Brevet FR2536140A1 — publié le 19840518

Palier autolubrifiant à haute température et son procédé de fabrication. La présente invention concerne un palier auto- lubrifiant constitué de deux supports de piste de rou- lement, dont les formes se complètent et dont l'un au moins présente une surface de roulement munie d'une masse de garniture en un agent lubrifiant. Des paliers de ce type sont connus et sont dé- crits, par exemple, aux brevets des Etats-Unis d'Amé- rique ayant les numéros suivants 2 989 352; 4 309 474; 4 309 064; 2 885 248; 3 206 264; 3 112 115; 3 081 196; 2 609 256; 1 285 69; et 2 246 092. Le palier suivant l'invention se caractérise en ce que la masse de garniture est en une matière à l'état finement divisé, malléable et ductile et en une matière à l'état finement divisé, résistante à l'abra- sion et supportant une charge, qui sont mélangées l'une à l'autre en une émulsion visqueuse et qui for- ment une garniture dure sur l'une au moins des surfa- ces de roulement. Le palier suivant l'invention présente au moins une surface de roulement revêtue d'un mélange d'une ratière relativement malléable et ductile et d'une matière supportant une charge Il s'agit notamment d'un pa- lier résistant aux températures élevées, auquel l'agent lubrifiant est capable, lui aussi, de résis- ter et qui assure un effet de lubrification remarqua- ble. L'invention est explicitée au moyen d'un exemple de réalisation représenté aux dessins, dans lesquels-: la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un palier sphérique suivant l'invention, dans le- quel le mouvement d'oscillation de la surface convexe de l'une des parties de palier ou de support de piste de roulement, à l'intérieur de la pièce antagoniste, complétant cette surface, de la seconde partie de pa- lier ou du second support de piste de roulement est amélioré par la garniture suivant l'invention en raison de ses caractéristiques de longévité; la figure 2 est une vue en coupe transversales à échelle très agrandie,d'une partie du support de piste de roulement concave, formant la pièce antago- niste du support de piste de roulement convexe, et ayant une surface de roulement munie d'ur garniture; et la figure 3 est une vue en coupe transversale,) à échelle très agrandie d'une petite partie du palier. A la figure 1, est représenté un palier sphé- rique,comme on en utilise par exemple dans des paliers à billes et dans des joints-à rotules Ce palier est constitué d'une partie de palier ou d'un support de piste de roulement 10 ayant une surface de roulement 12 convexe Un alésage Il cylindrique traversant le support de piste de roulement 10 sert à la réception -30 d'un arbre (non représenté) La surface de roulement 12 de ce support de piste de roulement 13 a la forme d'un segment de sphère Au support de piste de roulement est associé un second support de piste de roule- ment 13,dont la surface de roulement 14 intérieure entoure annulairement la surface de roulement 12 3. sphérique du premier support de piste de roulement 10. Les surfaces de roulement 12 et 14 des deux supports de piste de roulement 10 et 13 se complètent Le dia- mètre de la courbure de la surface de roulement 14 du second support de piste de roulement 13 est un peu plus grand que le diamètre de la-surface de roulement 12 sphérique du premier support de piste de roulement du palier Entre les deux surfaces de roulement 12 et 14 est introduite une masse de garniture 15 Celle- ci peut être déposée sur l'une des surfaces de roule- ment 12 et 14 ou sur ces deux surfaces Mais, de pré- férence, c'est la surface de roulement 14 intérieure du second support, donc du support de piste de roulement 13 entourant le premier support de piste de roulement 10, qui est garni. La masse de garniture 15 est constituée d'un mélange de particules 16 autolubrifiantes et de par- ticules 17 supportant une charge (figure 3),qui sont mélangées aux particules 16 autolubrifiantes Ces particules 16 sont, de préférence, en or, parce que les propriétés autolubrifiantes de celui-ci sont les meilleures Mais on peut utiliser également de l'argent ou un autre métal malléable et ductile qui a un point de fusion relativement élevé Le métal mallé- able et ductile, qui se présente sous une forme ex- trêmement divisée(aussi petite que 3 micron) est mélangé sous la forme d'une émulsion à des particu- les du métal supportant une charge, ou à de tels mé- taux ou oxydes métalliques, également sous une forme divisée ex- trêmement fine (aussi petite que 0,8 micron),ccume le tungstène ou le nickel, et également à une matière chimique, par exemple une résine de polyimide, pour former une émulsion visqueuse que l'on applique ensuite surune surface de roulement propre qui n'a pas encore été utilisée L'application sous la forme d'un revêtement peut s'effectuer par projections à la brosse ou au trempé On préfère garnir la surface du roulement 14 du second support de piste de roulement 13, donc la surface de roulement 14, complétant la surface de roulement 12 sphérique (figure 2) Mais, bien entendu, on peut également garnir l'autre surface de roule- ment Des particules 16 autolubrifiantes sont mélan- gées intimement et soigneusement aux particules 17 supportant une charge. Pour préparer la masse de garniture 15, on fragmente les particules 16 autolubrifiantes et les particules 17 supportant une charge par broyage ou par n'importe quel autre procédé de fragmentation jusqu'à ce qu'elles prennent la forme d'une poudre et ensuite on les mélange à un liquide chimique, par exemple à une résine de polyimide de manière à for- mer une émulsion visqueuse que l'on applique sur une surface de roulement propre qui n'a pas encore été utilisée d'un palier Après l'évaporation du liquide chimique, on durcit le garniture adhérant à la sur- face de roulement dans un four, à une température choisie aux alentours de 850 'C. Les matières plus dures (tungstène, nickel, etc) forment un noyau autour duquel se rassemblent les matières lubrifiantes (or, argent, etc) Les matières plus dures portent ainsi les charges, tan- dis que le mouvement relatif entre les pièces du palier est lubrifié par l'effet de lubrification de la matière mall 4 able et ductile. Dans une variante de procédé pour le dépôt de l'agent lubrifiant résistant à une température élevée, on travaille de la manière suivante: 1 On fait subir aux parties de palier un sablage, pour en enlever les impuretés et pour aug- menter la surface d'adhérence. 2 Sur la surface de roulement sablée, on dé- pose un agent adhésif résistant aux températures éle- vées, par exemple une colle en polyimide On dépose le même agent adhésif résistant à une température éle- vée sur un tissu résistant à une température élevée, par exemple un tissu ou une structure en fibres de céramique ou en fibres de verre La quantité d'agent adhésif sur le tissu ou sur la structure doit être maintenue à une valeur aussi petite que possible pour conserver un espace libre qui est pris par la masse de garniture, résistant à une température éle- vée servant d'agent lubrifiant. 3 On colle le tissu ou la structure sur la surface de roulement traitée ou sur les surfaces de roulement traitées du support de piste de roulement. On durcit d'abord l'agent adhésif, avantageusement à 148 à 1490 C environ et, ensuite, avantageusement à 2750 C. 4 On plonge le support de piste de roulement muni du tissu ou de la structure dans l'agent auto- lubrifiant à haute température préparé à partir de la masse de garniture et, ensuite, on le durcit à une température qui est avantageusement de 3710 C. On répète le processus suivant le point 4 -, si nécessaire, jusqu'à ce que le tissu ou la structure soit entièrement saturé, et jusqu'à ce que l'on obtienne l'épaisseur souhaitée pour la garni- ture. 6 On effectue la finition du palier suivant des techniques normalisées habituelles. A la figure 3, les particules 16 ont typique- ment des dimensions de 3 microns La grarniture y a une épaisseur de 6,35-mmn environ. REVENDICATIONS 1 Palier autolubrifiant constitué de deux supports de piste de roulement, dont les formes se complètent et dont l'un au moins présente une surfa- ce de roulement munie d'une masse de garniture en un agent lubrifiant, caractérisé en ce que la masse de garniture est en une matière à l'état finement divi- sé, malléable et 'ductile et en une matière à l'état finement divisé, résistante à l'abrasion et suppor- tant une charge, qui sont mélangées l'une à l'autre en une émulsion visqueuse et qui forment une garni- ture ( 15) dure sur l'une au moins des surfaces de roulement ( 12 et 14). 2 Palier suivant la revendication, carac- térisé en ce que les matières maalleables et ductiles ainsi que résistantes à l'abrasion sont des métaux pulvérisés. 3 Palier suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que le métal malléable et ductile est de l'or ou de l'argent. 4 Palier suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que la matière résistante-à l'abrasion est du tungstène ou du nickel, ou un oxyde métallique. Palier suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la garniture ( 15) est déposéésur la surface de roulement ( 14) intérieure d'un support de piste de roulement ( 13) de-forme annulaire. 6 Palier suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que la dimension des particules des mé- taux pulvérisés est de 0,8 micron ou inférieure à 0,8 micron. 7 Procédé de fabrication d'une garniture pour un palier suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il consiste à mélanger l'un à l'autre de manière homogène, en un liquide, au moins une ma- tière malléable et ductile et au moins une matière dure supportant une charge, toutes deux sous une forme- divisée extrêmement fine, à déposer ce mélange sur une surface de roulement du palier, et à sécher la masse de garniture déposée jusqu'à formation d'une couche dure qui n'est pas liquide. 8 Palier suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'une ou -les deux surfaces de roule- ment ( 12, 14) dirigées l'une vers l'autre d'un palier à roulement, d'un palier à embout à rotule, d'une ar- ticulation intermédiaire à rotule, d'un palier glis- sant, ou d'une plaque de palier de butée, est mnie de la masse de garniture ( 15). 9 Palier suivant l'une des revendications 1 à 6 ou 8, caractérisé en ce qu'un tissu ou une struc- ture en une matière résistante aux températures éle- vées est imbibé jusqu'à saturation de la masse de - garniture se présentant sous la forme d'une émulsion visqueuse et le ltuiss 1 ou la structure ainsi imbibé est déposé sur l'une ou sur les deux surfaces de roulement ( 12, 14) - Palier suivant la revendication 9, carac- térisé en ce que le tissu ou la structure résistante aux températures élevées est en fibres de céramique et/ou en fibres de verre. 11 Palier suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'une matière assez dure, comme de la poudre de tungstène, est contenu en mélange dans les matières malléables et ductiles.