible vitesse 25 est également disposé verticalement. Il est supporté dans le boîtier 10 à son extrémité supérieure par un roulement à rouleaux 27 et est supporté à son extrémité inférieure par un roulement à rouleaux 28. L'arbre 70 00771 3 2028122 tournant à faible vitesse 25 est conçu pour entraîner une roue dentée 32 clavetée dessus. Un des buts de l'arbre tournant à faible vitesse 25 est d'entraîner en rotation une pompe de graissage principale 34 qui 5 fournit du fluide de lubrification aux composants rotatifs de la boîte à engrenages. Dans un mode de réalisation donné à titre d'exemple de la boîte d'engrenage ci-dessus décrite munie d'une pompe centrifuge, l'arbre tournant à faible vitesse 25 est entraîné par un moteur 10 électrique à faible vitesse ou une turbine vapeur et l'arbre tournant à grande vitesse 16 entraîne un rotor tournant à plus grande vitesse de la pompe. L'ensemble de palier de butée 18 comporte un curseur de butée étagé 38 fixe de façon à tourner avec l'arbre 16. Les forces 15 de butée axiales dirigées vers le haut sont transmises au curseur de butée 38 par l'intermédiaire de l'épaulement 39 de l'arbre 16, la roue dentée 20 et la face inférieure 41 du curseur de butée 38. Une face radiale 42 ménagée sur l'extrémité supérieure du curseur de butée 38 délimite une face d'appui venant de façon coulissante 20 en contact avec une rondelle de butée 44 comportant des faces d'appui disposées de part et d'autre. Fixe par rapport à la face supérieure d'appui de la rondelle de butée se trouve un palier annulaire lisse 46 fixé à la boîte de palier 12 par des moyens de fixation filetés 48 traversant une 25 bride annulaire 50 ménagée sur le palier 46 prenant appui dans un contre-alésage 53 ménagé dans le bossage 12. Le palier lisse 46 comporte une face d'appui 55 venant en contact avec la face supérieure de la rondelle de butée 44, et il comporte également une face d'appui annulaire 57 venant en contact de façon coulissante 30 avec l'extrémité de l'arbre 16 et réalisant pour l'arbre un palier radial. En vue de fournir un flux normal de fluide de lubrification aux faces d'appui 42 et 57 pour réaliser un effet de palier hydrostatique, un passage de graissage principal 60 est délimité dans 35 le bossage de palier 12 qui communique avec la face d'appui 57 par l'intermédiaire du passage radial 62 ménagé dans le palier lisse 46 et avec la face d'appui 42 par 1'intermédiaire d'un passage en diagonale 63 ménagé dans le palier 46 et d'un évidement annulaire 65 s'étendant vers le haut depuis la face du palier lisse 40 annulaire 46. 70 00771 4 2028122 Le passage de graissage principal 60 est relié par vin passage approprié (non représenté) à l'orifice de sortie 67 de la pompe de graissage à engrenagesprincipale 34. La pompe de graissage principale 34 est une pompe à engrenages 5 qui comporte une roue dentée extérieure à denture extérieure 69 en contact mutuel avec une roue dentée intérieure à denture extérieure 70 montée pour tourner sur un manchon 74 fixé dans une plaque de repérage 75. Les roues dentées sont poussées en contact étanche avec la plaque de repérage 75 par une plaque d'étanchéité lO 78 sollicitée vers le bas par un ressort 79. La roue dentée extérieure 69 est entraînée par un manchon 80 fixé sur l'arbre 25 par une goupille 82 .lemanchon s'étend également sur la plaque de repérage 75/e^t en contact par friction avec sa périphérie#de telle sorte que si l'arbre 25 tourne en sens inverse le contact par 15.friction entre le manchon 80 et la plaque de repérage 75 inverse les orifices ménagés dans la plaque 75 en effectuant une rotation de 180 degrés, limitée par l'axe de repérage fixe 85, de façon à maintenir une sortie en sens unique de la pompe de graissage. C'est-à-dire, l'orifice de sortie 67 est toujours l'orifice de 20 sortie et l'orifice 88 est toujours l'orifice d'entrée quel que soit le sens de rotation de l'arbre 25. Comme on l'a exposé, de façon générale, ci-dessus la pompe de graissage principale 34«quand elle est utilisée dans une boîte qui d*engrenage^sùbit des mises en marche fréquentes,fournit un grais-25 sage inadéquat aux faces d'appui 42 et 57 pendant ces périodes transitoires étant donné que l'écoulement qui en vient à de tels moments est insuffisant pour assurer le graissage convenable du palier. Pour résoudre ce problème et assurer une lubrification adéquate pendant cette période il est fourni vin dispositif de 30 graissage auxiliaire 90 faisant corps avec le palier de butée 18. Un dispositif de graissage 90 comporte un réservoir 92 délimité par un alésage à extrémité fermée disposé axialement dans l'extrémité de l'arbre tournant à grande vitesse 16. Des passages radiaux 95, formés dans l'arbre 16 adjacents à l'évidement annulaire 65 et 35 à la face d'appui 42, communiquent à la fois avec le réservoir intérieur 92 et avec l'évidement annulaire 65. Lorsque les arbres 25 et 16 commencent à tourner lors de la mise en marche et que la pompe principale 34 fournit une lubrification inadéquate aux faces d'appui, la force centrifuge agissant 40 sur le fluide se trouvant dans le réservoir 92 refoule le fluide 70 00771 5 2028122 sous pression hors des passages radiaux 95 et dans l'évidement 65 et de là le fluide de lubrification s'écoule dans la face d'appui 57 de même que dans la face d'appui 42 assurant une lubrification de palier adéquate pendant cette période de mise en marche. Le 5 réservoir 92 est rempli au moment de l'arrêt par du fluide s'écoulant du passage de lubrification 60 de même que d'un passage en diagonale 96 ménagé dans le bossage de palier 12 qui communique avec le puisard. Le passage 96 fournit également une issue pour vidanger l'excès de fluide. 10 Sur la Figure 2 on a représenté une forme quelque peu modifiée de la présente invention et on voit qu'elle comporte un arbre tournant à grande vitesse 316 dont 1*extrémité supérieure est montée de façon rotative dans un carter de boîte à engrenage 100 par l'intermédiaire d'un ensemble de palier de butée 118. Il doit être 15 entendu que le palier 118 reçoit normalement du fluide de lubrification par les passages 160 et 162 d'une pompe à engrenages semblable à la pompe à engrenages 34 de la même façon que dans le mode de réalisation de la Figure 1. On voit que le palier de butée 118 du mode de réalisation de 20 la Figure 2 comporte vin curseur de butée 138 pouvant tourner avec l'arbre tournant à grande vitesse 116 et sollicité veis le haut par la charge axiale verticale de l'arbre 116 par l'intermédiaire de la roue dentée 120. La face de butée radiale fixe des modes de réalisation de la 25 Figure 2 est munie d'une face radiale 155 faisant corps avec le boîtier 100. Une rondelle de butée 150 est disposée entre les faces 142 et 155 d'une manière semblable à la rondelle de butée 50 du mode de réalisation de la Figure 1 et la rondelle est fixe par rapport au palier lisse 146 de telle sorte que la face 142 vient 30 en contact de façon coulissante avec la rondelle de butée. De façon à supporter radialement l'arbre 116, le palier lisse 146 est disposé à l'extrémité supérieure de l'arbre 116 et monté fixe, à l'intérieur d'vin contre-alésage pratiqué dans le boîtier 100, par des moyens de fixation appropriés 148. Le palier lisse 35 146 a une face d'appui annulaire 157 venant en contact de façon coulissante avec la face 158 de l'arbre 116. Afin d'assurer un graissage normal du passage 162 aux faces d'appui, le palier lisse 146 est muni d'un passage radial 163 qui communique avec la face d'appui 157 et qui communique également 40 avec la face d'appui 142 par l'intermédiaire des passages axiaux 164. 70 00771 6 2028122 Pour fournir du fluide de lubrification en quantité suffisante lors de la mise en marche de la pompe de graissage associée au passage 160, il est fourni un dispositif de graissage auxiliaire 190 jouant un rôle semblable à celui qui est joué par le disposi-5 tif de graissage 90 dans le mode de réalisation de la Figure 1. A cette fin, un réservoir de graissage annulaire 192 est prévu dans le curseur de butée 138. Le réservoir 192 est formé dans la face d'appui 142 et s'en étend vers le bas et, à son extrémité supérieure, est adjacent à la rondelle de butée 150. Lors de la 10 mise en marche le fluide se trouvant dans le réservoir 192 est expulsé ou pompé radialement vers l'extérieur sur la face d'appui 142 par la force centrifuge lubrifiant les surfaces et s'écoule également vers le haut par les fentes axiales 197 dans le palier lisse 146 pour assurer un graissage adéquat de la face d'appui 15 157 pendant cette période transitoire. Avant que la quantité de fluide se trouvant dans le réservoir 192 soit devenue insuffisante, la pompe de graissage principale fournit suffisamment de fluide pour satisfaire les paliers axiaux et radiaux délimités par les faces d'appui 142 et 157. 70 00771 7 2028122 REVENDICATIONS 1. Un dispositif de graissage pour un palier d'arbre, comportant : un élément arbre rotatif, un élément palier porté par ledit élément arbre, un moyen palier relativement fixe adjacent audit élément palier, lesdits élément palier et moyen palier ayant des 5 faces d'appui reliées entre elles, caractérisé par des moyens de graissage pour amener du fluide auxdites faces d'appui lors de la mise en rotation dudit élément arbre, lesdits moyens comportant : un réservoir situé dans un desdits éléments et disposé sensiblement concentriquement par rapport auxdits éléments, un moyen fai-10 sant communiquer ledit réservoir avec lesdites faces d'appui de façon que lors de la rotation du réservoir le fluide qu'il contient soit expulsé de façon centrifuge vers lesdites faces d'appui, et des moyens pour remplir ledit réservoir. 2. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé par 15 une pompe principale de graissage destinée à amener du fluide de lubrification auxdites faces, des moyens passages situés entre ladite pompe principale et lesdites faces, lesdits moyens de graissage étant conçus pour amener du fluide auxdites faces lors de la mise en marche de ladite pompe principale de graissage, et 20 lesdits moyens de remplissage du réservoir étant conçus pour amener du fluide audit réservoir lors de l'arrêt de ladite pompe principale de graissage. 3. Un dispositif de graissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément arbre rotatif est placé sur 25 un axe vertical, en ce que ledit élément palier comporte un élément curseur rotatif de butée entourant ledit élément arbre et pouvant tourner avec celui-ci, et en ce que ledit moyen palier relativement fixe est positionné au-dessus dudit élément curseur de butée. 4. Un dispositif de graissage selon la revendication 1, 2 ou 30 3, caractérisé en ce que ledit réservoir est délimité par un alésage central pratiqué dans l'extrémité dudit élément arbre, et par un moyen passage généralement radial, ménagé dans ledit élément arbre et communiquant avec ledit réservoir, ledit moyen passage généralement radial étant adjacent auxdites faces d'appui. 35 5. Un dispositif de graissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément palier est un curseur de butée fixé audit élément arbre, ledit élément arbre étant disposé verticalement, ledit réservoir s'étendant au-dessous de la surface d'appui dudit curseur de butée, ledit moyen palier comportant un 70 00771 8 2028122 palier lisse, et une rondelle de butée venant en contact avec les faces d'appui dudit curseur de butée et dudit palier lisse. 6. Un dispositif de graissage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit réservoir est délimité par une 5 chanibre annulaire ménagée dans ledit élément palier rotatif entourant ledit élément arbre. 7. Un dispositif de graissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit élément palier est un curseur de butée pouvant tourner avec ledit arbre, ledit élément arbre étant dispo- 10 sé pour tourner autour d'un axe généralement vertical,.lesdites faces d'appui étant disposées radialement, la partie supérieure dudit réservoir étant sensiblement dans le même plan que la face d'appui dudit curseur de butée, et une rondelle de butée étant placée entre ledit élément de butée et ledit moyen palier. 15 8. Un dispositif de graissage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit moyen palier relativement fixe entoure ledit élément arbre avec entre eux des faces d'appui en contact mutuel, ledit réservoir étant porté par ledit élément arbre, des moyens faisant communiquer ledit réservoir avec lesdites 20 faces d'appui en contact de façon que lors de la rotation dudit élément arbre le fluide contenu dans ledit réservoir soit pompé vers lesdites faces.