Brevet FR2476252A1 — publié le 19810821

ELEMENT DE PALIER A BAGUE DE CENTRAGE ET PROCEDE DE CENTRAGE D'UN ARBRE La présente invention concerne les paliers cylindri- ques à coussinet pour le guidage d'un arbre et, plus précisément un élément d'un tel palier incluant une ba- gue permettant le centrage parfait relatif' du palier et de l'arbre, ainsi que le procédé de centrage au moyen d'un tel palier. Pour obtenir un bon alignement de deux ou plusieurs paliers il est connu de faire appel à des paliers inclu- ant des coussinets oscillants montés sur rotule. De tels paliers présentent l'inconvénient d'être complexes et coûteux. Dans les machines de petites dimensions, on utilise généralement des paliers lisses dont la position est ajustée au moyen de boulons et de cales. L'alignement de tels paliers est néanmoins impar- fait, et il en résulte généralement une usure asymétri- que des parois en contact. La présente invention a pour but d'obtenir le centrage parfait relatif de l'arbre et d'un palier sans qu'il en résulte les inconvénients précités. Selon l'invention, chaque élément du palier inclut une bague de centrage constituée par un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est supérieur à sensiblement celui de l'arbre, et disposée/coaxialement à l'arbre à l'intérieur du palier, avec jeu tel que lors d'un re- froidissement approprié, la bague vienne fretter l'ar- bre. Selon un premier mode de réalisation, la bague est disposée à proximité immédiate du coussinet à l'inté- rieur de l'élément de palier et son diamètre intérieur à température ambiante est très légèrement supérieur à celui du coussinet. Selon un deuxième mode de réalisa- tion, la bague constitue le coussinet de l'élément de palier. Le materiau constituant la bague est, de préférence, un polyt6trafluoro6thylène, dont le coefficient de dila- tation thermique est plus de dix fois supérieur à celui de l'acier constituant l'arbre. Toutefois, d'autres matériaux tels que le polyéthyléé- ne, certains polyamides, le polyfluorure de vinylidéiie peuvent être également favorablement utilisés. Avec un tel palier, le procédé de centrage relatif de, l'arbre et du palier est extrêmement simplifié. Il compor- 1o te les étapes successives suivantes: - mise en position relative grossière du palier et de * llarbre, - refroidissement jusqueà une-température telle que cha- que bague vienne fretter par contraction l'arbre, - immobilisation et blocage de la position de chaque élé- ment du palier, - retour à la température ambiante. * La température de refroidissement est, de préférence, comprise entre - 10 et - 300C. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts,avan- tages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description.qui suit à la- quelle un dessin est annexé. La figure unique représente en coupe axiale un élé- ment de palier conforme à l'un des modes de réalisation de l 'invention. -Sur cette figure, l'arbre 1 est vertical. L'êlément de palier comprend un corps 2 définissant un espace dans lequel sont disposés un coussinet 3 et une bague 4 avec un jeu approprié par rapport à l'arbre 1. Le palier est généralement constitué de plusieurs éléments juxtaposés conformes à i'él6ment représenté sur la figure. Le coefficient de dilatation thermique du ma- tér.iau constituant cette bague 4 est très supérieur à ce- lui du matériau constituant l'arbre. Par exemple, avec un arbre en acier au carbone dont le coefficient de dilatation thermique est voisin de 2476252' 11.10 60c-i et un coussinet en graphite dont le coeffi- cient de dilatation thermique est sensiblement égal à ce- lui de l'acier au carbone, la bague peut être favorable- ment constituée par du polytétrafluoroéthylène dont le coefficient de dilatation est voisin de 130.10-6 oC1I Dans l'exemple représenté, la bague ne constitue pas le coussinet lui-même du palier, mais pour certaines ap- plications, il peut être préférable que la bague consti- tue le coussinet directement. Selon le mode de réalisation représenté, la bague 4 est disposée'à proximité immédiate du coussinet 3 à l'in- térieur du corps 2 du palier, et son diamètre intérieur a température ambiante est très légèrement supérieur à celui du coussinet 3. Selon un exemple, le diamètre de l'arbre étant égal à 60,0 mm, le diamètre intérieur du coussinet est égal à ,2 mm tandis que le diamètre intérieur de la bague est égal à 60,3 mm à température ambiante. De ce fait, en fonctionnement normal, il n'y a pas contact entre la bague 4 et l'arbre 1, la bague 4 étant alors exclusivement une bague de centrage comme on le verra ci-après, et lors d'un refroidissement approprié, la bague vient fretter l'arbre sans que cela soit le cas du coussinet. Pour obtenir le centrage parfait relatif de l'arbre et du palier, il suffit alors, après mise en position relative grossière des éléments, de refroidir suffisam- ment le palier, de telle manière que la bague 4 de chaque élément de palier frette l'arbre 1, puis d'immobiliser et de fixer alors chaque élément du palier dans cette position. Lors du retour à la température ambiante, la bague 4 se décontracte et la position du palier est parfaite- - ment ajustée. Selon l'exemple précédemment indiqué, une différen- ce de 450C environ par rapport à la température ambiante est suffisante pour obtenir le résultat recherché. Par suite, la température à laquelle est refroidi le pa- lier est favorablement comprise entre - 10 et - 30 C en fonction de la température ambiante. Un tel procédé permet d'obtenir un alignement par- fait de plusieurs éléments de paliers juxtaposés autour d'un même arbre lorsqu'aucun défaut de coaxialité n'est toléré, ce qui est le cas généralement pour pompes cen- trifuges. Il est possible de fixer au préalable en posi- tion l'élément de palier inférieur et d'assurer l'aligne- ment des autres éléments du même palier à l'aide du procé- dé ci-avant décrit. Bien que seuls certains modes de réalisation de l'in- vention aient été décrits, il est évident que toute modi- fication apportée dans le même esprit par l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la pr6sente invention. -' REVENDICATIONS 1i.- Elément de palier cylindrique à coussinet pour le guidage d'un arbre, caractérisé en ce qu'il inclut une bague de centrage constituée par un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est sup6rieur à celui du matériau constituant ledit arbre, et disposée sensi- blement coaxialement audit arbre à l'int6rieur du corps du palier, le jeu entre ladite bague et ledit arbre étant tel que lors d'un refroidissement approprié, ladite bague vienne fretter l'arbre. 2.- Elément de palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague (4)est disposée à proxi- mité immédiate dudit coussinet (3), son diamètre intérieur à température ambiante étant très légèrement supérieur à celui dudit coussinet (3). 3.- Element de palier selon la revendication 1, caract6risé en ce que ladite bague constitue ledit coussi- net. 4.- Elément de palier selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que la matériau constituant ladite bague est du polytétrafluoroéthylène. 5.- Elément de palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caract6risé en ce que le matériau constituant ladite bague est du polyéthylène. 6.- Elément de palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matériau constituant ladite bague est du polyfluorure de vinylidè- ne. 7.- Procédé de centrage relatif d'un arbre et d'un élément de palier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractéris6 en ce qu'il comprend les 6tapes suc- cessives suivantes: - mise en position relative grossière dudit élément de palier et dudit arbre, - refroidissement dudit élément de palier jusqu'à une temp6rature telle que chaque bague vienne fretter par contraction ledit arbre, - immobilitation et blocage dans la position ainsi at- teinte de chaque é61ément dudit palier, - retour à la température ambiant. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la température de refroidissement est comprise entre - 10 et - 30 C.