Brevet FR2137680A1 — publié le 19721229

1.- 2137680 La présente invention concerne d'une façon . générale un dispositif de coussinet pour moteur "électrique, et plus particulièrement un dispositif de coussinet du type à manchon utilisé de préférence dans des moteurs électriques de 5 petite puissance.tels que les moteurs d'appareils d'enregistrement et de reproduction de bandes magnétiques dans lesquels une huile de lubrification circule en permanence dans le dispositif. Dans les machines telles que les moteurs électriques de petite puissance, dans lesquelles les arbres 10 tournent dans des paliers en étant maintenus par des coussinets de type à manchon, il est important d'assurer me lubrification convenable des surfaces des paliers pendant le fonctionnement des machines. Il est donc habituel de prévoir un réservoir de lubrifiant entourant le coussinet de type à manchon, ce réservoir 15 étant réalisé dans un matériau aggloméré perméable (qu'on désignera dans ce qui suit par le terme "métal imprégné d'huile"). Dans ce réservoir, des matériaux fibreux absorbants retiennent une huile de lubrification de manière à alimenter la surface de palier en huile de lubrification à travers le coussinet en cours 20 de fonctionnement. Dans line telle disposition de coussinets, la rotation de l'arbre a pour résultat que le lubrifiant contenu dans le coussinet se trouve aspiré dans l'intervalle de jeu laissé libre entre l'arbre et le coussinet de façon à produire 25 entre eux un film d'huile suffisamment efficace pour faire tourner l'arbre en douceur. Plus le métal imprégné d'huile contient de lubrifiant, plus la quantité de lubrifiant aspirée est grande, de sorte que le film d'huile peut être complètement et uniformément obtenu autour de l'arbre. Dans ces conditions, le 30 bruit métallique produit p&r la rotation de l'arbre se trouve réduit au minimum ou éliminé, le lubrifiant qui s'échappe par le jeu libre laissé entre le coussinet et l'arbre, entraîne la poudre métallique formée par abrasion entre les deux surfaces, de sorte que la surface de palier est ainsi maintenue propre. 55 Pour que le métal imprégné d'huile soit toujours saturé de lubrifiant, il faut fournir, de l'extérieur, du lubrifiant au matériau absorbant fibreux contenu dans la cavité de lubrification à des intervalles réguliers d'utilisation. Celà constitue cependant un ennnui d'entretien de la machine, 40 et un inconvénient pour les moteurs électriques montés dans des 72 16552 2- 2137680 endroits inaccessibles et devant fonctionner sans révisions pendant de longues périodes de temps. Dans le mécanisme de coussinet selon la présente invention, l'huile de lubrification s'échappant par l'intervalle 5 de jeu entre le coussinet et l'arbre revient automatiquement au réservoir de lubrifiant par un chemin capillaire de retour. Pour obtenir ce retour automatique du lubrifiant, on place un matériau fibreux absorbant contre une surface d1 extrémité,au moins ,du coussinet et ce matériau fibreux est relié à un autre matériau 10 fibreux absorbant contenu dans la cavité de lubrification,cette liaison se faisant soit directement soit par l'intermédiaire d'un matériau fibreux absorbant supplémentaire. Avec cette disposition, le lubrifiant qui fuit par l'intervalle de jeu entre le coussinet et l'arbre revient par capillarité, au réservoir de 15 lubrifiant et se trouve ensuite recyclé. Selon le mécanisme de coussinet de la présente invention, il n'y a pas de pertes de lubrifiant, sauf par évaporation naturelle et par les petites pertes le long de l'arbre vers l'intérieur du centre du moteur. L'alimentation 20 en lubrifiant se trouve automatiquement assurée pendant de longues pél-iodes d'utilisation du dispositif de coussinet sans remplissage additionnel de lubrifiant. La présente invention a donc pour but de créer un dispositif de coussinet amélioré dans lequel la 25 circulation du lubrifiant se fait automatiquement et dans lequel une alimentation en lubrifiant n'est pas nécessaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture : de la description qui suit et qui se réfère aux dessins ci-joints dans lesquels : 30 - la figure 1 est une vue partielle de face d'une disposition de coussinet mettant en oeuvre la présente invention. Le capot d'extrémité est enlevé sur cette figure, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1, 35 - la figure 3 est une vue éclatée en perspective de la disposition de coussinet représentée sur la figure 2. En se référant maintenant aux dessins, on trouve représentée une forme de réalisation du dispositif de coussinet correspondant à la présente invention. Le moteur 40 électrique auquel le dispositif de coussinet est associé est un 72 16552 3.- 2137680 moteur classique comportant un rotor monté sur un arbre, un stator logé dans un carter et des paliers destinés à être fixés sur le carter, en outre le moteur comporte un arbre supporté à ses deux extrémités par des coussinets respectifs de type à 5 manchon, qui peuvent être de construction identique. Pour la simplicité de l'illustration ,cependant, l'un des dispositifs de coussinet et les autres parties classiques du moteur sont omises sur les dessins. Sur ces dessins la référence 1 désigne un 10 palier destiné à être fixé par des boulons au carter (non représenté) du moteur électrique. Le palier 1 est muni d'un alésage intérieur 6 dans sa partie centrale et dans cet alésage est serré un anneau d'acier 3. Une pièce de métal imprégné d'huile 2, munie d'un rebord 2' à l'une de ses extrémités est à son tour 15 serrée dans l'anneau.d'acier 3. L'arbre 4 du moteur est tourillonné par le métal imprégné d'huile 2 qui forme le coussinet du moteur. Le rotor du moteur (non représenté) est monté sur l'arbre 4 du côté droit de la figure 2. A l'intérieur de l'alésage de palier 6, on 20 dispose un matériau absorbant en forme d'anneau 5, tel qu'une mèche de feutre, entre l'intérieur de l'alésage intérieur 6 et le pourtour extérieur du rebord 2' du coussinet 2. Une cavité 8 en forme d'anneau entoure l'alésage intérieur 6 de palier, mais elle est séparée de celui-ci par une cloison axiale 7. 25 La cavité 8 est remplie de matériau fibreux absorbant" 9 tel que par exemple du "permawick" (marque de fabrique) (qu'on désignera dans ce qui suit par le terme "matériau imprégné d'huile"), une partie de la cavité restant vide, et cette cavité sert de réservoir de lubrifiant du dispositif de 30 coussinet de la présente invention. Un certain nombre voulu de trous 10, par exemple quatre trous dans la réalisation représentée sur les dessins, traversent la cloison 7, et ces trous sont remplis du même matériau imprégné d'huile de façon à assurer la liaison 35 entre les matériaux absorbants 5 et 9. On notera ici que la densité du métal imprégné d'huile ou du coussinet 2 est différente dans le sens axial, c'est-à-dire que la densité est plus grande dans la partie extérieure du coussinet 2 que dans la partie intérieure. La raison en est que l'arbre peut être soumis à une 40 force perpendiculaire à lui par la charge mécanique appliquée 72 16552 4.- 2137680 à l'arbre au cours du fonctionnement et que, dans ces conditions, l'arbre est plutôt supporté par la partie extérieure du coussinet 2, il est, par suite, préférable de prévoir une résistance mécanique plus grande ou une densité plus grande dans 5 cette partie. D'autre part, à l'extérieur du palier 1, un matériau absorbant en forme d'anneau 11 tel qu'une mèche de feutre, est disposé concentriquement avec l'arbre 4, en contact avec la surface d'extrémité extérieure de l'anneau d'acier 3, 10 et se trouve recouverte par un capot extérieur 14 muni d'une ouverture centrale 12 à travers laquelle peut passer l'arbre 4. Le capot 14 est fixé au palier 1 par des vis 13. Le matériau absorbant 11 possède sur son pourtour une partie en saillie 111 qui se trouve à son tour en contact avec le matériau imprégné 15 d'huile 9 passant, vers l'extérieur, à travers un trou axial 16 prévu dans le palier 1. Le capot 14 est muni d'une partie en creux 15 (figure 3) qui reçoit la partie en saillie 11' du matériau absorbant 11. On notera que le nombre de trous 16 ne doit pas être limité à un trou unique mais qu'on peut en 20 prévoir plusieurs. La référence 17 désigne une rondelle de joint en caoutchouc à travers laquelle passe l'arbre 4, la dite rondelle étant placée à l'intérieur de l'alésage intérieur 6. La rondelle de joint 17 sert à éviter la fuite du lubrifiant 25 venant de la surface d'extrémité intérieure du coussinet 2 et à étouffer le bruit engendré par la rotation de l'arbre 4 pendant le fonctionnement du moteur. La rondelle de joint 17 sert également à fixer la position axiale de l'arbre 4, de la même façon qu'une autre 30 rondelle de nylon 17 et une rondelle métallique 18 placées côte à cote. Un matériau en forme d'anneau imprégné d'huile 21,tel que par exemple une mèche de feutre,alimente en huile de lubrification la surface de butée de l'arbre •+. Un fil de ressort annulaire 20 maintient les rondelles 17, 18, 19 et 21 en place par l'inter-35 médiaire d'une autre rondelle en nylon 22. Un capot intérieur 24 recouvre la cavité de lubrifiant 8 et se trouve fixé à la paroi partant axialement du palier 1. Le capot 24 est muni d'une ouverture centrale 25 à travers laquelle passe l'arbre 4 et comporte quatre trous 23 destinés à éviter une augmentation de 40 pression dans la cavité 8 due à une augmentation de température. 72 16552 5.- 2137680 Avec le dispositif de coussinet construit comme indiqué ci-dessus, le lubrifiant contenu dans le métal imprégné d'huile du coussinet 2 est aspiré de l'intervalle de jeu laissé entre le coussinet 2 et l'arbre 4 et doit couler 5 hors de cet intervalle de jeu, le long de l'arbre 4 sous l'effet d'aspiration produit par la rotation de l'arbre 4. Le lubrifiant qui sort de l'intervalle de jeu coule plus loin le long de la surface d'extrémité extérieure du coussinet 2, ou se trouve projeté vers l'extérieur tangentiellement à l'arbre 4 10 sous l'effet de la force centrifuge, ce lubrifiant est ensuite absorbé par le second matériau absorbant 11. Lorsque le matériau 11 est saturé de lubrifiant, le lubrifiant en excès retourne alors vers le premier matériau 9 ou vers la cavité de lubrifiant 8 en .passant par la partie en saillie 111 du matériau 11 et 15 par le matériau absorbant du trou 16 par effet d'attraction capillaire des premier et second matériaux absorbants 9 et 11. On comprendra aisément que le premier matériau absorbant 9 doit, de préférence, être imprégné de lubrifiant à m point n'atteignant pas sa saturation à la température de fonctionnement, tandis que 20 le second matériau absorbant 11 doit de préférence être saturé de lubrifiant. La présence du trou 16 dans la partie supérieure du palier 1, comme cela est représenté sur les dessins, accélère la pénétration du lubrifiant dans la partie supérieure 25 du matériau imprégné d'huile 9 qui peut avoir une faible densité de lubrifiant, ce qui permet ainsi d'accélérer sa circulation ou d'établir un courant capillaire positif vers le réservoir de lubrifiant. De la manière décrite ci-dessus, le lubrifiant 30 est automatiquement mis en circulation et le coussinet peut ainsi contenir en permanence du lubrifiant. Le lubrifiant qui circule en contenant de la poudre d'abrasion métallique passe par le chemin de retour capillaire et la poudre d'abrasion métallique se trouve filtrée par les matériaux fibreux absorbants 35 5, 9 et 11. Du lubrifiant pur arrive ainsi au coussinet 2. Il est important de noter que l'utilisation d'un premier matériau absorbant fibreux 9 tel que du "permawick" a^ant une capacité d'imprégnation d'huile plus grande que le second matériau absorbant 11 permet au lubrifiant de passer 40 rapidement et doucement du second matériau 11 pour revenir au premier matériau 9. 72 16552 6.- 2137680 Le lubrifiant qui a atteint le matériau imprégné d'huile 9 est refroidi par l'air ambiant passant à travers les trous 23 du capot intérieur 24, et les difficultés produites par une augmentation de température du lubrifiant, 5 difficultés telles qu'une détérioration du lubrifiant et une brûlure du tourillon à cause d'un film d'huile trop mince, sont évitées. L'effet de refroidissement du lubrifiant peut être renforcé par un ventilateur de refroidissement d'air monté sur l'arbre de moteur 4. 10 Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 16552 7.- 2137680 RE7EHDICATIONS 4 .- Dispositif de coussinet pour moteur électrique comportant un rotor monté sur -un arbre, un stator logé dans un carter, et des paliers destinés à se fizer au 5 carter, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un coussinet de type à manchon porté par le palier et constitué d'un métal imprégné d'huile, ce coussinet recevant l'arbre du moteur, un premier matériau fibreux imprégné d'huile placé dans une cavité de lubrifiant prévue dans le palier pour alimenter le 10 coussinet en huile, et un second matériau fibreux imprégné d'huile placé à côté de l'une au moins des surfaces d'extrémité du coussinet, afin d'absorber le lubrifiant qui fuit par l'intervalle de jeu existant entre le coussinet et l'arbre, ces premier et second matériau étant reliés l'un à l'autre 15 soit directement soit par l'intermédiaire d'un matériau fibreux absorbant supplémentaire. 2.- Dispositif de coussinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau a un degré d'imprégnation d'huile plus élevé que le second 20 matériau. 3.- Dispositif de coussinet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau est de volume plus grand que le second matériau.