Brevet FR2128034A1 — publié le 19721020

t i UCf"/ 1 2128034 L'invention se rapporte aux paliers de tous types, tels que paliers lisses, roulements !■ billes, à aiguilles, à rouleaux, etc., et concerne le graissage et le refroidissement de paliers susceptibles de travailler à hautes températures, 5 sous charge importante et a vitesse élevée. Elle s'applique notamment aux paliers de turboma.chines et. en particulier, de réacteurs d'aviation. Le graissage et le refroidissement d'un palier peuvent s'effectuer soit à l'huile sous pression, ce qui exige un débit 10 d'huile assez important, de sorte que l'huile est généralement refroidie dans un échangeur de chaleur et recyclée, soit à l'huile perdue sous pression mélangée à de l'air sous forme de brouillard. Dans ce dernier cas, le débit d'huile nécessaire étant réduit, celle-ci peut ne pas être récupérée. On a déjà proposé 15 de faire circuler le fluide lubrifiant (huile ou mélange d'air et d'huile) par effet centrifuge, mais ce fluide doit alors être introduit à l'intérieur ou au voisinage du rotor ou de l'arbre supporté par le palier, ce qui n'est pas toujours possible et entraîne souvent des difficultés de réalisation. 20 La présente invention a pour objet un perfectionnement qui permet de faire circuler le fluide lubrifiant dans un palier à partir d'un espace (carter ou stator) entourant le rotor ou 1'arbre. Selon l'invention, le fluide lubrifiant est prélevé 25 autour de l'axe du palier par une pluralité dTécopes tournant coaxialement à celui-ci, qui entraînent le fluide vers cet axe et le déchargent dans des canaux aboutissant au palier. L'invention a aussi pour objet un dispositif mécanique permettant de faire circuler le fluide lubrifiant vers un 30 palier et susceptible d'être réalisé de manière à faire office de palier lisse lubrifié de secours en cas de défaillance dudit palier. Si un tel palier, équipant par exemple un réacteur d'avion, tombe en avarie pendant un voyage de l'avion, celui-ci peut ainsi terminer le voyage en cours. 35 Le dispositif selon l'invention comprend une roue'tour nant coaxialement au palier, pourvue à sa périphérie de lames inclinées dans le sens de rotation de ladite roue qui balaient un espace annulaire alimenté en fluide lubrifiant, pour écoper ce fluide et l'entraîner en direction centripète afin de le 71 06V52 2 2128034 décharger sous pression dans des canaux aboutissant au palier et de lubrifier ainsi celui-ci. Dans un uode do réalisation, la roue, solidaire du rotor ou de l'arbre supporté par le palier, comporte, de part 5 et d'autre des lames inclinées, deux joues tournant dans une pièce fixe avec un faible jeu dans lequel pénètre le fluide lubrifiant écopé par lesdites lames inclinées, en formant ainsi un palier lisse lubrifié de secours. Cette pièce fixe, c'est-à-dire immobilisée en rotation, est de préférence montée avec 10 un j eu radial relativement important par rapport à un élément (carter ou stator) supportant le palier. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre les avantages de l'invention et l'art de la réaliser, 15 toutes particularités qui ressortent tant du texte que des figures rentrant, bien entendu, dans le cadre de ladite invention. La figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'une portion d'un palier supporté par un roulement à rouleaux muni d'un dispositif de graissage et de refroidissement selon l'in-20 vention; la figure 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne II-II de la figure 1. On voit sur la figure 1 une partie du carter 1 d'une turbomachine (non représentée) d'axe XX'. Ce carter supporte 25 la bague extérieure 2a d'un roulement à rouleaux 2 qui supporte, par l'entremise de rouleaux 2b et d'une bague intérieure 2c, un arbre creux 3 faisant partie d'un rotor de la turbomachine. Un support annulaire 4 est fixé à l'intérieur du carter 1 au moyen d'une bride 4a du support boulonnée en 5 entre deux bri-30 des 1a, 1b du carter. La bride 4a du support 4 est prolongée par une autre bride 432, dirigée vers l'intérieur à laquelle la bague 2a du roulement 2 est fixée par des boulons 6. Les brides 4a et 4b sont reliées par un voile mince cylindrique 4ç percé de trous 4i à une portion plus épaisse 4d qui forme, à l'inté-35 rieur du support 4» deux portées cylindriques 4e, j 4f séparées par une rainure annulaire profonde 4g,. Dans cette rainure 4g débouchent,parallèlement à l'axe XX', un ou plusieurs tubes 7 alimentés en huile sous pression. A l'intérieur du support annulaire 4 est montée une Àm S 4m O \j ITâ fourrure annulaire 8 comportant, en regard respectivement des portées 4e et 4f, deux portées cylindriques 8a, 8b et, en regard de la rainure 4g.» une rainure 8c formant avec celle-ci une chambre annulaire S et dont le fond est traversé par une couronne 5 de trous obliques 8d (voir aussi figure 2) qui débouchent dans une portée cylindrique 8e formant la surface intérieure de la fourrure. La face frontale de celle-ci située à l'opposé du roulement 2 est pourvue de crans 8f qui s'engagent dans des crénaux d'une bride 4h du support 4 et sont maintenues dans ces créneaux 10 par un appendice 8g percé de trous 8,^ de la fourrure portant contre la bague 2a du roulement. Le jeu radial jl entre les portées 4e, 4f du support et les portées 8a, 8b de la fourrure est relativement important, par exemple de l'ordre du millimètre, et l'huile contenue dans la chambre S est empochée de s'échap-15 per à travers ce jeu par deux segments 10, 11 logés respectivement dans deux gorges 8h, 8i de la. fourrure et appliquée contre les portées 4e, 4f du support 4. La fourrure est ainsi immobilisée en rotation, mais peut se déplacer radialement dans la limite du jeu jl. 20 En regard de la portée cylindrique intérieure 8e de la fourrure 8 et de part et d1 autre de la couronne de trous 8d tournent deux portées cylindriques extérieures 12a, 12b d'une roue 12 solidaire de l'arbre 3« Ces portées 12a, 12b forment les surfaces terminales extérieures de deux joues 12c, I2d rac-25 cordées au moyeu 12e de la roue qui bute d'un-eÔté contre la bague 2c_ du roulement 2 et de l'autre côté contre ma élément 13 du rotor. L'intervalle annulaire 14 compris entre les joues 12c, 12d est divisé en plusieurs échaiicrures par des ailettes 15 inclinées dans le même sens que les trous 8d de la fourrure. 30 II va de soi qu'on ne sortirait pas du domaine de l'invention en pratiquant ces trous 8d radialement ou en les inclinant en sens inverse des ailettes 15. Ces ailettes s'étendent longitu-dinalement de la j oue 12c à la j oue 12d et radialement du moyeu 12e de la roue ju.squ'à des bords 15a qui sont très légèrement 35 en retrait par rapport aux portées 12a et T2b, Le fond de chacune des échancrures 16 situées entre deux ailettes 15 adjacentes est percé d'un trou 16a incliné dans le même sens que les trous 8d et les échancrures et débouchant dans une rainure longitudinale 17 du moyeu 12e_, Ces rainures 17 sont obturées d'un 71 06952 4 2128034 côté par une portée continue 12f de la roue 12 et chacune d'elles débouche de l'autre côté dans une rainure longitudinale 18 de la bague 2_ç, et chacune des rainures 18 communique avec des trous 19 de graissage des galets 2b, traversant la bague 2_ç. la por-5 tée 12b de la roue, située à l'opposé du roulement 2, se raccorde, au-delà de la fourrure 8, avec un rebord 12g rabattu vers l'extérieur, le jeu radial jj2 compris entre les portées 12a, 12b de la roue et la portée 8e_ de la fourrure est nettement plus faible que le jeu jlj il est par exemple de l'ordre du dixième 10 de millimètre. Ce jeu a été volontairement exagéré sur les dessins afin de les rendre plus clairs. En fonctionnement, le rotor tourne dans le sens de la flèche F (figure 2). l'huile arrivant sous pression par le ou les tubes 7 emplit la chambre 9, passe par les trous 8çl sui-X5 vant la flèche f et est écopée par les ailettes 15 qui l'entraînent en direction centripète suivant la flèche f1 vers les trous 16a. L'huile poursuit son chemin à travers ces trous 16a grâce à l'inclinaison de ceux-ci et pénètre par les rainures 17 et 18 et par les trous 19 dans le roulement 2, dont elle lubrifie les 20 galets et les chemins de roulement. Les trous de retour d'huile 8j. et 4i évitent l'accumulation d'huile entre la roue 12 et le roulement 2. Le jeu j_2 entre les surfaces 8e_ et 12a, 12b en mouvement relatif étant plus faible que le jeu jj entre les surfaces 8a, 8b et 4.e, 4f immobiles l'une par rapport à l'autre, la 25 fourrure 8 est centrée sur la roue 12 en fonctionnement normal» Grâce à la faiblesse du jeu J2, les fuites entre la roue 12 et la fourrure 8 sont très réduites. L'alimentation périphérique en huile de la roue 12 et la réduction du jeu jj_2 améliorent considérablement le refroidissement du roulement par rapport 50 aux dispositifs connus. Lorsque le roulement 2 est mis hors d'usage, sans blocage toutefois, par exemple s'il prend un jeu excessif, la fourrure non tournante 8 et la roue 12 forment un palier lisse lubrifié dont le contact de glissement est assumé par les sur- 55 faces en regard 8_e et 12a, 12b normalement concentriques avec un jeu réduit j2, mais venant en contact en s'excentrant faiblement dès la défection du roulement 2. La roue 12 est montée solidaire de lsarbre 3 par ajustement serré du moyeu 12_e, ou par clavetage, ou par tout au-40 tre moyen convenable. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est 71 06V52 5 2128034 qu'un exemple- et qu'en pourrait le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, au lieu de traverser la bague intérieure d'un roulonent, l'huile mise en mouvement 5 par les ailettes 15 pourrait aboutir directement aux parties tournantes du roulement pour les lubrifier, par exemple en les arrosant par des ajutages. Lo roulement \ rouleaux 2 pourrait être remplacé par un ro.ieriont d'une autre sorte ou par un palier lisse. Le fluide lubrifiant pourrait être un brouillard 10 d'huile en suspension dans de l'air ou un autre gaz. 71 06952 6 2128034 RHYSEDIOATICIIS 1 . Perfectionnement a la lubrification d'un palier, consistant L prélever du fluide lubrifiant autour do l'axe du palier au moyen d'une pluralité d'écopes tournant coaxialement 5 à celui-ci, qui entraînent le fluide -orélevé vers cet axe et le déchargent dans des canaux aboutissant au palier. 2. Dispositif de graissage et de refroidissement d'un palier, comprenant une roue tournant coaxialement au palier et pourvue à sa périphérie de lames inclinées dans le sens de 10 rotation de ladite roue, qui balaient un espace annulaire alimenté en fluide lubrifiant, pour écoper ce fluide et l'entraîner en direction centripète afin de le décharger sous pression dans des canaux aboutissant au palier. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé 15 en ce que la roue, solidaire d'un arbre ou d'un rotor supporté par le palier, comporte, de part et d'autre des lames inclinées, deux joues tournant dans une pièce immobilisée en rotation par rapport à un élément fixe tel qu'un carter ou un stator supportant le palier, avec un faible jeu dans lequel pénètre le fluide 20 lubrifiant présent dans l'espace annulaire, en formant ainsi un palier lisse lubrifié de secours. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé ën ce que la pièce immobilisée en rotation est montée dans l'élément fixe avec un jeu radial plus grand que le jeu entre 25 ladite pièce et les joues de la roue. 5. Dispositif selon la revendication 4> caractérisé en ce que le fluide lubrifiant est envoyé sous pression dans une chambre pratiquée entre l'élément fixe et la pièce immobilisée en rotation, et passe de cette chambre dans l'espace com- 30 pris entre les joues de la roue par des trous traversant ladite pièce. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ces trous sont inclinés dans le même sens que les lames.