Brevet FR2137318A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un palier à glissement et à lubrification par circulation d'huile et plus en particulier un palier qui comprend un tourillon et un coussinet dont l'un des deux est fixe tandis que l'autre est solidaire d'une pièce tournante et dans lequel, pour la lubrification, au moins une rainure de graissage est ménagée sur l'une au moins des deux surfaces en regard du tourillon et du coussinet. On ccnnatt déjà de tels paliers, mais il s'agit de paliers à graissage sans pression, donc relativement peu efficaces; il s'agit, en outre, uniquement de paliers à axes verticaux. Quant aux paliers à graissage sous pression, ils ne présentent pas de rainures et ils nécessitent un dispositif de mise sous pression complexe et onéreux. C'est pourquoi l'invention a pour but la réalisation d'un palier du genre considéré qui, d'une part, soit plus efficace en ce qui concerne la lubrification que les paliers à graissage sans pression et qui, d'autre part,soit plus simple et plus économique que les paliers à graissage sous pression. Dans ce but, selon l'invention, le palier est du genre à rainure indiqué plus haut et il est caractérisé en ce que la rainure est inclinée par rapport à son axe, ses extrémités étant destinées à être réunies par un circuit fermé d'huile. On a en effet constaté que, de façon fort surprenante, du fait de l'inclinaison de la rainure, celle-ci joue le rôle d'une pompe et fait circuler l'huile dans le circuit fermé qui doit réunir ses extrémités sans qu'aucun autre moyen soit nécessaire à cet effet. En outre, la circulation obtenue est intense et particulièrement efficace. La rainure peut s'étendre sur une longueur quelconque des surfaces en regard du tourillon et du coussinet, inférieure ou égale à la longueur de portée de ces surfaces, mais elle est, de préférence, ménagée sur toute cette longueur, de sorte que la lubrification est maximale. Elle peut présenter un tracé quelconque sous la seule condition qu'elle ne soit pas parallèle à l'axe du palier; ce tracé peut être une portion d'ellipse, de parabole, etc. mais c'est, de préférence, un tracé hélicoSdal,car celui-ci est parfaitement de révolution et favorise donc la régularitd du graissage. Elle peut présenter une section quelconque sous réserve qu'elle n'apporte pas d'obstacle à la circulation de l'huile; cette section peut être rectangulaire, triangulaire, etc., mais elle est, de préférence, semi-circulaire, cette forme favorisant particulièrement la circulation de l'huile. On pourrait évidemment prévoir plusieurs rainures identiques, régulièrement réparties ou non sur la périphérie du palier, mais, notamment dans le cas d'un tracé hélicoïdal et d'une section semi-circulaire, il suffit en général d'une seule rainure. Cette rainure peut être ménagée aussi bien sur le coussinet que sur le tourillon, son rôle et son fonctionnement étant dans les deux cas absolument identiques. Un tel palier peut, avec tous les avantages de l'invention, servir, d'une part, aussi bien de palier d'appui que de palier de guidage ou de palier de butée et, d'autre part, aussi bien de palier d'extrémité que de palier intermédiaire. Toutefois, dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention concernant un palier d'extrémité, il peut être prévu que, le tourillon faisant saillie par rapport à une extrémité du coussinet, celui-ci est fermé à son autre extrémité par un couvercle qui délimite avec le coussinet et le tourillon une chambre dans laquelle débouche l'une des extrémités de la rainure, le circuit fermé d'huile étant alors destiné à être relié d'un côté à cette chambre. Le palier est ainsi isolé mécaniquement à l'une de ses extrémités. Dans ce même mode de réalisation, on peut ménager dans le tourillon un passage de retour qui s'ouvre,à une extrémité,dans la chambre ci-dessus et, à son autre extrémité, dans la partie en saillie du tourillon, cette autre extrémité du passage ainsi que l'autre extrémité de la rainure étant destinées à être reliées au circuit fermé d'huile. Une telle disposition permet de réaliser d'une façon relativement simple l'isolation mécanique d'une extrémité du palier, prévue ci-dessus. Par ailleurs, le tourillon faisant toujours saillie au moins par rapport à une extrémité du coussinet, on peut interposer des moyens d'étanchéité entre la partie en saillie du tourillon et l'extrémité correspondante du coussinet. S'il s'agit d'un palier intermédiaire, le tourillon fait saillie aux deux extrémités et on peut prévoir des moyens d'étanchdité sur ces deux extrémités. Dans le cas ci-dessus d'un palier d'extrémité, ces moyens peuvent se combiher avantageusement avec la disposition indiquée plus haut d'un couvercle et d'un passage de retour. Dans tous les cas, les moyens d'étanchéité délimitent avec le coussinet et le tourillon une chambre qui est destinée à tre reliée au circuit fermé d'huile. Le coussinet peut présenter une structure quelconque, mais il est de préférence constitué par une douille portée par un manchon. Ce coussinet peut être fixe, le tourillon étant alors solidaire de la pièce tournante, ou inversement , la lubrification se réalisant de façon aussi avantageuse dans un cas que dans l'autre. L'invention a également pour objet une installation transporteuse de-matières fluides, du genre comprenant une vis transporteuse, cette installation présentant un palier tel que défini cidessus et pour lequel la vis constitue la pièce tournante. Cette installation peut comprendre un circuit fermé d'huile auquel sont raecordées les extrémités de la rainure du palier et comportant un réservoir de fluide en charge qui favorise encore la circulation. Elle peut présenter des dispositions diverses, sa vis pouvant gtre horizontale, verticale ou oblique et, en particulier, dans le cas d'une vis élévatrice, elle peut présenter un palier de pied réalisé comme ci-dessus, qui sert de palier d'appui et de guidage. Une application particulièrement avantageuse de l'invention se trouve dans les installations élévatrices d'eaux chargées, notamment-d'eåux d'égout. On pourrait l'utiliser dans tout autre milieu liquide, boueux ou pulvérulent. Dtautres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples: la Fig. 1 représente une vue en élévation d'une installation de relèvement d'eaux chargées, conforme à l'invention; la Fig. 2 représente une vue partielle et à plus grande échelle de cette installation, montrant de façon détaillée un palier selon un mode d'exécution partioulier conforme à l'inven- tion; la Fig. 3 représente une vue en coupe de l'objet de la Fig. 2, prise suivant la ligne 3-3 de cette Fig. Suivant l'exemple d'exécution représenté, l'installation est destinée à élever des eaux chargées déversées dans un bassin 1 par une arrivée 2 et à les rejeter dans un conduit 3 situé audessus de cette arrivée; le bassin est constitué par le fond d'une bâche en béton ou métallique dont l'une des parois, inclinée, 4, relie le bassin et le conduit d'évacuation et porte l'installation proprement dite. Celle-ci comprend un rotor 5, un palier de tête 6, un groupe d'entratnement 7 et un palier de pied 8. Le rotor 5 est constitué d'un tube renforcé 9 qui porte plusieurs filets 10 formant une vis d'Archimède, celle-ci étant inclinée sur l'horizontale d'un angle de 10 à 400. le palier de tête 6 comprend un corps de palier 11 qui s'appuie sur un socle métallique ou en béton 12, disposé au-dessus du conduit d'évacuation 3 et qui contient un roulement à rouleaux et une butée à rouleaux coniques, l'ensemble étant calculé de façon à ce que le palier supporte le poids du rotor, les efforts dus à la rotation de celui-ci et la poussée des eaux élevées.Le groupe d'entratnement 7 comprend un réducteur de vitesse 13 et un moteur d'entratnement 14, électrique, à essence ou Diesel, ou tout autre système pouvant assurer la rotation de la vis, celle-ci s'effectuant engénéral à une vitesse de 10 à 80tr/mn. Le palier de pied 8 comprend tout d'abord une partie fixe constituée par une semelle 15 qui est scellée sur le fond du bassin 1 et qui porte un corps de palier 16 présentant un tourillon cylindrique 17, incliné suivant l'axe du rotor 5. -Ti comprend, par ailleurs une partie mobile constituée par un manchon cylindrique 18 qui, d'une part, porte intérieurement, avec un clavetage convenable, une douille d'usure 19 en bronze ou matière analogue, engagée sur le tourillon 17 et qui, d'autre part, est raccordé au rotor par une bride annulaire de fixation 20, soudée à son extrémité inférieure; cette bride 20 est fixée par des vis 21 sur une autre bride annulaire 22 soudée à l'extrémité inférieure du tube 9 du rotor. Une rainure de graissage 23 est ménagée sur la surface cylindrique du tourillon 17 en suivant un tracé hélicoïdal continu dont une extrémité 24 est située sur la face plane supérieure 25 du tourillon et l'autre 26 au niveau de l'extrémité inférieure de la douille 19; cette rainure présente une section semi-circulaire comice le montre la Fig. 3. L'extrémité supérieure de la douille affleure presque la face plane 25 du tourillon et le manchon est à ses deux extrémités légbrement plus long que la douille. A son extrémité supérieure, le manchon est fermé par un couvercle 27 qui est vissé sur lui et qui délimite avec le touril lon,la douille et le manchon, une chambre 28 dans laquelle débouche l'extrémité supérieure 24 de la rainure. A l'extrémité inférieure du manchon, il est prévu trois bagues d'étanchéité 29 en caoutchouc ou matière analogue, qui sont portées par un bottier d'étanchéité annulaire 30 dont la jupe est fixée sur le manchon et la bride 20, tandis que son rebord intérieur entoure une portée rectifiée en forme de douille 31 qui est en acier inoxydable et est solidaire du tourillon sur sa partie qui fait saillie hors du manchon au-delà de la douille d'usure 19, les bagues 29 s'appuyant sur cette portée de façon à délimiter avec le tourillon,la douille 19, le manchon et le bottier 30, une chambre étanche 32 dans laquelle débouche l'extrémité inférieure 26 de la rainure. Les deux chambres 28 et 32 sont reliées à l'extérieur gracie à deux passages qui sont percés dans la masse du tourillon, parallèlement boson axe, l'un 33 débouchant directement sur la face 25 du tourillon, tandis que l'autre 34 est borgne, mais recoupe un perçage transversal 35 qui donne dans la chambre 32, tandis que l'un et l'autre recoupent des perçages transversaux 36 et 37 ménagés dans le corps de palier 16 lui-m8me et débouchant à 1'exté- rieur de celui-ci. Os deux perçages sont reliés par des raccords 38 à deux tubulures 39 et 40 qui remontent le long de la paroi 4 de la biche jusqu'à un réservoir 41 qui est placé à proximité du palier de tette 6 et reçoit 0.8 tubulures, l'une à sa partie supérieure, l'autre à sa partie inférieure. Ce réservoir présente encore un évent 42, un niveau visible 43, un bouchon de remplissage 44 et un bouchon de vidange 45. Un capot de protection 46 recouvre l'ensemble du palier et ne présente que deux ouvertures, l'une pour le passage de la semelle 15 et l'autre suivant avec un faible jeu la périphérie de la bride 82 du rotor. Une bague de protection 47 est fixée sur le corps de palier 16 et entoure avec un faible jeu la périphérie du bottier d'étanchéité 30. L'ensemble du circuit fermé constitué par la rainure 23, les chambres 28 et 32, les perçages 33 à 37, les tubulures 39 et 40 et le réservoir 41 est rempli d'huile, cette huile circulant dans ce circuit dans le sens indiqué sur les Fig par les flèches F,c1est- à-dire de l'extrémité 26 de la rainure vers la tubulure 40 et le réservoir 41 et de la tubulure 39 vers l'extrémité 24 de la rainure.C'est la présence de la rainure hélicoIdale 23 qui assure, sous l'effet de la rotation de la douille 19, une circulation d'huile en continu sur toute la surface de glissement du palier, l'huile se déplaçant par ailleurs de l'extrémité supérieure 24 de la rainure vers son extrémité inférieure 26; il est essentiel de noter qu a cet effet le sens de l'hélice est le même que celui de la rotation du rotor, ctest-à-dire que si, le rotor étant vu en bout du côté de son palier de toute, le rotor tourne dans le sens anti-horaire, l'hélice tourne également dans le sens anti-horaire en se dirigeant du haut vers le bas. I1 faut remarquer que le bottier d'étanchéité et la portée rectifiée 31 assurent une tenue parfaite aux liquides en présence, c'est-à-dire à huile d'un côté et aux eaux relevées de l'autre. Enfin, ce palier conforme à l'invention permet une lubrification en circuit fermé sans aucune consonunation huile, le circuit étant parfaitement étanche; il suffit de changer l'huile périodiquement et celle-ci peut, par exemple, être de la qualité SAE 30 ou 40 (Spécification de la Society of Automotive Engineers) pour une température ambiante inférieure à 380C et SAE 90 audessus. REVENDICATIONS 1.- Palier à glissement et à lubrification par circulation d'huile comprenant un tourillon et un coussinet dont 1 'un des deux est axetandis que l'are est s suaired'une pièce tournante,au moins une rainure de graissage étant ménagée sur l'une au moins des deux surfaces en regard du tourillon et du coussinet, caractérisé en ce que la rainure (23) est inclinée par rapport à l'axe du palier, ses extrémités (24, 26) étant destinées à être réunies par un cirZ cuit fermé d'huile (39, 40). 2.- Palier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure (23) est ménagée sur toute la longueur de portée des surfaces en regard du tourillon(l7)et du coussinet (19). 3.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rainure (23) présente un tracé héli cotidal. 4.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rainure (23) est à section semicirculaire 5.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, oaraotérisé en ce que la rainure (23) est ménagée sur le tourillon (17). 6.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, le tourillon (17) faisant saillie par rapport à une extrémité du coussinet (19), celui-ci est fermé à son autre extrémité par un couvercle (27) qui délimite avec le coussinet et le tourillon une chambre (28) dans laquelle débouche l'une (24) des extrémités de la rainure (25), le circuit fermé d'huile (39, 40) étant destiné à être relié d'un côté à cette chambre. 7.- Palier suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un passage de retour (33) est ménagé dans le tourillon (17), ce passage s'ouvrant,à une extrémité,dans ladite chambre (28) et, à son autre extrémité, dans la partie en saillie (16) du tourillon, cette autre extrémité du passage ainsi que l'autre extrémité (26) de la rainure étant destinées à être reliées au circuit fermé d'huile (39 > -40). 8.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, le tourillon (17) faisant saillie par rapport à une extrémité du coussinet, des moyens d'étanchéité (29) sont interposés entre la partie en saillie du tourillon (17) et l'extrémité correspondante du coussinet (19). 9.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le coussinet est constitué par une douille (19) portée par un manchon (18). 10.- Palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tourillon (17) est fixe et le coussinet (19) solidaire de la pièce tournante (9,10). 11.- Installation transporteuse de matières fluides comprenant une vis transporteuse présentant un palier suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, la vis constituant la pièce tournante. 12.- Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit fermé d'huile (39, 40) auquel sont raccordées les extrémités (24, 26) de la rainure (23) du palier et qui comporte un réservoir (41) de fluide en charge. 13.- Installation suivant l'une quelconque des revendications Il et 12, caractérisée en ce qu'elle comporte une vis élévatrice (9, 10), ledit palier étant un palier de pied, d'appui et de guidage, noyé comme connu en soi. 14.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 11 i 13, caractérisée en ce que le tourillon (17) du palier est fixe et le coussinet (18, 19) est rendu solidaire par une bride (20) de la vis transporteuse (9, 10).