Brevet FR3153638A1 — publié le 20250404

Ensemble de palier lubrifié à rampe amovible d’alimentation en lubrifiant L’ensemble (10) comprend une pièce externe (20) raccordée à un système de lubrification (40) et sur la face interne (21) de laquelle est disposé au moins un palier (30) à roulement (35), ledit système de lubrification (40) comprenant : une rampe (60) d’alimentation en lubrifiant, creuse et amovible, formée d’au moins deux sections de rampe (65) comportant chacune un corps tubulaire (653) à canal interne (655) et au moins un gicleur (656) disposé sur ledit corps tubulaire (653) et en communication fluidique avec le canal interne (655), au moins un dispositif de fixation (70) par section de rampe (65), qui immobilise chaque section de rampe (65) vis-à-vis de la face interne (21), et au moins un dispositif d’alimentation (80) en lubrifiant pour au moins une section de rampe (65), qui met l’alimentation générale (25) en communication fluidique avec le canal interne (655) de la section de rampe. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Ensemble de palier lubrifié à rampe amovible d’alimentation en lubrifiant DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des systèmes de lubrification pour paliers à roulement dans les pièces rotor ou stator. La présente invention concerne un ensemble de palier lubrifié comprenant une pièce externe équipée d’une rampe de projection de lubrifiant comportant des gicleurs, et en particulier une pièce externe dont la rampe de projection est destinée à lubrifier un palier à roulement logé dans ladite pièce et présentant un grand rayon d’implantation. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Lors de la conception de pièces externes rotor ou stator comportant un palier à roulement présentant un grand rayon d’implantation, par exemple un rayon compris entre 20 cm et 120 cm, préférentiellement compris entre 50 cm et 100 cm, il est très important de dimensionner les gicleurs du système de lubrification dédié à ce type de palier à roulement de sorte que la totalité des éléments roulants du roulement soit suffisamment lubrifiée et que la répartition angulaire de la température du palier soit homogène tout en limitant les pertes de lubrifiant. Par dimensionnement des gicleurs, on entend à la fois le choix de leur nombre, de leur taille, de leur longueur, de leur localisation, du diamètre de leur orifice de sortie et de leur orientation spatiale. Habituellement, chaque essai avec un système de lubrification présentant un nouveau dimensionnement des gicleurs nécessite la conception d’une nouvelle pièce externe adaptée audit nouveau système de lubrification, notamment afin de prévoir une pièce externe comportant des canaux d’alimentation aptes à alimenter en lubrifiant le système de lubrification. Lorsque plusieurs dimensionnements de gicleurs doivent être testés, la conception à chaque fois d’une nouvelle pièce externe implique une grande perte de temps et des coûts prohibitifs. Cette perte de temps et ces coûts sont encore majorés lorsque les conduits d’alimentation en lubrifiant qui alimentent les gicleurs doivent également faire l’objet d’une nouvelle conception pour chaque essai. Il existe donc un besoin pour un système de lubrification qui permette de tester plusieurs dimensionnements de gicleurs de manière plus rapide et moins coûteuse. Idéalement, ce système de lubrification doit être plus léger et moins encombrant que les systèmes de lubrification antérieurs. Il doit également pouvoir être adapté à la lubrification d’un seul palier à roulement ou à celle de deux paliers à roulement voisins. L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en fournissant un système de lubrification modulaire comportant une rampe de projection circulaire amovible montée à l’intérieur d’une pièce externe et comportant plusieurs gicleurs conformés d’une seule pièce avec ladite rampe, ladite rampe étant en plusieurs parties afin de faciliter son montage à l’intérieur de la pièce externe, ladite pièce externe comportant des moyens de fixation et d’alimentation en lubrifiant pour la rampe qui sont fixes et immuables quelle que soit la rampe de projection qui est montée. Un aspect de l’invention concerne un ensemble de palier lubrifié comprenant une pièce externe de révolution sur la face interne de laquelle est disposé au moins un palier à roulement, ladite pièce externe comportant une alimentation générale en lubrifiant raccordée à un système de lubrification apte à lubrifier le roulement de l’au moins un palier, dans lequel le système de lubrification comprend : une rampe d’alimentation en lubrifiant, creuse et amovible, située à distance de l’au moins un palier à roulement et formée d’au moins deux sections de rampe, chaque section de rampe comportant un corps tubulaire à canal interne et au moins un gicleur disposé sur ledit corps tubulaire et en communication fluidique avec le canal interne, au moins un dispositif de fixation de la rampe par section de rampe, comportant des organes de fixation configurés pour être fixés sur la face interne de la pièce externe et qui immobilisent chaque section de rampe vis-à-vis de la face interne, et au moins un dispositif d’alimentation en lubrifiant pour au moins une section de rampe, qui met l’alimentation générale en communication fluidique avec le canal interne de la section de rampe. Grâce à l’invention, il est avantageusement possible de remplacer rapidement et facilement la rampe de lubrification du système de lubrification par une autre. Il suffit donc de concevoir une nouvelle rampe de lubrification pour modifier le dimensionnement des gicleurs. Etant formée de plusieurs sections de faible masse, la rampe de lubrification est facile à manipuler et à mettre en place. Amovible, la rampe de lubrification est facilement remplaçable par une autre pour effectuer d’autres essais de dimensionnement des gicleurs. Les éléments des dispositifs de fixation et d’alimentation prévus dans la pièce externe restent identiques, quelles que soient les sections de rampe utilisées, ce qui simplifie avantageusement la conception de la pièce externe et ne nécessite pas de la modifier lors des différents essais de dimensionnement des gicleurs. Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : au moins un dispositif d’alimentation en lubrifiant d’une section de rampe comprend un orifice d’alimentation en communication fluidique avec l’alimentation générale, conformé dans la pièce externe et débouchant dans la face interne de celle-ci ; et un mamelon d’alimentation, disposé sur la face externe du corps tubulaire de la section de rampe, logé de façon étanche dans ledit orifice d’alimentation et présentant un conduit de raccordement mettant l’alimentation générale en communication fluidique avec le canal interne de la section de rampe. les sections de rampe sont adjacentes bout-à-bout de sorte de former une rampe annulaire. la rampe d’alimentation est formée de n sections de rampe, avec n ≥ 2, chaque section de rampe couvrant 360/n degrés de la rampe de projection annulaire. le corps tubulaire d’au moins deux sections de rampe adjacentes est ouvert à au moins une de ses deux extrémités de sorte que les canaux internes des deux sections de rampe communiquent, et l’une des deux sections de rampe adjacentes ne comprend pas de dispositif d’alimentation en lubrifiant et est alimentée en lubrifiant par la section de rampe adjacente. le corps tubulaire d’au moins une section de rampe est fermé à ses deux extrémités. les gicleurs d’au moins une section de rampe sont situés à hauteur radiale des éléments roulants du roulement. au moins un dispositif de fixation comprend une platine de fixation formée d’une seule pièce avec le corps tubulaire et fixée sur la face interne de la pièce externe. la platine de fixation est disposée à distance radiale du corps tubulaire et reliée à ce dernier par une jupe radiale formée d’une seule pièce avec le corps tubulaire. au moins une section de rampe comporte un seul mamelon d’alimentation. au moins une section de rampe comporte au moins un gicleur situé d’un côté amont du corps tubulaire et au moins un gicleur situé d’un côté aval du corps tubulaire. au moins une section de rampe comporte au moins deux gicleurs superposés radialement et situés du côté amont ou aval du corps tubulaire. Un autre aspect de l’invention concerne une machine tournante équipée d’un ensemble selon l’invention. L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. FIG. 1 est une vue schématique en coupe longitudinale au niveau d’un gicleur d’un exemple d’ensemble de palier lubrifié selon l’invention. FIG. 2 est une vue similaire à FIG. 1 au niveau d’un mamelon d’alimentation. FIG. 3 est une vue de détail de la partie encerclée sur FIG. 1 . FIG. 4 est une vue de détail de la partie encerclée sur FIG. 2 . FIG. 5 est une vue schématique en perspective d’une rampe de projection formée de deux sections de rampe selon un exemple de l’invention. FIG. 6 est une vue de détail de la partie encadrée sur FIG. 5 . FIG. 7 à FIG. 12 illustrent différents exemples de variantes de l’ensemble selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Par convention, la direction amont est définie vers la gauche sur les figures, et correspond à l’amont de la turbomachine sur laquelle l’ensemble de palier lubrifié est implémenté. Dans la présente demande, les pièces « amont » sont situées à gauche sur les figures, et les pièces « aval » sont situées à droite. Par convention également, les termes « intérieur » et « extérieur », « inférieur » et « supérieur », et « interne » et « externe » sont définis radialement par rapport à l'axe longitudinal X-X’ des pièces rotor et/ou stator. Ainsi, une pièce cylindrique s'étendant selon l'axe X-X’ comporte une surface intérieure tournée vers cet axe et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure. FIG. 1 , FIG. 2 , FIG. 3 et FIG. 4 illustrent un exemple d’ensemble 10 selon l’invention comprenant une pièce externe 20 de révolution, deux paliers 30 à roulement 35 montés sur la face interne 21 de ladite pièce externe 20 et un système de lubrification 40 prévu pour lubrifier le roulement 35 des paliers 30. Comme cela sera vu plus loin et illustré sur FIG. 7 à FIG. 12 , l’ensemble 10 selon l’invention peut également comprendre un seul palier 30 et/ou deux systèmes de lubrification 40. La pièce externe 20 est une pièce rotor ou stator de révolution, par exemple cylindrique, pouvant faire partie d’une machine tournante, par exemple une turbomachine, une pompe, un compresseur, un réducteur, un turbocompresseur, etc. Elle comporte une alimentation générale 25 en lubrifiant, se présentant par exemple sous la forme d’une conduite annulaire conformée dans le corps de la pièce externe 20. Cette alimentation générale 25 est prévue pour fournir du lubrifiant au système de lubrification 40. La manière dont elle est elle-même alimentée en lubrifiant peut être classique et ne sera pas décrit ici. Sur les figures, les deux paliers 30 à roulement 35 sont identiques, bien que cela ne soit pas obligatoire. Chaque palier 30 est monté par sa bague externe 31 sur la face interne 21 de la pièce externe 20 et par sa bague interne 32 sur la face externe 51 d’une pièce interne 50, par exemple une pièce rotor ou stator de révolution. Chaque palier 30 comprend habituellement un roulement 35, avec des éléments roulants constitués par exemple par des billes ou des rouleaux cylindriques ou coniques, logés dans une cage 38. Le système de lubrification 40 est préférentiellement prévu pour lubrifier chaque roulement 35 avec un lubrifiant fourni au niveau de l’alimentation générale 25. Il se particularise en ce qu’il comprend une rampe de projection 60 de lubrifiant, des dispositifs de fixation 70 pour fixer la rampe de projection 60 sur la face interne 21 de la pièce externe 20 et des dispositifs d’alimentation 80 en lubrifiant pour alimenter la rampe de projection 60 en lubrifiant provenant de l’alimentation générale 25. La rampe de projection 60 est creuse et amovible. Elle est située à distance de chaque palier 30 pour de ne pas interférer avec eux, notamment afin de pouvoir facilement remplacer la rampe de projection 60 par une autre sans avoir à toucher aux paliers 30, et vice-versa. La rampe de projection 60 se particularise notamment en ce qu’elle est formée de plusieurs sections de rampe 65, au nombre de n, avec n ≥ 2. En d’autres termes, la rampe est sectorisée et chaque section de rampe 65 correspond à un secteur angulaire de la rampe de projection 60 globale. Ces sections de rampe 65 sont préférentiellement identiques, mais pas nécessairement. Elles sont préférentiellement assemblées bout-à-bout de sorte de former une rampe de projection 60 annulaire. A titre d’exemple, FIG. 5 illustre une rampe de projection 60 formée de deux sections de rampe 65 identiques. Une rampe de projection 60 peut par exemple être formée de trois, quatre, cinq ou plus sections de rampe 65, préférentiellement identiques, notamment pour des raisons de réduction des coûts de fabrication. Chaque section de rampe 65 comporte chacune un corps tubulaire 653 refermant un canal interne 655, et au moins un gicleur 656 conformé d’une seule pièce avec ledit corps tubulaire 653 et comportant un orifice de sortie 6565 raccordé au canal interne 655, par exemple par l’intermédiaire d’un petit conduit 6568. Selon une variante de l’invention, le corps tubulaire 653 d’au moins deux sections de rampe 65 adjacentes est ouvert à au moins une de ses deux extrémités de sorte que les canaux internes 655 des deux sections de rampe 65 communiquent. Cette variante permet avantageusement de se passer de dispositif d’alimentation 80 sur une section de rampe 65, et donc de limiter le nombre de dispositifs d’alimentation 80 sur la pièce externe 20. Par exemple, on peut ainsi prévoir un seul dispositif d’alimentation 80 sur la pièce externe 20 pour alimenter deux sections de rampe 65 de 180° chacune qui communiquent entre elles, l’une des deux sections de rampe 65 étant uniquement alimentée par l’autre section de rampe 65. Selon une autre variante de l’invention illustrée sur FIG. 5 , le corps tubulaire 653 d’au moins une section de rampe 65 est fermé à ses deux extrémités, c’est-à-dire que son canal interne 655 est obturé à ses deux extrémités. Le nombre, la taille, les proportions et dimensions, la localisation et l’orientation spatiale des gicleurs 656 de chaque section de rampe 65 illustrés sur les figures ne sont donnés qu’à titre d’exemple non limitatif. Cependant, les gicleurs 656 sont préférentiellement situés à hauteur radiale des éléments roulants du roulement 35 de sorte de pouvoir les lubrifier par un jet direct de lubrifiant. A titre d’exemple, sur FIG. 6 les gicleurs 656 sont inclinés par rapport au flanc externe du corps tubulaire 653 qu’ils équipent. Ils pourraient également être orthogonaux audit flanc externe. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque dispositif d’alimentation 80 comprend un orifice d’alimentation 28 conformé dans la face interne 21 de la pièce externe 20, cet orifice d’alimentation 28 présentant une première extrémité raccordée à l’alimentation générale 25 et une seconde extrémité qui débouche au niveau de la face interne 21. Selon ce mode de réalisation, chaque dispositif d’alimentation 80 comprend également un mamelon d’alimentation 658 conformé d’une seule pièce avec la face externe 6531 du corps tubulaire 653 de la section de rampe 65 qu’il équipe (cf. FIG. 6 ), le mamelon d’alimentation 658 étant logé de manière étanche dans l’orifice d’alimentation 28 qui lui est associé. Chaque mamelon d’alimentation 658 est préférentiellement en ajustement serré dans l’orifice d’alimentation 28 qui lui est associé. Chaque mamelon d’alimentation 658 présente un conduit de raccordement 6585 raccordant l’alimentation générale 25 au canal interne 655 de la section de rampe 65 comportant ledit mamelon d’alimentation 658. Chaque mamelon d’alimentation 658 se présente préférentiellement sous la forme d’une protubérance radiale en relief et creuse, conformée sur la face externe 6531 du corps tubulaire 653, et prévue pour alimenter la section de rampe 65 qu’elle équipe en lubrifiant provenant de l’alimentation générale 25. Préférentiellement, les mamelons d’alimentation 658 comportent chacun un ou plusieurs joints toriques 6587 logés dans des gorges annulaires 6588 prévues sur leur pourtour externe afin d’améliorer l’étanchéité entre les mamelons d’alimentation 658 et l’orifice d’alimentation 28 dans lequel il est logé (cf. FIG. 6 ). Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque dispositif de fixation 70 comprend une platine de fixation 75 d’une seule pièce avec le corps tubulaire 653 d’une section de rampe 65 qu’il équipe (cf. FIG. 6 ). Chaque platine de fixation 75 est fixée sur la face interne 21 de la pièce externe 20. Cette fixation est préférentiellement réalisée par vissage, par au moins une vis 76 introduite au travers d’un œilleton 751 conformé dans la platine de fixation 75 et vissée dans un orifice de vissage 29 conformé dans la pièce externe 20. Cette fixation peut aussi être réalisée par collage, rivetage ou par tout autre moyen. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque platine de fixation 75 est reliée à distance du corps tubulaire 653 qu’elle équipe par une jupe radiale 6535 d’une seule pièce avec le corps tubulaire 653. Les mamelons d’alimentation 658 sont préférentiellement noyés dans la jupe radiale 6535. Grâce à la jupe radiale 6535, chaque corps tubulaire 653 est déporté et fixé à distance de la pièce externe 20 afin que les gicleurs 656 se trouvent sensiblement à hauteur radiale du roulement 35 qu’ils doivent lubrifier, et que ceux-ci n’interfèrent pas avec la pièce externe 20. Plusieurs variantes sont envisageables pour le système de lubrification 40 de l’invention. Divers exemples de variantes sont ainsi illustrés sur FIG. 7 à FIG. 12 . Les gicleurs 656 sont préférentiellement répartis uniformément le long d’une section de rampe 65. Chaque gicleur 656 peut présenter un seul orifice de sortie 6565 (cf. FIG. 6 ), ou plusieurs (variante non représentée), par exemple deux orifices de sortie 6565 reliés à un petit conduit 6568 commun, ce qui permet alors de projeter du lubrifiant sur le roulement 35 selon deux directions distinctes, par exemple en direction de la bague externe 31 et de la bague interne 32 de chaque palier 30. Lorsque l’ensemble 10 ne comprend qu’un seul palier 30 à roulement 35 (cf. FIG. 9 à FIG. 12 ), chaque gicleur 656 peut être situé du côté amont et/ou du côté aval du corps tubulaire 653 selon la position du palier 30 qu’il doit lubrifier. Selon un mode de réalisation de l’invention illustré sur FIG. 9 à FIG. 12 , lorsqu’une même rampe 65 comporte plusieurs gicleurs 656, ceux-ci peuvent être tous prévus du même côté du corps tubulaire 653. Les gicleurs 656 peuvent également être prévus sur au moins deux côtés du corps tubulaire 653, par exemple deux côté opposés, comme illustré sur FIG. 7 et FIG. 8 . Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les gicleurs 656 sont prévues par paires, préférentiellement réparties uniformément le long d’une section de rampe 65. Selon une variante, au sein de chaque paire, les deux gicleurs 656 peuvent être superposés radialement et situés du côté amont ou aval du corps tubulaire 653 (cf. FIG. 8 , FIG. 10 et FIG. 12 ). Selon une autre variante, au sein de chaque paire, les deux gicleurs 656 peuvent être prévus chacun de deux côtés différents du corps tubulaire 653, à savoir avec un gicleur 656 situé du côté amont du corps tubulaire 653 et un gicleur 656 situé du côté aval du corps tubulaire 653 (cf. FIG. 1 , FIG. 2 et FIG. 7 ). Selon un mode de réalisation supplémentaire de l’invention, l’ensemble 10 peut également comporter plusieurs systèmes de lubrification 40, par exemple deux, avec un système de lubrification 40 situé du côté amont du corps tubulaire 653 et un système de lubrification 40 situé du côté aval du corps tubulaire 653 (cf. FIG. 11 et FIG. 12 ). Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, l’ensemble 10 selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention. Ensemble (10) de palier lubrifié comprenant une pièce externe (20) de révolution sur la face interne (21) de laquelle est disposé au moins un palier (30) à roulement (35), ladite pièce externe (20) comportant une alimentation générale (25) en lubrifiant raccordée à un système de lubrification (40) apte à lubrifier le roulement (35) de l’au moins un palier (30), caractérisé en ce que le système de lubrification (40) comprend : une rampe (60) d’alimentation en lubrifiant, creuse et amovible, située à distance de l’au moins un palier (30) à roulement (35) et formée d’au moins deux sections de rampe (65), chaque section de rampe (65) comportant un corps tubulaire (653) à canal interne (655) et au moins un gicleur (656) disposé sur ledit corps tubulaire (653) et en communication fluidique avec le canal interne (655), au moins un dispositif de fixation (70) de la rampe (60) par section de rampe (65), comportant des organes de fixation (76) configurés pour être fixés sur la face interne (21) de la pièce externe (20) et qui immobilisent chaque section de rampe (65) vis-à-vis de la face interne (21), et au moins un dispositif d’alimentation (80) en lubrifiant pour au moins une section de rampe (65), qui met l’alimentation générale (25) en communication fluidique avec le canal interne (655) de la section de rampe (65). Ensemble (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un dispositif d’alimentation (80) en lubrifiant d’une section de rampe (65) comprend : un orifice d’alimentation (28) en communication fluidique avec l’alimentation générale (25), conformé dans la pièce externe (20) et débouchant dans la face interne (21) de celle-ci, et un mamelon d’alimentation (658), disposé sur la face externe (6531) du corps tubulaire (653) de la section de rampe (65), logé de façon étanche dans ledit orifice d’alimentation (28) et présentant un conduit de raccordement (6585) mettant l’alimentation générale (25) en communication fluidique avec le canal interne (655) de la section de rampe (65). Ensemble (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les sections de rampe (65) sont adjacentes bout-à-bout de sorte de former une rampe (60) annulaire. Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps tubulaire (653) d’au moins deux sections de rampe (65) adjacentes est ouvert à au moins une de ses deux extrémités de sorte que les canaux internes (655) des deux sections de rampe (65) communiquent, et en ce que l’une des deux sections de rampe (65) adjacentes ne comprend pas de dispositif d’alimentation (80) en lubrifiant et est alimentée en lubrifiant par la section de rampe (65) adjacente. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps tubulaire (653) d’au moins une section de rampe (65) est fermé à ses deux extrémités. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gicleurs (656) d’au moins une section de rampe (65) sont situés à hauteur radiale des éléments roulants du roulement (35). Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins un dispositif de fixation (70) comprend une platine de fixation (75) formée d’une seule pièce avec le corps tubulaire (653) et fixée sur la face interne (21) de la pièce externe (20). Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la platine de fixation (75) est disposée à distance radiale du corps tubulaire (653) et reliée à ce dernier par une jupe radiale (6535) formée d’une seule pièce avec le corps tubulaire (653). Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une section de rampe (65) comporte au moins un gicleur (656) situé d’un côté amont du corps tubulaire (653) et au moins un gicleur (656) situé d’un côté aval du corps tubulaire (653). Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une section de rampe (65) comporte au moins deux gicleurs (656) superposés radialement et situés du côté amont ou aval du corps tubulaire (653).