Brevet FR2687454A1 — publié le 19930820

DISPOSITIF DE REGLAGE D'ALIMENTATION EN HUILE DESCRIPTION L'invention se rapporte à un dispositif de réglage d'alimentation en huile d'un endroit à lubrifier tel qu'un palier à roulement à billes. De tels paliers sont rencontrés notamment dans les compresseurs de moteurs d'avion. Il ,est nécessaire de les lubrifier activement par un jet d'huile ou un brouillard d'huile permanent qui retombe ensuite avant d'être évacué. Le palier est isolé des endroits avoisinants que L'huile pourrait polluer par des joints d'étanchéité. Le volume du palier enclos par ces joints est maintenu en dépression par rapport au volume extérieur, ce qui évite toute fuite d'aérosol du palier. Le volume du palier est en effet à une pression sensiblement constante grâce à sa communication avec le circuit de récupération d'huile, alors que les volumes extérieurs au palier, notamment ceux du compresseur, sont à une pression généralement bien supérieure a cause du gaz comprimé qui les emplit.Mais il n'en est pas de même quand le moteur tourne à bas régime, c'està-dire au ralenti ou en régime de ventilation sans allumage. La pression de l'air des volumes extérieurs est alors faible et peut même devenir inférieure à celle du volume du palier. Des fuites d'huile sont alors inévitables. Des dispositifs ont déjà été proposés pour éviter cette inversion de pression ou en combattre les conséquences. Dans le brevet américain 4 245 465, une soupape double est intercalée entre le réservoir d'huile, la pompe à huile et le palier. Elle est repoussée par la pression d'huile et conçue pour qu'aux bas régimes du moteur, où la pompe ne communique qu'une faible pression à l'huile, toute l'huile pompée passe dans un conduit de dérivation où elle retourne directement au réservoir ; quand Le régime du moteur devient plus important, une proportion de pLus en plus grande du débit d'huile passe dans le conduit qui aboutit au palier grâce à l'augmentation de la pression. Ce dispositif présente néanmoins l'inconvénient qu'une partie de l'huile reste renvoyée au réservoir pour presque tous les régimes du moteur, ce qui est une perte.La soupape provoque aussi une perte de charge relativement importante. Dans Le brevet français 2 526 866, la pression de L'huile commande les déplacements d'un clapet qui obture plus ou moins le conduit d'évacuation du palier. Quand-La pression d'huile diminue, Le clapet s'ouvre pour favoriser l'évacuation du palier et éviter ainsi toute surpression à l'intérieur. Ce dispositif n'a pas d'effet sur l'alimentation en huile. On peut craindre que le dimensionnement et la conception des pièce s du circuit et notamment du clapet ne soient difficiles si une précision suffisante est demandée. Le but fondamental de l'invention est de couper totalement L'alimentation en huile auxbas régimes du moteur sans que la lubrification soit entravée aux autres régimes. Le dispositif de réglage d'alimentation exposé ici comprend, outre le réservoir d'huile, la pompe à huile, le conduit amont reliant le réservoir à la pompe et le conduit aval reliant la pompe à L'endroit à lubrifier, une source de gaz reliée au conduit amont par un conduit de gaz muni d'un rétrécissement de section. Il est avantageux que ce dispositif comprenne encore un clapet connu en soi de surpression d'huile et à soupape de forme cylindrique dont une face d'extrémité donne sur un conduit de surpression débouchant dans le conduit aval. Le conduit de gaz passe alors à travers le clapet par une extrémité de la soupape opposée à la face d'extrémité et une face Latérale de la soupape. Le dispositif peut alors être construit à partir du dispositif déjà connu presque sans modifications. La face d'extrémité donnant sur le conduit de surpression comporte alors avantageusement un perçage de communication avec une portion du conduit de gaz comprise dans le clapet, le perçage étant de section rétrécie en comparaison du conduit de surpression. Une purge du conduit de gaz est alors automatiquement obtenue quand l'alimentation en huile est normale. La source de gaz peut coïncider avec une partie supérieure vide d'huile du réservoir d'huile ou peut être un élément distinct des autres. Dans ce dernier cas, on prévoit généralement un clapet anti-retour sur le conduit de gaz pour empêcher toute circulation d'huile ou de fluide en général vers la source de gaz. On va maintenant expliquer l'invention plus en détail à L'aide des figures jointes à titre non limitatif : - la figure 1 est une vue générale des principaux éléments du dispositif, - la figure 2 est une vue d'un clapet de surpression, et - les figures 3 et 4 représentent le fonctionnement de deux modes de réalisation de l'invention. Les éléments principaux de la figure 1 consistent en un réservoir d'huile 1, une pompe 2 à huile dont la vitesse de rotation dépend de celle du compresseur dans lequel elle est implantée, un palier 3 à roulement à billes, une source de gaz 4 et un clapet de surpression 5. Le réservoir d'huile 1 est relié à la pompe 2 par un conduit amont 6 et la pompe 2 au palier 3 par un conduit aval 7. Le clapet de surpression 5 est relié au conduit amont 6 par une branche amont de dérivation 8 et au conduit aval 7 par une branche aval de dérivation 9. La source de gaz 4 est enfin reliée au clapet de surpression 5 par un conduit de gaz 10. Le palier 3 est enfermé dans une chambre 11 séparée du volume à protéger 12 par des joints d'étanchéité 13. Le clapet de surpression 5 est représenté à la figure 2. Il comprend un corps 17 percé d'orifices de raccordement aux branches de dérivation 8 et 9 et au conduit de gaz 10. Une soupape 18 cylindrique et creuse y coulisse ; elle est terminée par une face inférieure 19 plane et munie d'un perçage 20 qui correspond à un rétrécissement de section important de la branche aval de dérivation 9, à L'extrémité de laquelle il débouche. L'extrémité opposée 21 de la soupape 18 est ouverte et ne porte pas de face d'extrémité, mais le conduit de gaz 10 est terminé par un rétrécissement de section 22 qui débouche à l'intérieur de la soupape 18 en s'étendant à travers l'extrémité opposée 21. On peut considérer que le conduit de gaz 10 se prolonge dans la soupape 18 et communique avec le conduit amont de dérivation 8 à la faveur d'un perçage 23 qui traverse la paroi circulaire de la soupape 18. Quand une surpression d'huile est produite dans le conduit aval 7, cette pression vient peser sur la face inférieure 19 de la soupape 18 pour la soulever contre l'action d'un ressort qu'elle contient, ce qui ouvre une communication entre les deux branches 8 et 9 du circuit de dérivation. La surpression cesse immédiatement.Un clapet de surpression fonctionnant ainsi existe déjà, mais il ne possède pas l'extrémité du conduit de gaz 10 ni les deux rétrécissements de section 20 et 22 qui le transforment aux fins d'aménagement de l'invention. Le dispositif de La figure 3 est particulier en ce que la source de gaz 4a coincide avec La partie supérieure vide d'huile d'un réservoir d'huile 1 qui n'est pas complètement rempli. Le conduit de gaz 10a aboutit donc au sommet du réservoir d'huile 1. Le conduit amont 6 comporte d'autre part une élévation en altitude entre Le réservoir d'huile 1 et la pompe 2. Cette élévation d'altitude peut être constituée si le réservoi r d'huile 1 comporte un tube intérieur 24, faisant partie du conduit amont 6, dont l'entrée 25 débouche au fond du réservoir d'huile 1 et qui s'élève ensuite un peu au-dessus du niveau d'huile 26 avant de sorti r du réservoir d'huile 1. Le conduit amont 6 est horizontal hors du réservoir d'huile 1. Sa section est pratiquement constante sur toute sa longueur et ses coudes arrondis, ce qui n'introduit que peu de résistance à l'écoulement. Quand la pompe 2 est arrêtée ou à un faible régime, elLe n'aspire que de l'air de la source de gaz 4 par l'intermédiaire du conduit de gaz 10a qui passe ensuite, dans la réalisation décrite, par L'intérieur de la soupape 18 et par la branche aval de dérivation 8. L'huile ne s'élève presque pas au-dessus du niveau 26 et demeure donc dans le tube intérieur 24. Quand le régime de la pompe 2 devient supérieur à un régime d'amorçage, le rétrécissement de section 22 provoque une perte de charge dynamique dans l'écoulement d'air qui devient supérieure à la perte de charge statique produite par l'élévation en altitude dans le conduit amont 6 : c'est alors L'huile qui est aspirée et envoyée vers Le palier 3. Le rétrécissement de section 20 a pour effet de purger la branche aval de dérivation 8, le conduit de gaz 10 et l'intérieur de la soupape 18 de l'air qu'ils contiennent, car de l'huile ayant coulé par la branche amont de dérivation 9 les remplit après peu de temps. On évite ainsi toute irruption accidentelle d'air pendant La Lubrification. Si une surpression d'huile est produite, la soupape 18 est déplacée comme à l'ordinaire. Dans la réalisation de la figure 4, le conduit de gaz 10b s'étend entre une source 4b de gaz autonome qui peut être une conduite parcourue par de l'air originaire d'un compresseur auquel le palier 3 appartient. Le conduit de gaz 10b comporte alors un clapet anti-retour 27 non loin du clapet de surpression 5. Le clapet anti-retour 27 comporte un entonnoir 28 qui s'ouvre vers le clapet de surpression 5 et qu'une bille 29 repoussée par un ressort 30 peut venir obstruer.Dans cette réalisation, l'air originaire de la source de gaz 4b circule encore dans le conduit de gaz 10b aux faibles régimes du moteur et de la pompe 2, maintient le clapet anti-retour 27 ouvert et s'écoule dans les différents conduits et en particulier dans le conduit amont 6, le conduit aval 7 et la branche aval de dérivation 8. Son énergie Lui permet de souffler dans le tube intérieur 24 pour en chasser toute L'huile. On garantit donc encore mieux que dans la réalisation précédente qu'aucune huile n'aboutit au palier 3. Mais quand le régime du compresseur augmente, Le débit aspiré par la pompe 2 devient supérieur au débit qui peut passer par le conduit de gaz 10b à cause du rétrécissement de section 22 qui ici encore produit une grosse perte de charge. L'huile peut alors pénétrer dans le conduit amont 6 et lubrifier. De plus, le clapet anti-retour 27 se ferme peu à peu si on fait baisser la pression dans la source de gaz 4b, ce qui peut être réalisé par des moyens à vanne asservie établis sur la source de gaz 4b en amont du raccordement au conduit de gaz lOb. De tels moyens sont jugés suffisamment connus pour qu'aucune description pLus détaillée ne soit jugée nécessaire. Aux régimes élevés du moteur, l'écoulement dans la source de gaz 4b est totalement coupé, le clapet anti-retour 27 est fermé et L'huile est seule pompée. Dans cette réalisation, le perçage 20 n'est pas utile. Un autre intéret du clapet anti-retour 27 est d'empêcher les fuites d'huile ou de les limiter vers la source de gaz 4b. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage d'alimentation d'un endroit à lubrifier (3) tel qu'un palier à roulement en huile, comprenant un réservoir d'huile (1), une pompe (2) à huile, un conduit amont (6) reliant le réservoir à la pompe et un conduit aval (7) reliant la pompe à L'endroit à Lubrifier, caractérisé en ce qu'il comprend une source de gaz (4) reliée au conduit amont par un conduit de gaz (10) muni d'un rétrécissement de section (22). 2. Dispositif de réglage d'alimentation en huile suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un clapet de surpression d'huile (5) à soupape (18) de forme cylindrique dont une face d'extrémité (19) donne sur un conduit de surpression (9) débouchant dans le conduit avaL (7), le conduit de gaz (10) passant à travers le clapet (5), par une extrémité (21) de la soupape opposée à la face d'extrémité et une face latérale de la soupape. 3. Dispositif de réglage d'alimentation en huile suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la face d'extrémité donnant sur le conduit de surpression comporte un perçage (20) de communication avec une portion du conduit de gaz comprise dans le clapet, le perçage étant de section rétrécie en comparaison du conduit de surpression (9). 4. Dispositif de réglage d'alimentation en huile suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source de gaz (4a) coïncide avec une partie supérieure, vide d'huile, du réservoir d'huile (1). 5. Dispositif de réglage d'alimentation en huile suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit amont (6) comporte une élévation en altitude (24) vers la pompe. 6. Dispositif de réglage d'alimentation en huiLe suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par un clapet anti-retour (27) sur le conduit de gaz (10b) qui est disposé pour empêcher toute circulation de fluide vers la source de gaz (4b).