Brevet FR2284068A1 — publié le 19760402

La présente invention concerne un dispositif de lubrification des surfaces d'assise de roulements agencés sans serrage sur un arbre, tourillon ou analogue, ce dispositif comportant un réservoir de lubrifiant ménagé dans l'arbre selon l'axe de celui-ci, réservoir depuis lequel le lubrifiant parvient aux surfaces d'assise par des canaux d'amenée radiaux. I1 est déjà connu de lubrifier les zones d1as- sise ou de portée au moyen de réservoirs de lubrifiant ménagées dan l'arbre selon l'axe de celui-ci et au moyen de per çages répartiteurs. I1 est alors nécessaire de prendre certaines précautions afin que la répartition du lubrifiant aux différents points de lubrification sur la surface d'assise, ou encore dans le palier, soit aussi uniforme que possible. On connatt déjà un système de lubrification de palier dans lequel des perçages amènent le lubrifiant provenant d'un réservoir aux divers points de lubrification. Ce réservoir comporte un piston précontraint par des moyens élastiques agissant de façon que le lubrifiant soit refoulé hors du réservoir. Lors du remplissage du réservoir, une buse, munie d'un tube est déplacée axialement à l'encontre de la force exercée par un ressort, de telle façon que les perçages conduisant aux points de lubrification soient fermés pendant le remplissage. Ce dispositif connu présente toutefois l'inconvénient que le remplissage du réservoir auxiliaire ne peut pas être complété pendant la marche, de sorte que le risque d'un fonctionnement à sec des points de lubrification, par manque de lubrifiant, n'est pas exclu. Entre autres dommages, il peut alors y avoir destruction du palier. La présente invention a pour but de perfectionner l'amenée de lubrifiant aux surfaces d'assise de roulements agencés sans serrage sur un tourillon ou analogue, de façon que du lubrifiant soit aussi amené aux surfaces d'assise pendant la marche, et de façon à éviter la sortie de lubrifiant hors du réservoir de lubrifiant lorsque le palier est démonté. Selon l'invention, ce résultat est atteint au moyen d'un dispositif du type précité servant à lubrifier un bout d'arbre, un tourillon ou analogue, ce dispositif étant muni d'un système d'amenée qui est relié au carter fixe du palier et qui comporte une saillie tubulaire s'engageant dans le réservoir de lubrifiant, un piston qui est pourvu de plusieurs trous ou passages orientés axialement, ce piston étant mobile dans le réservoir de lubrifiant et étant poussé vers 'extérieur en direction du système d'amenée par un ressort ; et des moyens d'étanchéité qui sont disposés dans le réservoir de lubrifiant, dans la zone de la surface en bout de l'arbre ou du tourillon, et qui entourent la saillie annulaire du système d'amenée, ces moyens d'étanchéité réalisant vis-à-vis de l'extérieur l'obtura- tion des trous du piston lorsque le système d'amenée est extrait du réservoir de lubrifiant. L'invention prévoit en outre que le piston mobile présente une protubérance annulaire saillant axialement, dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur des moyens d'étanchéité, et que les trous prévus dans le piston s'étendent radialement à l'extérieur de la protubérance annulaire.Selon une autre caractéristique de l'invention un palier, notamment un roulement, est prévu entre le piston et le système d'amenée, l'une des bagues de ce roulement ou palier étant située contre le piston, l'autre bague étant située contre la saillie tubulaire du système d'amenée. Pour garantir que du lubrifiant parviendra dans le réservoir en passant par le système précité, l'invention prévoit en outre que, pour former des orifices de passage de lubrifiant, des perçages dont l'orientation est sensiblement radiale sont ménagés dans la partie terminale de la saillie tubulaire et/ou dans la protubérance annulaire du piston, ou encore que les moyens d'écartement, permettant le passage de lubrifiant, sont disposés entre le système d'amenée et le piston. On peut aussi créer un orifice de passage du lubrifiant au moyen d'une tôle agencée diamétralement dans l'alésage de la saillie tubulaire et venant au contact du piston, soit directement, soit par l'intermédiaire du palier ou roulement. Ie lubrifiant parvient à la surface d'assise du palier par l'intermédiaire de canaux d'amenée qui sont orientés radialement. Cés derniers, que des clapets à bille ferment à l'arrtt, ne s'ouvrent que lorsque les billes des clapets, soumises à la force centrifuge, ouvrent les orifices d'amenée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention les canaux radiaux d'amenée ménagés dans le tourillon sont fermés par des valves à clapet et les orifices d'amenée sont obturés par des clapets comportant chacun une bille sollicitée par un ressort exerçant sur elle une force inférieure à la force centrifuge à laquelle cette bille est soumise pendant la marche.L'arrivée de lubrifiant au point de lubrification doit se faire, en coopération avec le soulèvement de la bille sous l'effet de la force centrifuge, de façon que le raccordement de l'arrivée de lubrifiant sous pression se fasse par l'intermédiaire d'un raccord et que la pression d'alimentation en lubrifiant n'exerce pas sur la bille de clapet (précontrainte par ressort) une force excédant la force centrifuge à laquelle cette bille est soumise pendant la marche, ou encore, en d'autres termes, de façon qu'en régime de fonctionnement, la force du ressort hélicoïdal de compression appliquant la bille contre l'orifice du canal d'amenée et fermant celui-ci soit supérieure à la poussée résultant de la pression d'alimentation en lubrifiant. Enfin, l'invention permet d'éviter efficacement la perte de lubrifiant par le fait que la réserve de lubrifiant, en coopération avec le système logé dans le réservoirde lubrifiant, d'une part, et d'autre part avec les billes de clapet précontraintes par ressort et obturant automatiquement les canaux d'amenée lorsqu'il n'y a pas rotation, reste dans le réservoir de lubrifiant lors du démontage de l'arbre, du cylindre d'appui ou analogue, et lors du démontage du palier. Un exemple de réalisation nullement limitatif de l'invention sera décrit ci-après en se référant au dessin annexe sur lequel la figure I représente une coupe partielle d'un palier d'un cylindre d'appui avec dispositif selon l'invention pour lubrifier les surfaces d'assise la figure 2 est une vue à grande échelle d'une partie de la figure 1 la figure 3 correspond à la figure 2 après démontage du cylindre et extraction du palier ; et la figure 4 représente une coupe d'un orifice de sortie débouchant sur la surface d'assise du bout d'arbre et pourvu d'une buse à clapet. Tel qu'il est représenté sur la figure 1 le roulement 5 à quatre rangées de rouleaux coniques, prenant assise dans un logement de palier non représenté, sert à supporter en rotation un cylindre d'appui ou rouleau de soutien 1 muni d'un tourillon 2 . Les deux bagues intérieures 6 du roulement 5 à quatre rangées de rouleaux coniques ont leur alésage pourvu de rainures en spirale 7 et sont montées sans serrage sur la surface d'assise 3 (portée) du tourillon 2. Sur la surface d'assise 3 du tourillon, des cavités 8 sont prévues auxquelles il faut lors du fonctionnement amener constamment du lubrifiant pour lubrifier la surface d'assise coulissante des deux bagues intérieures 6 du palier du tourillon.Un réservoir de lubrifiant à profil en gradin, 9,10 et 11, partant de la surface en bout 4, est ménagée au centre du tourillon 2 du cylindre d'appui 1. les sections 9 et 10 du réservoir de lubrifiant sont pourvues de canaux radiaux d'arrivée 12 établissant une communication vers les cavités 8 et la surface d'assise 3 du tourillon et le réservoir de lubriviant à plusieurs sections 9,10 et 11. Des valves ou buses à clapet, 14, dont le rôle est d'obturer les canaux d'amenée 12, sont placées dans les évidements 13 qui sont ménagés dans la surface d'assise 3 du tourillon et qui constituent aussi les cavités 8. La figure 2 représente le système d'amenée 15 et le dispositif de retenue 16 qui sont agencés dans la section 11 du réservoir de lubrifiant. Les moyens d'étanchéité 17, constitués par exemple par trois garnitures d'étanchéité placées les unes à la suite des autres, sont introduits dans l'a lésage de la section 11 du réservoir de lubrifiant. Un anneau élastique 18, qui est monté dans une gorge 19 prévue dans l'a- lésage de la section 11 de la chambre de lubrifiant, sert de butée pour les moyens d'étanchéité 17. Un couvercle 20, qui est introduit dans un chambrage aménagé dans la surface 4 en bout du tourillon et qui est fixé au moyen de vis 21, assure l'efficacité lors du fonctionnement du montage des moyens d'étanchéité 17.Le système d'amenée 15, qui est assemblé par soudage (ou analogue) au couvercle 22 du carter de palier, est constitué d'une pièce tubulaire 23, d'une tôle conique 24 (assemblée à la pièce tubulaire 23 par soudage ou analogue), et d'une rondelle d'obturation 25 qui présente un alésage fileté 26 et qui est également soudée dans l'alésage de la pièce tubulaire 23. Lorsqu'ils sont montés, les moyens d'étanchéité 17 assurent, grâce à la pièce tubulaire 23 et au couvercle 22, l'étanchéité du réservoir de lubrifiant 9, 10,11, à l'égard de 11 extérieur, c'est-à-dire vis-à-vis de l'espace intérieur 27 du palier. Le système d'amenée 15 et le dispositif de retenue 16 coopèrent lorsqu'ils sont montés.Le dispositif de retenue 16 est constitué du ressort hélicoidal de compression 28, du piston 29 et du roulement 30. Le piston 29 est monté coulissant axialement dans l'alésage du réservoir de lubrifiant 11 et est sollicité vers le système d'amenée 15 par le ressort de compression associé 28. Pour le passage du lubrifiant, le piston 29 est pourvu de plusieurs perçages axiaux 31 régulièrement répartis sur un cercle, ou de rainures (ou analogues) aménagées dans son pourtour. De plus, le piston 29 présente une protubérance annulaire 32 saillant axialement. Un roulement 30 est agencé dans l'alésage de la protubérance annulaire 32, pour permettre un mouvement relatif entre le système d'amenée 15 qui est fixe et le dispositif de retenue 16 qui tourne avec le tourillon. Pour que l'ensemble puisse fonctionner, il est prévu une rondelle annulaire 33 fournissant à la bague extérieure du roulement 30 un appui axial. la t81e conique 24 du système d'amenée 15 s'engage dans l'alésage de la bague intérieure du roulement 30 du dispositif d'arrêt 16. Pour l'amenée du lubrifiant, il est prevu un raccord 34, par exemple un raccord rapide ou analogue, qui est vissé dans le trou fileté 26 de la rondelle d'obturation 25. Te lubrifiant s'écoule ainsi depuis le raccord 34, passe par le système d'amenée 15, pénètre dans la section 11 du réservoir de lubrifiant, traverse les trous 31 pour entrer dans la section 1 du réservoir et parvenir ainsi aux sections 10 et 9 du réservoir de lubrifiant. Sur la figure 3, le système est représenté alors que le cylindre d'appui est démonté et le tourillon dégagé de son palier. Ici, le couvercle 22 est enlevé ainsi que le système d'amenée 15. Sous l'action du ressort hélicoïdal de compression 28, le piston 29 s'est déplacé en direction axiale dans l'alésage de la section ll du réservoir de lubrifiant, jusqu'à se trouver en butée contre les moyens d'étanchéité 17. Ici, la protubérance axiale annulaire 32 dans laquelle le roulement 30 est monté avec serrage est engagée dans l'alésage des moyens d'étanchéité 17. Le coulissement axial du piston 29 est limité par la mise en butée de la surface annulaire radiale 35 du piston contre la surface annulaire radiale de l'anneau élastique 18.De cette façon, le piston 29 joue le rôle de piston de retenue et empêche l'écoulement inverse de lubrifiant, hors du réservoir de lubrifiant 9, 10 et 11, par les trous 31. Pour faciliter la compréhension, la figure 4 est dessinée à une échelle agrandie, Cette figure représente une buse ou ajutage 14 d'une valve à clapet, qui est placée dans un évidement 13 ménagé dans la surface d'assise 3 du tourillon. La buse 14 est ici avantageusement enfoncée à force dans l'évidement 13, jusqu'à l'épaulement 36 du trou, et sa longueur esJ choisie de façon à déterminer la cavité 8 dans la surface d'assise 3 du tourillon. Afin d'assurer efficacement le maintien en place de la buse 14 pendant le fonctionnement, la paroi 37 de la cavité 8 de l'évidement 13 peut être déformée par repoussage en 38 dans le sens de la flèche 39. La buse 14 présente plusieurs trous 40 régulièrement répartis sur un cercle, ce qui a pour effet avantageux de réduire, pour le lubrifiant, la section de sortie de l'embouchure 41. Du c8té intérieur, la buse 14 est pourvue en son centre d'un évidement 42 servant à recevoir un ressort hélicol- dal de compression 43 qui appuie la bille de clapet 44 contre l'orifice 41 de sortie du canal d'amenée 12, de sorte qu'à l'état de repos l'orifice de sortie 41 du canal d'amenée 12 est fermé par la bille de clapet 44. Afin de permettre à la bille de clapet de fermer à coup sdr le canal d'amenée 12, le décrochement 45 entre l'orifice de sortie 41 du canal d'amenée 12 et l'évidement 46 est formé en entonnoir. Pour remplir de lubrifiant le réservoir à plusieurs sections 9, 10 et 11 (telle que représentée sur la figure 1), un raccord 34, avantageusement un raccord à fermeture rapide, est vissé dans le trou fileté 26 du système d'amenée 15. Le remplissage peut se faire en raccordant une alimentation de lubrifiant sous pression au raccord 34 et en injectant du lubrifiant selon un dosage approprié. Sous l'effet de cette in section, faite sous une pression telle qu'il y ait dépassement de la force d'appui des billes 44 les clapets ménagés dans la surface d'assise 3 du tourillon, ces billes de clapet, associées aux buses 14, viennent en position d'ouverture et font d'abord office de clapet de purge d'air, ce qui permet l'évacuation de l'air du réservoir de lubrifiant 9, 10 et 11. lorsque la dose de lubrifiant est injectée, les orifices de sortie 41 des canaux d'amenée 12 se ferment automatiquement gracie aux billes de clapet 44 qui sont sous contrainte de rappel, grâce au ressort 43. Par ailleurs, le remplissage en lubrifiant du réservoir à plusieurs sections 9, 10 et 11, peut se faire directement à l'occasion de l'entrée en fonctionnement du cylindre d'appui 1. Pour cela, une pompe à lubrifiant est reliée au raccord 34. Cette pompe envoie constamment du lubrifiant à la chambre 9,10, 11 sous une pression d'alimentation qui n'excède alors pas celle correspondant à la force d'appui des billes de clapet 44 précontraintes par les ressorts hélicodaux de compression 43, il en resulte que le réservoir 9, 10, 11 d'abord rempli d'air, n'en est pas purgée par le lubrifiant qui lui, est amené sous une faible pression.Bien plus, la purge d'air du réservoir a lieu sous l'effet de I'entre en fonctionnement du cylindre d'appui 1 : la force centrifuge créée par la rotation du cylindre 1 repousse les billes de clapet 44 associées aux buses 14 et ouvre les orifices de sortie 41 des canaux d'alimentation 12, de sorte que l'air peut alors stéchapper par les rainures en spirale 7 ménagées dans l'alésage des bagues intérieures 6. Le lubrifiant qui arrive ensuite sous une pression exerçant une faible poussée parvient, via les perçages radiaux, aux cavités 8 ménagées dans la surface d'assise 3 du tourillon. Partant Wu raccord 34, le lubrifiant traverse le système d'amenée 15 et le dispositif de retenue 16, parvient dans la section 1- du réservoir, puis aux sections 10 et 9 Les canaux d'amenée 12 relient les sections du réservoir de lubrifiant 10 et 9 et les clapets 14, de sorte que le lubrifiant parvient finalement dans les cavités 8 ménagées dans la surface d'assise 3 du tourillon. REVNDICÂTI0NS 1. Dispositif de lubrification des surfaces d'assise de roulements agencés sans serrage sur un arbre, un tourillon ou analogue, ce dispositif comportant un réservoir de lubrifiant ménagé dans 11 arbre, selon l'axe de celui-ci, réservoir depuis lequel le lubrifiant parvient aux surfaces d'assise par des canaux radiaux d'amenée, caractérisé par le fait qu'il comporte un système d'amenée qui est lié au carter fixe du palier et présente une saillie tubulaire s'engamant dans le réservoir de lubrifiant ; un piston qui est pourvu de plusieurs trous ou passages orientés axialement et qui, étant mobile dans le réservoir de lubrifiant, est poussé vers l'extérieur en direction du système d'amenée par un ressort; et des moyens d'étanchéité qui sont disposés dans le réservoir de lubrifiant, dans la zone de la surface en bout de l'arbre ou du tourillon, et qui entourent la saillie annulaire du système d'amenée, ces moyens d'étanchéité réalisant vis-àvis de l'extérieur l'obturation des trous du piston lorsque le système d'amenée est extrait de la chambre de lubrifiant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston mobile présente une protubérance annulaire qui fait axialement saillie et dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur des moyens d'étanchéité , les trous de ce piston étant situés sur un cercle de diamètre supérieur à celui de la protubérance annulaire. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un palier, notamment un roulement, est prévu entre le piston et les moyens d'amenée de lubrifiant, l'une des bagues de ce roulement ou palier s'appliquant contre le piston et l'autre bague s'appliquant contre la saillie tubulaire du système d'amenée de lubrifiant dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractlrisé par le fait que, pour former des orifices de passage pour le lubrifiant dans la partie terminale de la saillie tubulaire et/ou dans la protubérance annulaire du piston, il est prévu des perçages dont l'orientation est sensiblement radiale. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que des moyens d'écartement, permettant le passage du lubrifiant, sont prévus entre le système d'amenée du lubrifiant et le piston. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens d'écartement sont constitués par une t81e agencée en position diamétrale dans l'alésage de la saillie tubulaire et s'appliquant contre le piston directement ou par l'intermédiaire du palier ou roulement associé à ce piston. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les canaux radiaux prévus dans le tourillon sont obturés par des buses à clapet. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les clapets comportent chacun une bille contrainte par un ressort qui exerce une force inférieure à la force centrifuge à laquelle cette bille est soumise pendant la marche.