Brevet FR2512137A1 — publié le 19830304

La présente invention se rapporte à un palier fluide du type à pression dynamique qui maintient cons- tante la capacité de charge axiale pendant la rotation. Dans le palier fluide du type à pression dyna- mique de la technique antérieure, représenté sur la Fig 1 des dessins annexés, un trou cylindrique 2 for- mé dans un boîtier 1 comporte une surface de portée intérieure 3 de forme cylindrique pour charges radiales et une surface de portée 4 pour charges axiales, et un arbre 5 disposé dans le trou cylindrique 2 comporte une surface de portée extérieure 7 de forme cylindrique pour charges radiales, dans laquelle sont formées des rainures pour engendrer une pression dynamique, et une surface de portée d'extrémité convexe conique 8 pour charges axiales Le boîtier 1 est muni d'un passage de communication 12 qui fait communiquer la surface de portée intérieure 3 avec la surface supérieure du bol- tier 1. Par conséquent, lorsque l'arbre 5 tourne et s'élève en flottant, le passage de communication 12 débouche dans une chambre de pression 11 de sorte que le lubrifiant contenu dans la chambre de pression 11 remonte par le passage de communication 12 jusqu'à la surface supérieure du bottier 1 et que l'importance du flottement de l'arbre 5 est maintenue approximativement constante. Cependant, il est techniquement délicat de for- mer avec précision le passage de communication 12 au voisinage de la séparation 13 entre la surface de por- tée extérieure et la surface de portée d'extrémité et il est, par conséquent, difficile de réduire au minimum l'importance du flottement de l'arbre 5 En outre, le passage de communication 12 qui est profond et incurvé nécessite un usinage très coûteux Au surplus, lorsque l'arbre 5 est arrêté, la surface de portée extrême 8 établit un contact ponctuel avec la surface de portée inférieure 4 et ceci se traduit par une pression de contact superficielle maximale élevée laquelle peut, à son tour, avoir pour résultat éventuel la formation d'une empreinte dans la surface de portée inférieure 4. L'un des buts de la présente invention est de supprimer les inconvénients ci-dessus mentionnés, pro- pres à la technique antérieure Les caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre d'exemples non li- mitatifs et représentés aux dessins annexés sur les- quels: la Fig 1 est une vue en coupe d'un palier fluide du type à pression dynamique de la technique antérieure; la Fig 2 est une vue en coupe d'un palier fluide du type à pression dynamique selon un mode de réalisation de la présente invention; et les Fig 3 et 4 sont des vues en coupe de pa- liers fluides du type à pression dynamique selon d'au- tres modes de réalisation de la présente invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 2, un bottier 21 est constitué par un unique or- gane et comporte un trou cylindrique 22 La surface périphérique intérieure du trou cylindrique 22 comporte une surface de portée intérieure 24 de forme cylin- drique pour charges radiales et le fonddu trou cylin- drique 22 comporte une surface de portée inférieure plane 25 pour les charges axiales Un arbre 26 est monté dans le trou cylindrique et la surface périphérique ex- térieure de cet arbre 26 comporte une surface de portée 3. extérieure 27 de forme cylindrique pour charges ra- diales, qui fait face à la surface de portée intérieure 24 avec laquelle elle coopère La surface de portée extérieure 27 comporte des rainures 28 en spirale pour engendrer une pression dynamique et une surface d'ex- trémité de l'arbre 26 forme une surface de portée ex- trême convexe sphérique 31 pour charges axiales, qui fait face à la surface de portée inférieure 25 avec laquelle elle coopère Un passage de communication 33 s'étendant axialement est percé au centre de la sur- face de portée inférieure 25 et débouche à l'extérieur du boîtier 21 La surface de portée inférieure 25 com- porte, autour du passage de communication 33, une surface de portée 37 à contact annulaire qui est en contact avec la surface de portée extrême 31 lorsque le palier fluide de type à pression dynamique est stationnaire. Dans le palier fluide de type à pression dyna- mique de la construction décrite ci-dessus, lorsque l'arbre 26 est stationnaire et lorsqu'il tourne à faible vitesse, la surface de portée extrême 31 est en contact avec la surface de portée inférieure 25, mais, lorsque l'arbre 26 tourne, l'air contenu dans l'espace radial de palier 38 entre la surface de por- tée intérieure 24 et la surface de portée extérieure 27 s'écoule dans la chambre de pression 32 formée entre la surface de portée extrême 31 et la surface de portée inférieure 25, du fait de l'action de pom- page des rainures 28 génératrices de pression dynamique et l'arbre 26 s'élève en flottant Lorsque l'arbre 26 s'élève en flottant, le passage de communication 33 est ouvert dans la chambre de pression 32 et l'air contenu dans cette chambre de pression s'échappe à l'extérieur du boîtier 21 par le passage de communica- tion 33 Dans ce cas, la pression de l'air dans la 4. chambre de pression 32 est ajustée à un niveau appro- ximativement constant par la variation de l'importance du flottement de l'arbre 26 et l'arbre 26 tourne tout en restant hors de contact avec le boîtier 21; ainsi, on peut obtenir une capacité de charge axiale prédéterminée et l'importance du flottement de l'arbre 26 peut être réduite au minimum. La Fig 3 représente un autre mode de réalisa- tion de la présente invention dans lequel un boîtier 21 comprend un manchon 121 et un galet cylindrique 221 en résine synthétique adapté de manière fixe dans la par- tie inférieure de la surface périphérique intérieure du manchon 121, par exemple, par montage à la presse. La surface périphérique intérieure du manchon 121 for- me une surface de portée intérieure 24 pour les charges radiales et le corps cylindrique 221 forme une surface de portée inférieure convexe sphérique 25 pour les charges axiales Un passage de communication axial est percé dans la surface de portée inférieure 25 qui com- porte également une surface de portée 37 à contact annulaire Un arbre 26 comporte une surface de portée extrême plane 31 pour charges axiales. Si la surface de portée inférieure 25 est for- mée en une résine synthétique ayant des propriétés d'auto-lubrification, l'abrasion de la surface de por- tée inférieure 25 et de la surface de portée extrême 31 est réduite et le couple de démarrage du palier est faible. La Fig 4 représente un autre mode de réalisa- tion de la présente invention dans lequel un boîtier 21 comprend un cylindre extérieur 321, un manchon 121 adapté de manière fixe à l'intérieur de la surface pé- riphérique intérieure du cylindre extérieur 321 et un galet cylindrique 221 adapté de manière fixe dans la 5. partie inférieure de la surface périphérique intérieure du manchon 121 La surface périphérique intérieure du manchon 121 forme une surface de portée intérieure 24 pour les charges radiales et le corps cylindrique 221 forme une surface de portée inférieure concave sphé- rique 25 pour les charges axiales Une rainure radiale 41 partant de la partie centrale du boîtier 21 et dé- bouchant à la périphérie de ce dernier est formée dans le fond du boîtier 21 et un passage de communication 33 débouchant dans la rainure 41 est percé dans la surface de portée inférieure 25 En conséquence, le passage de communication 33 débouche à l'extérieur du boîtier 21, et la surface de portée inférieure 25 com- porte une surface de portée 37 à contact annulaire. Dans le mode de réalisation représenté, les rainures 28 génératrices de pression dynamique sont formées dans la surface de portée extérieure 27 pour charges radiales mais de telles rainures 28 peuvent également être formées dans l'une ou l'autre des sur- faces de portée intérieure 24 ou extérieure 27 ou dans les deux. La surface de portée inférieure 25 et la sur- face de portée extrême 31 pour charges axiales peuvent être convexes, planes ou concaves Cependant, si l'une au moins des surfaces de portée inférieure 25 et ex- treme 31 est sphérique, le couple de démarrage du palier est petit et l'abrasion de la surface de portée infé- rieure 25 et de la surface de portée extrême 31 est faible. En outre, le palier fluide à pression dynamique de la présente invention peut être soit du type dans lequel l'arbre 26 tourne ou soit du type dans lequel le boîtier 21 tourne et peut également être employé pour une application dans laquelle une rotation rela- tive de ces organes est adoptée. 6. Le palier fluide à pression dynamique peut être employé soit en position verticale, soit en position horizontale ou encore il peut être inversé. Le passage de communication 33 peut avoir di- verses configurations. De même, un filtre peut être monté dans le pas- sage de communication 33 de façon que la poudre abra- sive qui peut être éventuellement produite lors du dé- marrage et de l'arrêt puisse être filtrée et empêchée d'être rejetée à l'extérieur du boîtier 21. Dans le palier fluide à pression dynamique de la présente invention, le passage de communication 33 formé dans la surface de portée inférieure 25 débouche à l'extérieur du boîtier 21 et, par conséquent, si l'arbre 26 est déplacé axialement par rapport au boî- tier 21, le fluide contenu dans la chambre de pression 32 s'écoule à l'extérieur du boîtier 21 par ce passage de communication 33 et la pression du fluide contenu dans la chambre de pression 32 est ajustée à un niveau approximativement constant par le déplacement de l'ar- bre 26 par rapport au boîtier 21 tandis que l'arbre 26 est sans contact avec le boîtier 21 de telle sorte qu'une capacité de charge axiale prédéterminée est obtenue et que le déplacement axial de l'arbre 26 par rapport au boîtier 21 peut être réduit au minimum De même, la surface de portée inférieure 25 comporte au- tour du passage de communication 33 une surface de portée 37 à contact annulaire qui est en contact avec la surface de portée extrême 31 lorsque le palier est stationnaire et, par conséquent, la pression superfi- cielle de contact entre la surface de portée inférieure et la surface de portée extrême 31-peut être réduite au minimum lorsque le palier est stationnaire, ce qui empêche que la surface de palier inférieure 25 et la surface de portée extrême 31 soient endommagées En 7. outre, le fait que le passage de communication 33 qui s'étend axialement et débouche à l'extérieur du bol- tier 21 soit formé dans la surface de portée inférieure facilite l'usinage de ce passage de communication 33 et rend la construction simple et bon marché Par ailleurs, le passage de communication 33 formé dans la surface de portée inférieure 25 débouche à l'exté- rieur du boîtier 21 et, par conséquent, la poudre abra- sive qui peut être éventuellement produite lors de l'arrêt et du démarrage peut être évacuée à l'exté- rieur du boîtier 21 de sorte que les surfaces de por- tée telles que la surface de portée inférieure 25 et la surface de portée extrême 31 ne risquent pas d'être endommagées par la poudre abrasive. 8. REVENDICATIONS 1 Palier fluide à pression dynamique compre- nant un boîtier ( 21) comportant un trou cylindrique ( 22) ayant une surface de portée intérieure ( 24) de forme cylindrique pour les charges radiales et une surface de portée inférieure ( 25) pour la charge axiale et un arbre ( 26) monté dans le trou cylindrique et ayant une surface de portée extérieure ( 27) de forme cylindrique pour charges radiales en regard de la surface de portée intérieure avec laquelle elle coo- père et une surface de portée extrême ( 31) en regard de la surface de portée inférieure avec laquelle elle coopère, l'une au moins des surfaces de portée inté- rieure et extérieure étant munie de rainures ( 28) qui engendrent une pression dynamique, caractérisé en ce qu'un passage de communication ( 33) percé dans la surface de portée inférieure ( 25) débouche à l'exté- rieur du boîtier ( 21) et en ce que la surface de por- tée inférieure comporte, autour du passage de commu- nication, une surface de portée ( 37) à contact annu- laire qui entre en contact avec la surface de portée extrême ( 31) lorsque le palier est stationnaire. 2 Palier fluide à pression dynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des surfaces de portée inférieure et extrême ( 25,31) est sphérique. 3 Palier fluide à pression dynamique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que de l'air est présent dans l'espace radial de palier ( 38) ménagé entre la surface de portée intérieure ( 24) et la surface de portée extérieure ( 27). 4 Palier fluide à pression dynamique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 9. la surface de portée inférieure ( 25) est en une résine synthétique ayant des propriétés d'auto-lubrification. Palier fluide à pression dynamique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un filtre est monté dans le trou de communication ( 33). 6 Palier fluide à pression dynamique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le passage de communication ( 33) est formé dans la par- tie centrale de la surface de portée inférieure ( 25). 7 Palier fluide à pression dynamique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le passage de communication ( 33) est formé axialement dans le palier.