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ROULEMENT A DEPOT DE FILM D'HUILE
L'invention se rapporte à un roulement à dépôt de film d'huile, se composant d'une bague intérieure, d'une bague extérieure et d'une pluralité d'éléments de roulement ; la circonférence extérieure de la bague intérieure, et la circonférence intérieure de la bague extérieure présentant, respectivement, une gorge en forme d'arc, de façon à permettre aux éléments de roulement de rouler entre elles, la surface des éléments de roulement présentant une pluralité d'orifices capillaires, en sorte que de l'huile ou de la graisse appliquée sur les éléments de roulement puisse se déposer dans les orifices capillaires.
Lors de la rotation du roulement, l'huile ou la graisse qui s'est déposée dans les orifices capillaires sort pour former un film d'huile sur la surface de contact entre les éléments de roulement et les gorges en forme d'arcs. Ainsi, le roulement à dépôt de film d'huile se lubrifie de lui même et empêche l'huile ou la graisse d'être éjectée en rotation à grande vitesse.
Dans l'industrie moderne, les roulements connaissent une utilisation répandue dans toutes sortes de machines. Les roulements conventionnels présentent certains défauts, comme ceux décrits ci-dessous : (1) La graisse appliquée dans les roulements de type conventionnel a tendance à être éjectée en rotation à grande vitesse. La surface extérieure des éléments de roulement du roulement conventionnel doit être la plus lisse possible,
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pour obtenir une rotation douce, ce qui fait que la graisse éprouve des difficultés à adhérer à la surface de l'élément de roulement en rotation à grande vitesse.
Aussi la durée de vie des roulements de type conventionnel peut être fâcheusement brève (disons de un à deux mois) dans des conditions de rotation à des vitesses élevées.
(2) Le roulement conventionnel peut se fissurer en raison d'une température élevée s'il est utilisé pendant longtemps en rotation à grande vitesse. La surface d'un roulement de type conventionnel génère une forte température.
Or, il se fait que la capacité de dissipation de la chaleur d'un roulement conventionnel est médiocre, si bien que la surface du roulement peut se fissurer à des températures élevées.
En conséquence, le roulement conventionnel présente des inconvénients en rotation à des vitesses élevées et lorsqu'il fonctionne à de fortes températures.
Les roulements fabriqués par une méthode de métallurgie des poudres peuvent déposer de l'huile ou de la graisse grâce à leur porosité intergranulaire, de sorte que ce type de roulement bénéficie d'un pouvoir d'autolubrification en rotation. Toutefois, ce type de roulement présente lui aussi certains inconvénients tels que : (1) le coût de fabrication du roulement produit par la méthode de la métallurgie des poudres est supérieur à celui du roulement traditionnel, et (2) le roulement fabriqué par la méthode de la métallurgie des poudres ne peut pas résister à des efforts importants, il se briserait facilement en rotation à des vitesses élevées.
Un des buts principaux de la présente invention est de fournir un roulement à dépôt de film d'huile. L'invention prévoit un roulement à dépôt de film d'huile comprenant : - une bague extérieure, dont la circonférence intérieure comporte au moins une gorge en forme d'arc, la
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surface de ladite gorge en forme d'arc présentant une pluralité d'orifices capillaires ; - une bague intérieure, dont la circonférence extérieure comporte au moins une gorge en forme d'arc, la surface de ladite gorge en forme d'arc présentant une pluralité d'orifices capillaires ;
- une pluralité d'éléments de roulement, la surface extérieure de chacun desdits éléments de roulement comportant une pluralité d'orifices capillaires, les éléments de roulement précités étant disposés entre lesdites gorges en forme d'arcs desdites bagues extérieure et intérieure, en sorte qu'ils puissent rouler librement entre les gorges en forme d'arcs précitées ;
- roulement dans lequel de l'huile ou de la graisse appliquée sur la surface de contact entre lesdits éléments de roulement et lesdites gorges en forme d'arcs se dépose dans lesdits orifices capillaires des éléments de roulement précités et les orifices capillaires susdits des bagues extérieure et intérieure précitées, de façon à ce que pendant la rotation du roulement, l'huile ou la graisse qui s'est déposée dans les orifices capillaires sort pour former un film d'huile sur la surface de contact entre les éléments de roulement précités et lesdites gorges en forme d'arcs, de telle sorte que le roulement à dépôt de film d'huile puisse se lubrifier par lui même et s'oppose à l'éjection de l'huile ou de la graisse en rotation à grande vitesse.
Sur les dessins, qui illustrent les formes d'exécution et les modes de fonctionnement préférentiels de l'invention, les mêmes notations de référence désignent les éléments identiques ou similaires dans toutes les vues ;
La figure 1 est une vue en perspective, présentant un roulement à dépôt de film d'huile selon l'invention ;
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La figure 2 est une vue de l'invention, en coupe partielle ; et
La figure 3 est une vue en perspective, présentant une autre forme d'exécution de l'invention.
Nous allons à présent décrire une forme d'exécution de l'invention par rapport aux dessins annexés, mentionnés plus haut.
Si l'on se reporte à la figure 1, l'invention, c'est-à-dire le roulement à dépôt de film d'huile 1, comprend une bague extérieure 2, une bague intérieure 3 et une pluralité de billes en acier trempé, soit les éléments de roulement 4. Dans ce roulement, la circonférence intérieure de la bague extérieure 2 et la circonférence extérieure de la bague intérieure 3 présentent, chacune, une gorge respective en forme d'arc 21,31. Les surfaces des gorges en forme d'arcs 21,31 comportent, chacune, une multitude d'orifices capillaires 22, 32. Les éléments de roulement 4 sont disposés entre les gorges en forme d'arcs 21,31, et peuvent rouler librement entre ces dernières. En outre, la surface de chacun des éléments de roulement 4 comporte elle aussi une multitude d'orifices capillaires 41.
Le diamètre des orifices capillaires 22,32, 41 va de 0,1 Am à 1 pm, leur profondeur étant de 0, 5 pm à 3 jim.
Si le diamètre des orifices capillaires 22, 32,41 est trop petit ou trop grand, l'huile ou la graisse ne peut pas se déposer dans les trous capillaires 22,32, 41.
Si l'on se reporte à la figure 2, l'huile ou la graisse est appliquée sur la surface de contact entre les éléments de roulement 4 et les gorges en forme d'arcs 21,31, pour obtenir une rotation douce. L'huile ou la graisse ajoutée se dépose également dans les orifices capillaires 41 des éléments de roulement 4, et dans les orifices capillaires 22, 32 des gorges en forme d'arcs 21,31. Pendant que le roulement à dépôt de film d'huile 1 tourne, par exemple alors qu'il supporte un arbre, l'huile ou la graisse qui s'est déposée dans
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les orifices capillaires 22,32, 41, sort, pour former un film d'huile sur la surface de contact entre les éléments de roulement 4 et les gorges en forme d'arcs 21,31.
De ce fait, le roulement à dépôt de film d'huile 1 peut se lubrifier par lui même, et empêche que de l'huile ou de la graisse soit éjectée en rotation à grande vitesse. De plus, les orifices capillaires 41 des éléments de roulement 4 se dilatent lorsque ces derniers tournent à des températures élevées, ce qui confère aux éléments de roulement 4 une excellente capacité de dissipation de la chaleur, pour les empêcher de se fissurer à des températures élevées.
Si l'on se reporte à la figure 3, on peut voir une autre forme d'exécution de l'invention. Les éléments de roulement comprennent une pluralité de rouleaux 4, à la surface desquels est ménagée une multitude d'orifices capillaires 41. Les rouleaux 4 sont logés entre une bague extérieure 2 et une bague intérieure 3. La surface intérieure de la bague extérieure 2 et la surface extérieure de la bague intérieure 3 comportent, chacune, une multitude d'orifices capillaires 22,32. Lorsque le roulement à dépôt de film d'huile 1 tourne, par exemple alors qu'il supporte un arbre, l'huile ou la graisse déposée dans les orifices capillaires 22,32, 41, sort, pour former un film d'huile sur les surfaces de contact des bagues extérieure et intérieure 2,3. Le roulement à dépôt de film d'huile 1 bénéficie dès lors d'une excellente capacité d'autolubrification.
Qui plus est, l'huile ou la graisse n'est pas éjectée en rotation à grande vitesse.
On a effectué de nombreux tests (vitesse de rotation : 3500 t/min, lubrifiant : VG32, température : 60 C, diamètre intérieur du roulement : 30 mm, diamètre extérieur du roulement : 62,5 mm, largeur du roulement : 17,25 mm), le résultat des tests montrant que la vie de service du roulement à dépôt de film d'huile est d'environ 1800 heures, alors que
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celle du roulement de type conventionnel n'est que de l'ordre de 800 heures.
L'homme de métier comprendra que la description qui précède porte sur une forme d'exécution préférentielle du dispositif divulgué, et que divers changements et modifications pourront être apportés à l'invention, sans s'écarter de son esprit et de sa portée.
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OIL FILM DEPOSIT BEARING
The invention relates to an oil film deposit bearing, consisting of an inner ring, an outer ring and a plurality of rolling elements; the outer circumference of the inner ring, and the inner circumference of the outer ring having, respectively, an arcuate groove, so as to allow the rolling elements to roll between them, the surface of the rolling elements having a plurality capillary ports, so that oil or grease applied to the bearing elements can settle in the capillary ports.
When the bearing rotates, the oil or grease that has settled in the capillary orifices comes out to form an oil film on the contact surface between the rolling elements and the arcuate grooves. Thus, the oil film deposit bearing lubricates itself and prevents the oil or grease from being ejected in rotation at high speed.
In modern industry, bearings are widely used in all kinds of machines. Conventional bearings have certain defects, such as those described below: (1) The grease applied in conventional type bearings tends to be ejected in rotation at high speed. The outer surface of the rolling elements of the conventional bearing must be as smooth as possible,
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to obtain a smooth rotation, which makes it difficult for the grease to adhere to the surface of the rolling element rotating at high speed.
Also the life of conventional bearings can be annoyingly short (say one to two months) under conditions of rotation at high speeds.
(2) The conventional bearing can crack due to high temperature if it is used for long time in high speed rotation. The surface of a conventional type bearing generates a high temperature.
However, it happens that the heat dissipation capacity of a conventional bearing is poor, so that the surface of the bearing can crack at high temperatures.
Consequently, the conventional bearing has drawbacks in rotation at high speeds and when operating at high temperatures.
Bearings produced by a powder metallurgy method can deposit oil or grease thanks to their intergranular porosity, so that this type of bearing benefits from a self-lubricating power in rotation. However, this type of bearing also has certain disadvantages such as: (1) the cost of manufacturing the bearing produced by the powder metallurgy method is higher than that of the traditional bearing, and (2) the bearing manufactured by the method powder metallurgy can not withstand significant efforts, it would break easily in rotation at high speeds.
One of the main objects of the present invention is to provide an oil film deposit bearing. The invention provides an oil film deposit bearing comprising: - an outer ring, the inner circumference of which comprises at least one arc-shaped groove, the
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surface of said arcuate groove having a plurality of capillary orifices; - An inner ring, the outer circumference of which comprises at least one arc-shaped groove, the surface of said arc-shaped groove having a plurality of capillary orifices;
- A plurality of rolling elements, the outer surface of each of said rolling elements comprising a plurality of capillary orifices, the aforementioned rolling elements being arranged between said grooves in the form of arcs of said outer and inner rings, so that 'they can roll freely between the grooves in the form of the aforementioned arcs;
- bearing in which oil or grease applied to the contact surface between said rolling elements and said arcuate grooves is deposited in said capillary orifices of the aforementioned rolling elements and the abovementioned capillary orifices of the outer rings and inner aforementioned, so that during the rotation of the bearing, the oil or grease which is deposited in the capillary orifices comes out to form an oil film on the contact surface between the aforementioned rolling elements and said grooves in the form of arcs, so that the oil film deposit bearing can lubricate by itself and oppose the ejection of oil or grease rotating at high speed.
In the drawings, which illustrate the preferred embodiments and modes of operation of the invention, the same reference notations designate the elements which are identical or similar in all the views;
Figure 1 is a perspective view showing an oil film deposit bearing according to the invention;
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Figure 2 is a view of the invention, in partial section; and
Figure 3 is a perspective view showing another embodiment of the invention.
We will now describe an embodiment of the invention with respect to the accompanying drawings, mentioned above.
Referring to Figure 1, the invention, that is to say the oil film deposit bearing 1, comprises an outer ring 2, an inner ring 3 and a plurality of steel balls hardened, or the rolling elements 4. In this rolling, the inner circumference of the outer ring 2 and the outer circumference of the inner ring 3 each have a respective arc-shaped groove 21,31. The surfaces of the arc-shaped grooves 21, 31 each have a multitude of capillary orifices 22, 32. The rolling elements 4 are arranged between the arc-shaped grooves 21, 31, and can roll freely between these last. In addition, the surface of each of the rolling elements 4 also includes a multitude of capillary orifices 41.
The diameter of the capillary orifices 22, 32, 41 ranges from 0.1 Am to 1 μm, their depth being from 0.5 μm to 3 μm.
If the diameter of the capillary orifices 22, 32, 41 is too small or too large, the oil or the fat cannot be deposited in the capillary holes 22, 32, 41.
Referring to Figure 2, oil or grease is applied to the contact surface between the rolling elements 4 and the grooves in the form of arcs 21,31, to obtain a gentle rotation. The added oil or grease is also deposited in the capillary orifices 41 of the rolling elements 4, and in the capillary orifices 22, 32 of the arcuate grooves 21, 31. As the oil film deposit bearing 1 rotates, for example while supporting a shaft, the oil or grease that has settled in
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the capillary orifices 22, 32, 41 exit, to form an oil film on the contact surface between the rolling elements 4 and the grooves in the form of arcs 21, 31.
Therefore, the oil film deposit bearing 1 can lubricate by itself, and prevents that oil or grease is ejected in rotation at high speed. In addition, the capillary orifices 41 of the rolling elements 4 expand when the latter rotate at high temperatures, which gives the rolling elements 4 an excellent heat dissipation capacity, to prevent them from cracking at high temperatures. .
If we refer to Figure 3, we can see another embodiment of the invention. The rolling elements comprise a plurality of rollers 4, on the surface of which is formed a multitude of capillary orifices 41. The rollers 4 are housed between an outer ring 2 and an inner ring 3. The inner surface of the outer ring 2 and the outer surface of the inner ring 3 each have a multitude of capillary orifices 22,32. When the oil film deposit bearing 1 rotates, for example while it supports a shaft, the oil or grease deposited in the capillary orifices 22, 32, 41 comes out, to form an oil film on the contact surfaces of the outer and inner rings 2.3. The oil film deposit bearing 1 therefore has an excellent self-lubrication capacity.
What is more, the oil or grease is not ejected in rotation at high speed.
Numerous tests were carried out (rotation speed: 3500 rpm, lubricant: VG32, temperature: 60 C, inside diameter of the bearing: 30 mm, outside diameter of the bearing: 62.5 mm, width of the bearing: 17.25 mm), the test results showing that the service life of the oil film deposit bearing is approximately 1800 hours, while
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that of the conventional type bearing is only of the order of 800 hours.
Those skilled in the art will understand that the foregoing description relates to a preferred embodiment of the disclosed device, and that various changes and modifications may be made to the invention, without departing from its spirit and scope.