Brevet FR2579274A1 — publié le 19860926

La présente invention concerne un compresseur centrifuge et plus particulièrement le perfectionnement d'un engre- nage d'augmentation de vitesse faisant partie d'un tel compresseur. Dans un compresseur centrifuge connu du type auquel se rapporte l'invention, des paliers de butée et des paliers radiaux supportant une partie extrême de l'arbre de la roue du compresseur sont fixés indépendamment l'un de l'autre au carter d'un engrenage d'augmentation de vitesse entre l'entraînement du compresseur et celui-ci. Le dispositif d'alimentation en huile de grais- sage pour cet engrenage comporte une tuyère de pulvérisation attachée au carter de l'engrenage et un tube branché de l'extérieur sur cette tuyère pour l'amenée de l'huile, laquelle est projetée par la tuyère sur les roues d'engrenage. Dans une autre exécution, une série d'orifices sont formés dans la paroi du carter d'engre- nage située en regard des roues d'engrenage et un trou de plus grand diamètre pour l'amenée de l'huile de graissage communique avec les orifices. L'huile est dans ce cas projetée sur les roues d'engrenage à travers les orifices. Dans ce compresseur centrifuge conventionnel, il a été difficile de supporter l'arbre de la roue du compresseur de façon stable, à moins d'attacher à la fois les paliers radiaux et les paliers de butée au carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse. Avec cette disposition, il est nécessaire d'ajuster le jeu axial entre les paliers de butée et un collet de butée calé sur l'arbre de la roue de compresseur,alors que cet arbre est monté dans le carter de l'engrenage d'augmentation de vitesseet l'assemblage de ces composants dans un espace étroit demande une grande attention. De plus, il faut beaucoup de temps et de travail pour contrôler les jeux après l'assemblage des composants, pour les démonter ensuite en vue de l'adaptation d'une cale d'épaisseur servant à fixer le jeu, puis pour les réassembler. De plus, sur ce compresseur centrifuge convention- nel, il est très difficile de contrôler l'état de l'huile de grais- sage amenée à l'engrenage, à travers un regard étroit, après l'assemblage de tout l'engrenage. En cas de perturbation, aucun réglage n'est possible outre qu'après démontage du carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse. Cette opération, nécessaire- ment suivie par le réassemblage, demande également beaucoup de temps et de travail. L'invention vise par conséquent à éliminer les inconvénients décrits ci-dessus. Plus précisément, l'invention vise à procurer un compresseur centrifuge sur lequel le jeu du palier de butée ou de chaque palier de butée puisse être contrôlé et ajusté facilement et de manière sûre à l'assemblage des composants et dont on puisse facilement et sûrement examiner et corriger en cas de besoin l'état de l'huile de graissage qui est amenée à l'engrenage d'augmentation de vitesse, également au stade de l'assemblage des composants. Un compresseur selon un mode de réalisation de l'in- vention a une roue de compresseur, un dispositif d'entraînement et un engrenage d'augmentation de vitesse qui est commandé par le dispositif d'entraînement et qui est destiné à faire tourner la roue de compres- seur à une vitesse plus élevée que le dispositif d'entraînement. L'en- grenage comporte un arbre portant un pignon et sur l'extrémité avant duquel est fixée la roue de compresseur, un carter divisé, dont le plan de joint est perpendiculaire à l'arbre, ainsi qu'une unité de support sous forme d'une boîte à paliers sur l'extrémité arrière de l'arbre. Cette boîte à paliers contient un collet de butée attaché à l'extré- mité arrière de l'arbre, un palier de butée intérieur situé du côté intérieur du collet et destiné à supporter la poussée axiale exercée sur le collet en une direction, un palier de butée extérieur situé sur le côté extérieur du collet et destiné à supporter la poussée axiale exercée sur le collet dans l'autre direction, un palier radial solidaire du palier de butée intérieur et destiné à supporter la charge radiale exercée sur la partie extrême arrière de l'arbre, un corps de boîte qui entoure le collet de butée et est combiné avec le palier radial, un couvercle de boite combiné avec le corps de boîte pour maintenir le palier de butée extérieur depuis le côté extérieur, ainsi qu'une cale d'épaisseur située entre le paLier de butée extérieur et le couvercle de la boite, en venant en contact avec eux, pour ajuster le jeu entre Les paLiers de butée intérieur et extérieur. La boite à paliers est attachée - de façon à pouvoir être détachée librement - à l'élément principal ou corps du carter de l'engrenage, du côté opposé au dispositif d'entraîne- ment. La boîte à paliers peut comporter en outre un dispositif pour projeter de l'huile de graissage sur la petite roue d'engrenage, c'est-à-dire sur le pignon précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale partiellement en coupe axiale verticale de l'ensemble d'un compres- seur centrifuge selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale verticale de l'engrenage d'augmentation de vitesse faisant partie de ce compres- seur; - la figure 3 est une coupe verticale semblable montrant l'engrenage à l'état démonté. Le compresseur centrifuge représenté sur la figure 1 comporte une roue de compresseur 1, un bâti 2, un engrenage d'augmen- tation de vitesse 3, un flasque arrière 4 pour la roue de compresseur, une volute spirale 5 et un moteur 6. La force d'entraînement du moteur 6 est transmise à la roue de compresseur 1 par l'intermé- diaire de l'engrenage 3 en vue de l'entraînement de la roue 1 à grande vitesse pour la compression de gaz. La machine motrice est constituée dans cet exemple par un moteur électrique 6, mais il est possible aussi de prévoir à cet effet un moteur à combustion interne, une turbine ou un autre dispositif. La structure de l'engrenage d'augmentation de vitesse 3 sera décrite ciaprès en détail en référence aux figures 2 et 3. Le carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse 3 est divisé en un.carter principal ou corps 12 et un carter supé- rieur 13, qui sont fixés l'un à l'autre par une vis 50 et supportent l'arbre 10 du moteur et l'arbre 11 de la roue de compresseur. Le corps 12 possède une face de joint qui est perpendiculaire à l'arbre 11 de la roue et est situé du côté du moteur 6. Les usinages tels que les alésages sont effectués lorsque le corps 12 et le carter supérieur 13 sont solidarisés et la précision d'assemblage est assurée par des goupilles coniques dans les faces de joint ou d'assemblage du corps 12 et du carter supérieur 13, de sorte que la grande roue 14 sur l'arbre 10 du moteur et la petite roue au pignon 58 sur l'arbre 11 de la roue de compresseur engrènent avec précision. La charge radiale sur l'arbre de roue 11 est supor- tée par un palier radial 24 situé du côté de la roue de compresseur et par un autre palier radial 15 qui est plus éloigné de la roue. La poussée axiale de l'arbre de roue 11l est encaissée, par l'inter- médiaire d'un collet de butée 22 fixé sur l'extrémité arrière de l'arbre 11 par un écrou 23, par deux paliers de butée 18 et 60 situés de part et d'autre du collet 22. Le palier de butée 60 est d'un seul tenant avec le palier radial 15. Le palier radial 15, le collet de butée 22, les paliers de butée 18, 60 et d'autres éléments encore font ensemble une unité de support ou boite à paliers 59 qui sera décrite dans ce qui va suivre et qui est montée sous forme d'un ensemble sur une extrémité de l'arbre de roue 11. La boîte 59 comporte le palier radial 15 situé du côté éloigné de la roue de compresseur, le collet de butée 22, l'écrou 23 par lequel le collet est fixé sur l'arbre de roue 11, les deux paliers de butée 18, 60 situés de part et d'autre du collet 22, un corps de boîte 17 qui entoure le collet 22, un couvercle de boite 19 pour maintenir en place le palier de butée 18 situé du côté de l'extrémité de l'arbre, une cale d'épaisseur 21 en contact avec la face du couvercle 19 servant à maintenir le palier de butée 18 en place, ainsi qu'un tube 16 de pulvérisation d'huile qui est attaché au palier radiaL 15 par une vis 53 et sert à projeter de l'huile de graissage sur le pignon 58. Le paLier de butée 18 et la cale 21 sont fixés au couvercle 19 de la boîte, sans pouvoir tourner, par une goupille 20. La référence 35 désigne un joint torique d'étan- chéité sur le couvercle 19. Le couvercle 19 est attaché au palier radial 15 (comme le palier de butée 60) par une vis 51 qui traverse le corps de boîte 17. Le palier de butée 60 peut également être réalisé séparément du palier radial 15. Un dispositif d'arrêt est nécessaire dans ce cas pour empêcher le palier 60 de tourner avec le collet 22. De plus, le palier 60 doit être pourvu d'une bride dans ce cas et être attaché au corps 12. Le corps de boite 17 peut être d'un seul tenant avec le couvercle 19 de la boîte, mais il peut également être d'un seul tenant avec le palier radial 15 ou le palier de butée 60. La cale 21 sert au réglage des jeux entre le palier de butée 60 et le collet 22 d'une part et entre le palier de butée 18 et le collet 22 d'autre part. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, la cale 21 est en contact avec la face du couvercle de boîte 19 qui maintient le palier de butée 18 en place. Il est cependant possible aussi de disposer une cale semblable entre le couvercle 19 et le corps 17 de la boîte ou encore entre le corps de boîte 17 et le palier radial 15. Les paliers de butée 18 et 60 peuvent être du type à segments ou du type à pression dynamique avec rainure et languette. La boîte à paliers, après avoir été montée sur l'extrémité arrière de l'arbre de roue 11, est insérée dans une ouverture du corps de carter 12, situé du côté de la machine motrice, depuis le côté opposé à cette machine, puis elle est fixée au corps 12 par une vis 52 qui traverse une bride prévue sur le palier radial 15; la boîte peut ensuite encaisser conve- nablement les charges axiales et radiales transmises par le collet de butée 22 et L'extrémité arrière de l'arbre de roue 11. La charge radiale de l'arbre de roue 11 du côté de la roue de compresseur est supportée par le palier radial 24, fixé au carter supérieur 13 par une vis 55. La référence 25 désigne un élément de retenue. La roue 14 est fixée sur l'arbre 10 du moteur au moyen d'une clavette 34. La charge radiale de l'arbre 10 est sup- portée par un palier radial 27 qui est attaché au corps 12 par une vis 54. Un collet de butée 28 est attaché à l'extrémité avant de l'arbre 10 du moteur par un écrou 29. La poussée axiale dans le sens moteur 6-roue du compresseur est encaissée par un palier de butée 30 en contact avec le collet 28. En sens inverse, la poussée axiale est encaissée par un palier de butée 61 contre lequel s'applique la protubérance centrale de la roue d'engrenage 14. Le palier de butée 30 est attaché sans pouvoir tourner à un couvercle 31, avec interposition d'une cale d'épais- seur 32, par une goupille 33. Le couvercle 31 est fixé au carter supérieur 13 par une vis 57. La référence 26 désigne une garniture d'étanchéité d'arbre attachée au corps 12 par une vis 56. L'engrenage d'augmentation de vitesse 3, réalisé comme il vient d'être expliqué, est assemblé comme il sera décrit ci-après en référence à la figure 3. Avant la mise en place de l'arbre de roue 11 dans le carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse, la boite à paliers 59 est fixée sur la partie extrême arrière de l'arbre 11. L'assemblage de la boîte 59 se déroule comme décrit ci-après. L'arbre de roue est inséré dans l'alésage du palier radial 15 et le collet de butée 22 est attaché à l'extré- mité arrière de l'arbre 11 à l'aide de l'écrou 23. Le corps de boite 17 est attaché au palier radial 15 et le palier de butée 18 y est attaché à son tour depuis le côté extrémité de l'arbre. La goupille 20 est enfoncée dans le palier de butée 18 pour empêcher ce dernier de tourner. La cale 21 est ensuite disposée sur la face arrière du palier 18 puis le corps 17 et le couvercle 19 de la boite sont fixes au palier radial 15 par la vis 51. Cet assemblage s'effectue le plus facilement et le plus efficacement lorsque Le côté de l'arbre 11 auquel est attachée la roue de compresseur se trouve en bas et le couvercle de boîte 19 en haut. Après la fixation du couvercle 11, le tube de projection d'huile 16 est attaché sur le côté du palier radial par la vis 53. Les orifices de pulvérisation du tube 16 com- muniquent par l'intérieur de celui-ci avec un orifice d'arrivée d'huile dans le palier radial 15 après l'assemblage. L'arbre de roue 11, maintenu debout jusqu'alors, est couché pour la mesure des jeux entre Le palier de butée 18 et le collet 22 d'une part et entre le palier de butée 60 et ce collet d'autre part; l'épaisseur de la cale 21 est ajustée pour obtenir les jeux optimaux. Lorsque l'épaisseur de La cale 21 a été ajustée, la cale peut être retirée après avoir enlevé simplement le couvercle de boite 19. Le remplacement de la cale 21 par une cale ayant l'épaisseur désirée, de même que L'addition ou l'enlè- vement d'autres cales 21, sont par conséquent très faciles. Ensuite, on amène de l'huile de graissage sous pression au tube 16 et on effectue un essai de pulvérisation d'huile. Dans ces conditions, la pulvérisation d'huile peut être observée facilement et sans aucun obstacle. Tout changement éven- tuellement nécessaire est très facile à effectuer puisqu'il suffit d'enlever le couvercle 19 de la boite. Les jeux des paliers de butée par rapport au collet 22 ayant été ajustés et le système de graissage ayant été vérifié, la boîte à paliers59 au bout de l'arbre de roue 11 est insérée dans l'ouverture du corps de carter 12 depuis le côté opposé à la machine motrice et est attachée au corps 12 par la vis 52. La mise en place de l'arbre 10 du moteur - à vitesse relativement faibledans le carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse s'effectue de la manière suivante. La garniture d'étanchéité d'arbre 26 et le palier radial 27 sont fixes dans l'ouverture du corps 12 au moyen des vis 56 et 54. Ensuite, l'arbre 10 est inséré dans les alésages de La garniture 26 et du palier radial 27. A ce moment, la boîte à paliers 59 de l'arbre de roue 11 est attachée au corps 12, la roue d'engrenage 14 est montée sur l'arbre de moteur 10 à l'aide de la clavette 34 puis le collet de butée 28 est fixé sur l'arbre 10 par l'écrou 29. Le carter supérieur 13 est attaché au corps par la vis 50. Le palier de butée 30, le couvercle 31 et le palier radial 24 pour l'arbre de roue 11 peuvent être montés préalable- ment sur le carter supérieur 13, mais il est préférable, pour éviter l'endommagement des portées à l'assemblage, de fixer ces pièces au carter supérieur 13 après que celui-ci a été attaché au corps 12 du carter. Avec le palier de butée 30 attaché, on utilise la cale 32 pour ajuster le jeu entre le palier 30 et le collet de butée 28. Le jeu entre le palier de butée 61 et la protubérance centrale de la roue d'engrenage 14 peut également être ajusté au moyen de la cale 32. L'invention apporte les avantages décrits ci- après. Pour ce qui concerne le réglage du jeu des paliers de butée de l'arbre de roue 11, ce réglage est devenu beaucoup plus facile et plus sûr. La boite à paliers 59 à l'état assemblé est petite et légère. Comme le jeu des paliers de butée par rapport au collet de butée peut être vérifié alors que la boite 59 est assemblée, mais n'a pas encore été mise en place dans l'engrenage d'augmentation de vitesse, cette vérification est beaucoup plus facile et plus fiable et demande moins de temps. De plus, le changement, l'addition et l'enlèvement de la cale 21 sont plus faciles et plus sûrs et peuvent être effectués en moins de temps, en enlevant seulement un très petit nombre de pièces. Lorsque la cale 21 est attachée à la face interne du couvercle de boîte 19 par exemple, il suffit d'enlever ce couvercle. Même au cas o la cale 21 est disposée entre le corps de boîte 17 et le palier radial 15, son remplacement est facile puisqu'il faut retirer tout au plus le couvercle 19 et corps de boîte 17. Comparativement à L'art antérieur, o il fallait vérifier le jeu des paliers de butée alors que le compresseur était complètement assemblé, il fallait démonter ensuite le com- presseur puis ajuster la cale avec difficulté dans un espace étroit, l'invention permet de réaliser cette opération très faci- lement, sans perte de temps et de travail, et le jeu peut en outre être ajusté de façon optimale avec une plus grande fiabiLité. De surcroît, le jeu des paliers de butée peut être ajusté indépendam- ment de l'assemblage du compresseur centrifuge lui-même et, une fois l'assemblage du compresseur terminé, il est inutile de se préoccuper du réglage du jeu desdits paliers, ce qui permet un meilleur rendement dans la fabrication et l'obtention d'un produit de plus grande sûreté. Pour ce qui concerne le graissage, même lorsque le tube de pulvérisation d'huile est incorporé dans la boite à paliers, celle-ci peut être plus petite et plus légère que les systèmes de l'art antérieur et il est possible d'effectuer un essai de pulvérisation d'huile à l'état assemblé de la boite, mais avant sa mise en place dans l'engrenage d'augmentation de vitesse, ce qui rend l'observation de la distribution d'huile beaucoup plus aisée, de même que les réglages, changements et réparations éven- tuellement nécessaires du tube de pulvérisation, le tout de manière plus fiable et en moins de temps. - Dans l'art antérieur, l'essai et le contrôle du système de graissage devait s'effectuer avec le compresseur complè- tement assemblé, ce qui causait de sérieuses difficultés parce il était difficile de voir à l'intérieur du compresseur et parce que le travail devait être effectué dans un espace étroit. L'invention permet d'effectuer ces opérations avec bien plus de facilité et sans perdre du temps. De plus, le système de projection d'huile peut facilement être maintenu en bon état, le contrôle et les réglages éventuellement nécessaires pouvant être effectués sans démonter le compresseur lui-même. A la suite de l'assemblage du compresseur, il est inutile de se préoccuper du fonctionnement du système de graissage, puisqu'il a été essayé et contrôlé au préalable, ce qui augmente le rendement dans la fabrication et la fiabilité du produit obtenu. REVENDICATIONS 1. Compresseur centrifuge comprenant une roue de compresseur (1), un dispositif d'entraînement (6) et un engre- nage d'augmentation de vitesse (3) entre le dispositif d'entrai- nement et la roue de compresseur pour faire tourner la roue à une vitesse plus élevée que celle du dispositif d'entraînement, la roue de compresseur (1) étant montée à l'extrémité avant de l'engre- nage (3) et l'engrenage comprenant un arbre (11) portant un pignon (58) et un carter d'engrenage divisé suivant un plan de joint per- pendiculaire à l'arbre (11), ainsi qu'une unité ou boîte à paliers (59) disposée à la partie extrême arrière de l'arbre (11), cette boîte à paliers comprenant un collet de butée (22) attaché à l'extrémité arrière de l'arbre (11), un palier de butée intérieur (60) disposé du côté intérieur du collet (22) pour supporter la poussée axiale exercée sur le collet en une direction, un palier de butée extérieur (18) disposé du côté extérieur du collet (22) pour supporter la poussée axiale dans l'autre direction, un palier radial (15) pouvant être d'un seul tenant avec le palier intérieur (60) pour supporter la charge radiale exercée sur la partie extrême arrière de l'arbre (11), un corps de boîte (17) combiné avec le palier radial (15) et entourant le collet de butée (22), un couver- cle de boîte (19) combiné avec le corps de boîte (17) pour supporter le palier de butée extérieur (18) de l'extérieur, de même qu'une cale d'épaisseur (21) pouvant être placée entre le palier de butée extérieur (18) et le couvercle de boîte (19) pour l'ajustement du jeu entre les paliers de butée intérieur (60) et extérieur (18), caractérisé en ce que la boite à paliers (59) est attachée au corps (12) du carter de l'engrenage d'augmentation de vitesse (3), depuis le côté opposé au dispositif d'entraînement (6), de manière à pouvoir être détachée librement. 2. Compresseur selon la revendication 1, dans lequel la cale (21) est placée entre le corps (17) et le couver- cle (19) de la boîte. 3. Compresseur selon la revendication 1, dans lequel la cale (21) est placée entre le corps de boîte (17) et le palier radial (15). 4. Compresseur selon une des revendications 1 à 3, o le corps (17) et Le couvercle (19) de la boite sont du même matériau et sont d'un seul tenant. 5. Compresseur selon une des revendications 1 à 4, o le palier radial (15) est un élément différent et indépen- dant du palier de butée intérieur (60). 6. Compresseur selon une des revendications 1 à , o un dispositif (16) pour pulvériser de l'huile de graissage sur le pignon (58) est attaché à la boîte à paliers (59). 7. Compresseur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, comprenant une roue d'engrenage (14) située à l'extrémité avant de l'engrenage d'augmentation de vitesse (3), à l'intérieur du carter d'engrenage,et en étant montée sur un premier arbre (10) entraîné en rotation par le dispositif d'entrai- nement (6), un second arbre (11), monté parallèlement au premier arbre dans le corps (12) du carter d'engrenage et portant le pignon (58), de plus petit diamètre que la roue d'engrenage (14) et engre- nant avec elle pour tourner à une plus grande vitesse que cette roue, le second arbre (11) étant relié à la roue de compresseur (1) à son extrémité avant, la boîte à paliers (59) supportant la partie extrême arrière du second arbre (11) et un tube (16) de pulvérisa- tion étant attaché au palier radial (15) pour pulvériser de l'huile de graissage sur le pignon (58).