Brevet FR2579295A1 — publié le 19860926

Procédé et dispositif de refroidissement de l'huile servant au graissage par barbotage d'un palier à roulement L'invention concerne un procédé de refroidissement de l'huile servant au graissage par barbotage d'un palier à roulement, où la partie rotative d'un paier à roulement servant au montage d'un arbre dans un logement trempe dans un bain d'huile disposé en dessous de l'arbre. L'invention concerne éga]ement des dispositifs adéquats pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour des paliers à roulements qui sont graissés par huile, on peut utiliser simultanément l'agent de graissage pour refroidir le palier à roulement. A cet effet, il est nécessaire que le palier possède une entrée et une évacuation d'huile. Si l'entrée ou l'évacuation est entravée, une accumulation de chaleur se produit dans le palier à roulement, qui peut engendrer la détérioration de ce dernier. La fiabilité de fonctionnement du palier est donc étroitement liée au fonctionnement de l'alimentation en huile. Le graissage par barbotage est considéré comme un type d'alimentation en huile particulièrement fiable. Le palier y est entouré d'un récipient d'huile qui est suffisamment rempli d'huile pour que les parties rotatives du palier, situées sur le dessous, se déplacent constamment dans l'huile. Lorsqu'il est immergé dans le bain d'huile, le palier à roulement absorbe l'huile et, tandis que son mouvement de rotation se poursuit, la refoule sur l'ensemble de la zone de roulement. L'action de refoulement du palier peut être assistée par des bagues de graissage, des petits tubes d'aspiration, des hélices, des cônes ou des poches de refoulement, qui développent conjointement, tant que l'arbre tourne, une certaine action de pompage.Pendant son passage dans le palier à roulement, l'huile de graissage change d'état: elle s'échauffe et absorbe de l'air. L'huile qui s'égoutte du palier et qui retourne dans le réservoir d'huile ne se mélange plus à l'huile froide qui s'y trouve : elle forme au contraire au-dessus de l'huile froide une couche d'huile chaude saturée d'air. Mais c'est précisément dans cette couche que trempe le palier à rou]ement. Cela signifie qu'une partie importante du bain d'huile, à savoir 3'hui3.e froide qui se trouve sur le dessous, ne par ticipe pas à la circul.atjon d'huile. D'où un inconvér,ient essentiel du graissage par barbotage : la température du palier y est nettement plus élevée qu'avec un graissage par circulation d'huile, où on emploie une pompe pour mélanger et faire circuler le remplissage d'huile. L'invention a pour objectif, pour des paliers à roulements graissés par barbotage, d'éviter la séparation néfaste de l'huile chaude à la surface du bain d'huile, soit donc de faire participer au graissage la totalité de la quantité d'huile disponible. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le bain d'huile est intimement mélangé à l'aide d'un ou de plusieurs jets d'huile. Selon une configuration opportune de l'invention, la pression d'huile nécessaire pour la formation des jets est produite par un ou plusieurs dispositifs de pompage entraînés par l'arbre monté sur le palier à roulement. I1 est particulièrement avantageux et peu coûteux que la pression d'huile soit produite par l'action de refoulement du roulement à graisser, éventuellement équipé d'un dispositif de pompage de type en soi connu. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est proposé un roulement équipéd'un dispositif de pompage, roulement en aval duquel -vu dans le sens de refoulement du dispositif de pompage- sont disposés une chambre collectrice d'huile, et un dispositif de projection partant de la chambre collectrice d'huile et débouchant en dessous du niveau d'huile. La chambre collectrice d'huile peut alors être formée par une chambre annulaire entourant l'arbre, voisine du roulement. Le dispositif selon l'invention peut bien évidemment également être réalisé en présence de roulements disposés par paires. Il est particulièrement avantageux d'employer deux roulements à rouleaux coniques de même taille qui sont disposés sur l'arbre de telle sorte que les grands côtés des rouleaux coniques sont mutuellement opposés et qu'ils forment entre eux une chambre collectrice d'huile sous forme de chambre annulaire, à laquelle se raccorde un dispositif de projection débouchant en dessous du niveau d'huile. Avec des roulements à rouleaux coniques, on obtient en effet une action de pompage obtenue sans autre moyen aux4lîaire. Du fait de la conicité des bagues de roulement, l'huile apportée est refoulée du petit côté des rouleaux coniques vers leur grand côté. En d'autres termes, l'huile pénètre sur un des côtés du roulement dans l.'espace compris entre la bague intérieure et la bague extérieure, est ensuite mise en rotation à la vitesse de rotation de la cage de roulement, puis ressort de l'autre côté du roulement.Avec la disposition par paires caractérisée en détail ci-dessus, l'huile pénètre dans la chambre collectrice de forme annulaire, à partir de laquelle elle est, par l'intermédiaire du dispositif de projection et du fait de l'excédent de pression encore présent, dirigée dans le bain d'huile. Le dispositif de projection peut être formé par une buse de projection disposée dans le corps de palier, et qui entoure le ou les roulements. Du fait de la surpression qui règne dans la chambre annulaire, le jet d'huile qui sort de la buse en dessous du niveau d'huile arrive jusqu'au fond du réservoir d'huile, où il est divisé et tourbillonné. On obtient ainsi un mélange intime satisfaisant de l'huile froide et de l'huile échauffée. Un autre type de dispositif de projection est formé par un tube plongeur pénétrant dans le bain d'huile, et pourvu de plusieurs orifices. L'action du tube plongeur est similaire à celle de la buse de projection. L'huile échauffée comprimée dans le tube plongeur s'échappe des orifices sous la forme de jets d'huile qui engendrent un mélange intime du bain d'huile. Dans le cas de roulements disposés par paires, il faut s'assurer que les deux roulements roulent correctement à tous les états de fonctionnement. L'arrêt temporaire d'un roulement ne nuirait pas seulement au palier : il pourrait également avoir des conséquences sur le refroidissement de l'huile. Le refoulement dirigé dans les zones inférieures du bain d'huile, soit donc le mélange intime souhaité, pourrait ainsi être perturbé. L'exposé qui suit explicite l'invention à l'aide de plusieurs exemples de réalisation représentés sur le dessin annexé, où Figures 1 et 2 présentent deux modes de réalisation avec des roulements à rouleaux coniques disposés par paires, et Figure 3 présente un autre mode de réalisation possible, avec un roulement à billes. Dans les formes d'exécution représentées aux figures 1 et 2, deux roulements à rouleaux coniques 1 et 2 sont à chaque fois disposés en symétrie. Les grands côtés des rouleaux coniques des deux roulements sont en vis-à-vis. Les roulements à rouleaux coniques 1 et 2 sont, par leurs bagues extérieures 4 et avec interposition d'une bague d'écartement 5, fixés dans un corps de palier 6 de telle sorte qu'on obtient un maintien fiable des bagues extérieures 4 à tous les états de fonctionnement. Les roulements à rouleaux coniques 1 et 2 sont fixés sur un arbre 8 par leurs bagues intérieures 7 qui viennent mutuelliement en contact, et ils forment alors entre eux une chambre collectrice 9 de forme annulaire. Les roulements à rouleaux coniques 1 et 2 trempent par leur partie inférieure dans un bain d'huile 11 entouré d'un réservoir d'huile 10. Le niveau d'huile 12 se situe dans la partie supérieure des rouleaux coniques 3 des roulements à rouleaux coniques 1 et 2 qui se trouvent à chaque fois sur le dessous. Par l'intermédiaire d'un orifice pratiqué en dessous du niveau d'huile 12 dans la bague d'écartement 5 et dans le corps de palier 6, la chambre collectrice d'huile 9 est reliée à un dispositif de projection pénétrant dans le bain, dispositif qui est constitué par une buse 13 dans le mode de réalisation selon la figure 1, et par un tube plongeur 15 muni d'orifices 14 dans le mode de réalisation selon la figure 2. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 et 2, lorsque l'arbre 8 tourne, les roulements à rouleaux coniques 1 et 2 aspirent de l'huile du bain 11, et la refoulent par l'intermédiaire de la chambre collectrice 9 dans les dispositifs de projection, à savoir donc la buse de projection 13 ou selon le cas le tube plongeur 15 muni des orifices 14. Tandis que le jet d'huile 16 dirigé verticalement vers le bas qui sort de la buse de projection 13 est divisé et tourbillonné sur le fond du réservoir d'huile 10, plusieurs jets d'huile 17 horizontaux répartis sur la circonférence s'échappent des orifices 14 du tube plongeur 15, et sont également tourbillonnés à l'intérieur du bain d'huile 11. Le mode de réalisation représenté à la figure 3 comporte un seul roulement à billes 18. Attendu que le roulement à billes 18 ne peut par lui-même engendrer un refoulement de l'huile, un dispositif de pompage 20 assemblé a l'arbre 8 se trouve dans une chambre collectrice d'huile 19 voisine du roulement à billes 18 et présentant une forme annulaire. Le dispositif de pompage 20 entraîné par l'arbre 8 refoule ainsi l'huile du bain 11 dans la chambre collectrice 19, en passant par le roulement à billes 18. De la chambre collectrice 19, l'huile pénètre à nouveau dans le bain d'huile 11, par l'intermédiaire d'une buse de projection 13 et de la manière déjà décrite pour le mode de réalisation selon la figure 1. L'invention s'applique également aux cas envisageables de l'emploi d'un autre type de roulement au lieu du roulement à billes, et d'une autre paire de roulements que la paire de roulements à rouleaux coniques. REVENDICATIONS 1. Procédé de refroidissement de l'huile servant au graissage par barbotage d'un palier à roulement, où la partie rotative d'un palier à roulement servant au montage d'un arbre dans un logement trempe dans un bain d'huile disposé en dessous de l'arbre, caractérisé en ce que le bain d'huile (11) est intimement mélangé à l'aide d'un ou de plusieurs jets d'huile (16, 17). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression d'huile nécessaire pour la formation des jets est produite par un ou plusieurs dispositifs de pompage (20) entraînés par l'arbre (8) monté sur le palier à roulement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pression d'huile est produite par l'action de refoulement du roulement (1, 2) à graisser. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la présence d'un roulement (18) équipé d'un dispositif de pompage (20), d'une chambre col- lectrice d'huile (19) disposée -vu dans le sens de refoulement du dispositif de pompage (20)- en aval du roulement (18), et d'un dispositif de projection (13, 14, 15) partant de la chambre collectrice d'huile (19) et débouchant en dessous du niveau d'huile (12). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre collectrice d'huile (19) est formée par une chambre annulaire entourant l'arbre (8), voisine du roulement (18). 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la présence de deux roulements à rouleaux coniques (1, 2) de même taille qui sont disposés sur l'arbre (8) de telle sorte que les grands côtés des rouleaux coniques (3) sont mutuellement opposés et qu'ils forment entre eux une chambre collectrice d'huile (9) sous forme de chambre annulaire, à laquelle se raccorde un dispositif de projection (13, 14, 15) débouchant en dessous du niveau d'huile (12). 7. Dispositif selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif de projection est formé par une buse de projection (13) disposée dans le corps de palier (6), et qui entoure le ou les roulements (1, 2, 18). 8. Dispositif selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif de projection est formé par un tube plongeur (15) pénétrant dans le bain d'huile (11), pourvu de plusieurs orifices (14).