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Dispositif obturateur d'une boite à graissage auto- matique d'un palier destiné à empêcher une déperdi- tion de lubrifiant le long de l'arbre tournant dans ce dernier.
La présente invention a pour objet un dispositif obturateur d'une boîte de graissage automatique d'un palier destiné à empêcher une déperdition de lubrifiant le long de l'arbre tournant dans ce dernier.
On connaît déjà beaucoup de dispositifs destinés à
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atteindre le même but et qui ont pu donner des résultats satisfaisants pour des arbres tournant à des vitesses sensiblement constantes dans des paliers fixes. La solu- tion du problème se présente toutefois de toute autre façon dans le cas d'arbres tournant dans des paliers mo- biles tels que par exemple des essieux de véhicules de chemins de fer, qui sont soumis à des chocs, à des dépla- cements longitudinaux dus aux jeux entre la fusée et le coussinet, à des mouvements de basculement et aux effets de la force centrifuge dans des courbes. D'autre part, des arbres tels que des essieux de matériel roulant tour- nent à des vitesses continuellement différentes.
Jusqu'à ce jour, les dispositifs qui ont donné le plus de satisfaction dans les boîtes d'essieux de chemins de fer pour empêcher la déperdition de lubrifiant le long de l'essieu étaient constitués par une cuvette simple ou double, pourvue, dans certains cas, de rainures circu- laires à sa périphérie pour empêcher le lubrifiant de passer sur sa face arrière.
On a toutefois constaté qu'à certaines vitesses auxquelles ltaction de la force cen- trifuge n'est plus suffisante pour détacher les particu- les de lubrifiant du bord de la cuvette, malgré les pré- cautions précitées; le lubrifiant s'étend graduellement par-dessus la périphérie de la cuvette et finit par at- teindre la face arrière de cette dernière et s'échapper le long de 1!essieu*
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'éviter les inconvénients précités.
Il com- porte au moins une paire de disques solidaires de l'arbre et dont les bords sont situés à une certaine distance l'un de l'autre de manière à former entre les deux dis- ques un espace annulaire collecteur de lubrifiant,la
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distance entre les bords des deux disques et la profon- deur de l'espace collecteur annulaire étant telles qu'un anneau de lubrifiant contenu dans cet espace se rompe sous l'action de la force centrifugea avant que l'espace collecteur soit entièrement remplia
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plu- sieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention, ap- pliqué à une boîte d'essieu de chemin de fer.
La figo 1 est une vue partielle d'une coupe longi- tudinale d'une boite d'essieux pour véhicule de chemin de fer, montrant une première forme d'exécution du dis- positif; les figo 2 et 3 sont des vues analogues à la fig. 1 montrant deux autres formes d'exécution du dispositif.
La figo 4 est une vue de détail de la fig. 1, à plus grande échelle.
Avant de passer à l'examen détaillé du dessin, il est nécessaire;, pour bien comprendre l'invention de don- ner ci-après les résultats d'expériences auxquelles il a été procédéo
Un disque plan fixé sur un arbre projette le lubri- fiant sur les parois de la boite qui l'entourent à tou- tes les vitesses auxquelles l'action de la force centri- fuge est plus forte que l'attraction molléculaire entre le lubrifiant et le métal.
De là. ce lubrifiant peut être ramené par des canaux appropriés au réservoir situé à l'intérieur de la boîte de sorte que si l'arbre tourne toujours à grande vitesse, un simple disque fixé sur lui suffit entièrement pour empêcher une déperdition de lu- brifianto A des vitesses de rotation moins grandes de l'arbre, il arrive un moment où l'attraction molléculaire est plus grande que l'action de la force centrifuge et
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le lubrifiant tend à rester sur le disque, seul le sur- plus étant'projeté sous un angle qui dépend de la vites- se de rotation.
Dans les conditions précitées, le'lubri- fiant s'amasse sur la partie périphérique du disque et en raison de la gravité et de l'adhésion, surtout si la vitesse de rotation de l'arbre diminue; il tend à s'écou- ler ou à passer sur la.face du disque éloignée du coussi' net et à s'échapper de cette façon de la boîte.
Si on dispose un second disque plan sur l'arbre à une certaine distance du premier et que la distance en- tre les disques est excessive, on n'obtient aucun avan- tage, car le lubrifiant passe de la façon décrite plus haut par-dessus le premier disque, arrive sur l'arbre et passe ensuite de la même manière par-dessus le second disque.
Si; d'autre part, on place deux.disques plans trop près l'un de l'autre, on n'obtient de nouveau aucun avantage car l'attraction molléculaire est trop grande.
Il s'ensuit que l'espace entre les deux disques reste toujours rempli de lubrifiant excepté aux très grandes vitesses de l'arbre et les deux disques agissent exacte- ment comme un simple disque.
Si les bords des deux disques sont espacés de telle manière que la distance entre eux correspond à peu près à la distance moyenne entre les deux cas extrêmes préci- tés, l'espace entre les disques tend à se remplir de lubrifiant, mais dès qu'un anneau de lubrifiant est for- mé dans l'espace collecteur entre les disques, la couche superficielle de cet anneau se rompt et le lubrifiant est chassé par force centrifuge, car le noyau de l'anneau de lubrifiant est suffisamment éloigné des surfaces ad- jacentes des disques pour permettre à la force centrifuge
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de vaincre l'adhésion.
Ceci n'est toutefois le cas qu'à condition que les diamètres des disques soient suffisam- ment plus grands que le diamètre de l'arbre de sorte que le noyau de l'anneau de lubrifiant soit suffisamment é- loigné de l'arbre pour éviter que l'adhésion entre l'ar- bre et le lubrifiant n'intervienne dans l'action précitée.
Avec cette disposition des disques, même à de faibles vi- tesses, on arrive à empêcher de manière efficace le pas- sage du lubrifiant au-delà du disque le plus éloigné du palier, parce que l'espace entre les deux disques ne se remplit jamais complètement, le lubrifiant étant évacué en un flot continu dans un plan situé entre les deux disqueso Il ne peut de ce fait pas s'amasser de lubrifiant sur les périphéries des deux disques.
Lorsque les deux disques sont du même diamètre, l'an- neau de lubrifiant se rompt naturellement sous l'influence de la force centrifuge dans un plan situé au milieu entre les deux disqueso Si l'un des disques est de diamètre sen- siblement plus grand que l'autre;, la rupture aura lieu plus près du plus grand disque, ensuite de l'adhésion. Il s'ensuit qu'il est préférable que le disque situé le plus près du coussinet soit de plus grand diamètre que l'autre disque.
Au point de vue de la fabrication, la solution préci- tée du problème comprend également un perfectionnement car les disques peuvent être établis en tôle par estampageo Il suffit que l'un d'eux soit, par exemple, monté à chaud ou d'une autre manière appropriée sur l'essieu, tandis que l'autre peut être fixé au premier par des rivets, par soudure ou d'une autre manière. Il est évident toutefois que les deux disques peuvent être fixés séparément sur l'axe si on le désire.
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Dans certains cas, il est avantageux de donner au disque situé le plus,près du coussinet la forme d'une cuvette de manière qu'il surplombe le coussinet. D'autre part, l'un ou l'autre des disques ou les deux peuvent être de forme tronconique ou sensiblement tronconique.
La distance correcte entre les bords des deux dis- ques ainsi que la profondeur minimale de l'espace situé entre ces bords peuvent être calculées mathématiquement, mais ces calculs ne peuvent s'appliquer chaque fois qu'à un lubrifiant de qualités définies, à une température définie et à un métalo Ils sont basés sur les proportions particulières de l'arbre et des disques et nécessitent 1, emploi de coefficients qui ne peuvent pas être nettement déterminés. Toutefois, de simples essais permettent une détermination rapide des dimensions correctes des disques et de l'espace nécessaire entre eux, pour chaque cas par- ticulier.
En référence à la fig. 1 du dessin, le disque D si- tué le plus près du coussinet est de plus grand diamètre que le disque E qui en est éloigné. Seul le disque D est fiké sur l'essieu, le disque! étant porté par le disque D. Dans cette forme d'exécution, le disque D comporte un manchon 10 permettant la fixation du disque à chaud ou d'une autre manière sur l'essieu, une partie 12 faisant saillie extérieurement à angle droit par rapport au man- chon, une partie 14 continuant la partie 12 et inclinée à un angle convenable dans la direction du coussinet B de manière à surplomber son extrémité adjacente et un bord 16 formant la continuation de la partie 14 et située dans un plan parallèle à celui de la partie 12.
Le disque E est plan et disposé sur le manchon 10 du disque D. Il est fixé de n'importe quelle manière convenable sur la partie
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12 de ce disque Do D'autre part, le disque E est de plus petit diamètre que le disque D et ensuite de l'inclinai- son précitée de la partie 14 du disque D un espace col- lecteur annulaire 18 est formé entre les deux disques;
dans lequel du lubrifiant peut s'amasser et duquel-il est évacué de la façon précitéeo
Cette forme d'exécution présente l'avantage particu- lier de permettre d'empêcher le passage du lubrifiant derrière le disque, à n'importe quelle vitesse de rota- tion et même à l'arrête Ce fonctionnement est expliqué en référence à la fige 4 du dessine
Lorsque l'essieu C tourne à grande vitesse et que de l'huile arrive dans le cuvette D , elle est amenée par la force centrifuge sur le bord 16 et de là projetée ra- dialement, comme indiqué en lignes brisées en X, contre les parois de la boîte Si la vitesse diminue,il'-.arrive un moment où, en raison de l'adhésion au métal,
et de l'action de la gravitég l'huile ne se détache que diffi- cilement du bord 16, de sorte qu'il se forme sur lui un bourrelet d'huile qui ne se rompt que lorsqu'il a atteint un certain volumes:, comme indiqué en traits mixtes en y.
Si, à ce moment, la vitesse diminue encore, la gravité de la masse d'huile est plus forte que la force centrifu- ge agissant sur elle et le lubrifiant accumulé sur le bord 16 s'écoule sur les deux faces de ce dernier. Une partie retourne à l'intérieur de la cuvette et l'autre partie s'étend dans l'espace collecteur 18. Lorsqu'il s'en trouve une quantité suffisante dans cet espace, l'anneau de lubrifiant ainsi formé se rompt, ainsi que cela a été expliqué dans l'introduction de la description, et cette rupture a lieu à proximité du bord 16 en raison de l'in- fluence de l'adhésion, comme indiqué en pointillé en z.
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L'endroit du pourtour du disque, à partir duquel les projections indiquées en x.y et z sur la figo 4; ont lieu, dépend de la vitesse de rotation de l'essieu C et de la viscosité du lubrifiant.
Si, dans les conditions décrites en dernier lieu, la rotation de l'essieu cesse, le lubrifiant contenu dans 'la cuvette D de même que celui se trouvant dans l'espace collecteur 18 s'écoulant en 25 par le point le plus bas de la cuvette D, comme indiqué en lignes brisées en v.
En tenant compte de la viscosité de l'huile, l'inclinai- son de la partie 14 et les dimensions du disque E doi- vent donc être telles, que l'huile se trouvant dans l'es- pace collecteur s'écoule vers le point 25, sans passer sur la surface périphérique du disque E, en raison des actions combinées de la gravité et de l'adhésion. Comme l'huile ne dépasse jamais l'arête intérieure du disque E, elle ne peut pas arriver sur l'essieu C, la faoe arrière du disque restant toujours séahe.
Cette forme d'exécution présente, d'autre part, l'a- vantage de permettre l'application du dispositif dans des bottes dans lesquelles on dispose de fort peu de place, grâce au fait que l'extrémité du coussinet peut être lo- ! gée dans la cuvette D. On évite aussi dans un tel cas dans lequel la parti,e E arrive à proximité du logement destiné à recevoir un organe empêchant la pénétration de poussières, un écoulement 3!huile dans ce logement. Dans certains cas, on peut supprimer le manchon 10 et placer le disque sur un épaulement de calage de l'arbre c.
L'expérience a montré que les meilleurs résultats sont généralement obtenus lorsque la partie 14 du disque est inclinée approximativement de 20 par rapport à l'axe de rotation du disque.
Dans la fig. 2 du dessin, la disposition est sensi-
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blement la même que dans la figo la Toutefois, dans cette forme d'exécution le disque D' est plan et fixé de manière appropriée sur une partie 20 du disque E' Cette partie fait saillie extérieurement par rapport à un manchon 22 de ce disque qui est fixé de manière convenable sur l'essieu C. Le disque Et comporte une partie 24 formant la continuation de la partie 20 et inclinée extérieurement à un angle convenable par rap- port au disque D' de manière à former entre les deux disques un espace collecteur annulaire 18'dans lequel du lubrifiant peut s'amasser et duquel il est évacué comme dans la figo 1.
Dans cette forme d'exécution le disque D' est de plus grand diamètre que le disque E'
La forme d'exécution représentée à la figo 3 est semblable à celles représentées aux figo 1 et 2 et com- porte un disque D" semblable au disque E' et combiné avec un disque E" semblable au disque E. En d'autres mots, le disque D" comporte un manchon 10" et une par- tie 12" plane faisant saillie extérieurement et dispo- sée à angle droit par rapport,au manchon, tandis que le disque E" qui est plan est disposé sur le manchon 10" du disque D" et fixé à une certaine distance de la partie 12" du disque D" dune manière appropriée quel- conque, formant ainsi un espace collecteur annulaire 18" entre les deux disques dans lequel du lubrifiant paut s'amasser et duquel il peut être évacué de la ma- nière précitée.
Le disque D" est aussi, dans cette forme d'exécution, de plus grand diamètre que le disque E".
Dans toutes les formes d'exécution décrites, lors- que la rotation du disque cesse;, le lubrifiant contenu dans l'espace collecteur entre les deux disques s'égout- te par la partie inférieure du dispositif et en raison
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de l'adhésion, l'égouttage aura lieu sur le bord du dis- que de plus grand diamètre, qui est le disque intérieur, de sorte que lors de la remise en marche, aucun lubrifiant ne se trouvera sur le bord du disque de plus petit dia- mètre et n'aura tendance à passer sur sa face arrière pour arriver sur l'essieu.
Il est bien entendu que des modifications de détail peuvent être apportées à la forme et à la disposition des disques l'un par rapport à l'autre, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
De la description qui précède, il ressort que par le terme disque, on entend ici aussi bien un disque plan qu'un disque creux.
Dans le cas de boites traversées de part en part par l'arbre, il peut y avoir une paire de disques de chaque côté de la boite.