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"Perfectionnements apportés aux dispositifs de lubrification
La présente invention est relative à desdispo- sitifs de lubrification et elle concerne, plus spécialement, desdispositifs de ce genre qui permettent de satisfaire à des conditions de température variant entre de larges li- mites, plus particulièrement à des températures extérieures extrêmement basses, telles que celles qui sont à considé- rer pour des installations montées sur des séronefs.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces disposi- tifs tels qu'ils conviennent à des moteurs d'aviation, ou autres mécanismes pour lesquels des conditions de tempéra- ture assez sévères doivent être satisfaites, que leur cons- truction et leur agencement soient simples et qu'ils soient néanmoins efficaces dans toute la zone des températures à considérer. L'invention peut être applinuée, d'une manière particulièrement avantageuse, dans le cas où de l'huile lubrifiante doit être fournie à plusieurs paliers ou autres mécnismes établis en des endroits assez écartés les uns des autres, de telle sorte que les tuyauteries, dans les- quelles l'huile circule, ont des longueurs assez grandes et suivent généralement des trajets sinueux ce qui les expose aux conditions ambi2ntes.
Elle consiste, principalement, à faire compor- ter aux dispositifs du genre en question, destinés à lubri- fier des mécanismes comprenant plusieurs endroits à lubri- fier (tels que des paliers, des engrenages et autres orga- @
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nes mobiles) depuis une source commune,des moyens propres à faire circuler, d'une manière continue, un courant re- lativement important d'huile dans un circuit principal qui offre une résistance visqueuse substantielle à l'écoule- ment, ainsi que des dérivations branchées sur ledit cir- cuit principal, vers les endroits à lubrifier, chacune desdites dérivations étant munies de moyens d'étranglement comportant un passage pour l'huile nui offre une résistance visqueuse proportionnée de manière telle,
par rapport à celle du circuit en aval de la dérivation considérée, qu'- elle permette le passage du courant dérivé nécessaire afin que la quantité d'huile, fournie à chaque endroit à lubri- fier, soit en substance indépendante dela viscosité de cet te huile.
Comme le débit du circuit et de la dérivation est contrôlé par la viscosité et par la pression et comme la pression exercée peut être considérée comme étant la même à la fois dans le circuit principal et dans la déri- vation, l'effet de viscosité est le meme dans ces deux circuits (en 'admettant que la viscosité soit constante par- tout) et la quantité d'huile, qui s'écoule par la dérivation reste donc proportionnelle à celle qui passe par le cir- cuit principal, même si la pression varie et même si cette variation résulte, à son tour, d'une variation de la vis- cosité par variation de la température. La valeur de la proportion, à considérer pour l'étranglement prévu dans la dérivation, est par conséquent indépendante de 1, viscosi- té de l'huile.
Si '1'écoulement de l'huile est prochit par une pompe à effet virtuellement positif, comme on le prè- fère, le débit du circuit principal est déterminé seulement par la vitesse de cette pompe et celui dans la dérivation est alors également dépendant de cette vitesse.
Les moyens d'étranglement peuvent donc être considérés, en pratique, comme étant des moyens mesureurs dans les conditions d'usa- ge à considérer. com Un dispositif, établi selon l'invention, peut comporter un réservoir d'huile, une pompe de refoulement alimentée par celui-ci et un tuyau ou conduit principal par lequel l'huile pompée est ramenpe au réservoir, soit par écoulement direct et dans ledit conduit, soit par des moyens intermédiaires appropriés, tels ou'un puisard et une pompe de balayage, des dérivations étant branchées sur le tuyau ou conduit principal pour aboutir aux endroits à lubrifier (tels que des paliers) et chaque dérivation com- prenant, en un point intermédiaire,
un étranglem nt offrant une résistance visqueuse à l'écoulement de l'huile par cet- te dérivation et qui est constante par rapport à la résis- tance visqueuse, opposée à l'écoulement par le tuyau ou conduit principal, en aval de la dérivation, à toutes les conditions pour lesauelles la viscosité de l'huile dans le circuit principal et dans la dérivation reste la même.
En pratique, des précautions sérieuses sont prises (et celles- ci constituent, en partie, certaines caractéristiques de l'invention) pour que l'agencement soit tel que les visco- sités restent les mêmes ou à peu près, par la réduction au minimum de l'exposition des dérivations à des températures autres que celles agissant sur le circuit principal ou que certaines parties de ces dérivations soient exposées à des températures du même ordre que celles agissant sur le cir- cuit principal.
L'invention consiste, également, à constituer les moyens d'étranglement des dérivations par un passage de grande longueur, comparativement à sa section transver- @
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sale, par exemple, par une rainure hélicoïdale, formée par un filet de vis, ce qui écarte l'intervention d'orifices ou passages trèspetits, qui risquent de se boucher. De plus, un passage hélicoïdal se prête bien et de lui-même à des dispositions (dont trois seront décrites ci-après en détail) pour lesquelles une longueur de passage con- sidérable est obtenue avec un faible encombrement et pour lesquelles l'ensemble de l'élément d'étranglement peut 8tre contrôlé aisément du point de vue thermique.
L'invention con- cerne également l'adjonction, à des dispositifs présentant les caractéristiques indiquées ci-dessus, d'autres particu- larités comprenant des moyens de balayage, des dérivations non étranglées pour différents usages (tels qu'un servo-mé- canisme utilisant la préssion d'un fluide pour son fonction- nement), des moyens avec soupape de retanue pour empêcher l'écoulement par gravité de l'huile quand aucun écoulement n'est nécessaire, et des moyens projecteurs d'air et d'huile pour distribuer l'huile aux endroits à lubrifier. L'applica- tion spécifique du dispositif de lubrification à des moteurs d'aviation avec turbine à gaz, pour lesquels les conditions de lubrification sont assez différentes des conditions nor- males, constitue également une particularité de l'invention.
Les dessins ci-annéxés montrent, à titre d'exem- ple, deux modes de réalisation de l'invention qui ne diffè- rent pas en principe, mais qui permettent de se rendre comp- te que l'objet de l'invention peut être facilement adapté aux diverses conditions à remplir, ces dessins montrent é- galement certaines variantes en détails.
La fig.l montre, schématiquement, un dispositif de lubrification établi selon un premier mode de réalisa- tion de l'invention.
La fig. 2 montre, en coupe et à plus grande échel- le l'agencement d'un palier à lubrifier et tel qu'indiqué sur la fig.l.
La fig.3 montre, en élévation (parties en coupe), -on autre détail de la fig.l.
La fig.4 montre, semblablement à la fig.l, un dis- positif de lubrification établi selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La fig. 5 montre, semblablement à la fig. 2, un des paliers montrés sur la fig. 4.
Sur la fig.l (et également sur la fig.4), le dis- positif de lubrification est montré comme étant appliqué à un moteur d'avion avec turbine à gaz, dont on a indiqué les parties principales, notamment un turbo-compresseur d'air 1, tournant avec une turbine 2, l'arbre commun de l'ensemble tournant ou rotor et qui est supporté par un palier avant 3 et par un palier arrière 4, logés dans la partie fixe du mo- teur. En avant du palier 3 est établie une botte de vitesses 5 dans laquelle sont logés des engrenages appropriés, etc... pour assurer l'entraînement de mécanismesauxiliaires, tels qu'au moins une pompe à huile servant à la lubrification des paliers de l'arbre du rotor et logée dans un carter 6.
Pour un moteur de ce genre, il -est nécessaire de fournir de l'huile aux paliers 3 et 4 en quantités compara- tivement réduites, par exemple de 0,25 à 0,50 litre par heu- re. Le dispositif¯d% lubrification est constitué comme suit.
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Un réservoir d'huile 7 est disposé, de préféren- ce, par rapport au moteur de manière qu'il soit chauffé par celui-ci. Du réservoir 7 part un tuyau 8 qui aboutit à l'en- trée de la pompe de refoulement, par exemple une pompe à engrenages, logée dans le carter 6. L'huile, fournie sous pression par cette pompe, s'écoule par un conduit princi- pal 9, à travers un filtre et par une soupape de retenue 11, faiblement chargée, jusqu'à proximité du palier avant 3 où le conduit débouche dans des passages ménagés dans le sup- port du palier (fig.2). Aprèsquoi un prolongement 9A du conduit continu jusqu'à proximité du palier arrière 4 en passant par le dispositif montré en détail sur la fig.4.
L'huile retourne ensuite au réservoir7. Sur le conduit 9 est branché un manomètre ou autre instrument indicateur 9B.
L'huile, provenant du palier avant 3, est recueillie au fond de la boite de vitesses 5 (comme décrit ci-après à pro- pos de la fig. 2) et sert à lubrifier les organes actifs de celle-ci .Au besoin une dérivation du conduit 9 peut amener directement de l'huile supplémentaire dans la boite de vi- tesses par un étranglement analogue à celui montré sur la fig. 3. Le puisard de la boite de vitessesest balayé par un tube 12 aboutissant à une pompe de balayage logée dans le carter 6. Le palier arrière 4 est balayé par un deuxième tube 12A, aboutissant à la même pompe de balayage ou à une autre et le débit de la ou des pompes retourne vers le réservoir 7 par le tube 13. Le sens suivi par l'huile lu- brifiante est désignée par des flèches avec queues et ce- lui par l'huile de balayage par des flèches ordinaires.
Le carter 6 peut contenir deux ou trois pompes d'engrenages dont les roues sont montées sur des axes communs. Le débit des pompes de balayage étant, de préférence, sensiblement supérieur à celui de la pompe de refoulement. Le carter 6 peut également contenir des pompes à ailettes ou de tout autre genre approprié et il est évident qu'il est préféra- ble que l'ensemble des pompes, logées dans le carter 6, soit entrafné en commun.
Sur la fig.2 on a montré la constitution du pa- lier 3. Une partie fixe 14 du carter 14 du moteur sert de support et de logement à un palier à billes 15 pour l'arbre 16 du rotor. Le palier 15 comporte comme connu, une cage extérieure sphérique pour remédier aux faibles défauts d'a- lignement. Le conduit 9 aboutit à un canal annulaire ou partiellement annulaire 9C d'où part la dérivation 9A. Le canal 9C fait, par conséquent, virtuellement partie du con- duit principal et contient de l'huile sous pression. Une partie de la structure fixe est constituée par un manchon cylindrique et à labyrinthe 17, formant un joint pour l'hui- le et qui entoure l'arbre 16. A l'extérieur de ce manchon est établi un manchon cylindrique plein 18 et sur celui-ci est engagée une autre pièce cylindrique 19, avec filet carré, qui est ajustée exactement sur le manchon 18.
Le filet for- me, en réalité, un passage long et étranglé bien que ses di- mensions soient telles que la section transversale du passa- ge, réservé à l'huile, soit amplement suffisant pour qu'il ne puisse retenir des matières étrangères. L'huile pénètre dans le passage par une fente 19A (depuisle canal 9C) et débouche, à l'autre extrémité de la pièce 19, dans un con- duit annulaire pour s'écouler ensuite par des trous forés 20 jusqu'à un jet ou gicleur 21. De l'air sous pression (foui ni de préférence par le turbo-compresseur du moteur) sort d'un gicleur 22 orienté transversalement par rapport à la direction générale suivie rar l'huile qui s'échappe du gi- cleur 21 de manière que cet air puisse entraîner les parti- - 4-
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cules d'huile sur les organes du palier à billes 15.
Ce dis- positif projecteur d'air et d'huile convient tout parti- culièrement à d.es paliers pour grandes vitesses tels que ceux utilisés pour les moteurs de ce genre. L'huile prove- nant du palier 3 et recueillie sur le fond de celui-ci, pé- nètre par un orifice 23 dans une cavité de la partie fixe 14 et s'écoule vers le puisard de la botte de vitesses 5 d'où elle est balayée comme expliqué plus haut. Il est à noter que l'agencement et l'emplacement des conduitssont tels que cette huile soit maintenue chaude malgré que le courant d'huile soit restreint. Bien qu'un étranglement visqueux puisse être réalisé pour satisfaire à toute condi- tion raisonnable, aucun des passages pour l'huile n'a des dimensions tellement faibles qu'ils risquent d'être bouchés.
La longueur effective ou la résistance à l'écoulenent du passage fileté peut etre règiée en pratique, en enlevant une partie du filet ou en ajustant son emboîtement sur le manchon 18 de manière à permettre un "court-circuitage" plus ou moins prononcé entre une spire du filet et ses voi- sines En général ceci n'est pas une question essentielle dans le cas de débitsaussi faibles que ceux à prévoir pour les paliers du genre en nuestion puisque des variations importantes de ces débits sont, en réalité, sans importance En effet, il est peu important Que ces débits correspondent à 0,25 ou 0,50 litre par heure.
Sur la fig. 3 on a montré, en détail, l'étrangle- ment utilisé pour alimenter le palier arrière 4 et on ad- met qu'il comporte un dispositif projecteur d'air et d'hui- le analoue à celui de la fig.2. Un étranglement de ce genre peut etre utilisé pour n'importe quelle autre dériva- tion, aboutissant à un endroit à lubrifier, si cela est u- tile.
Le conduit 9A est relié à une pièce cylindrique creuse dans laquelle est logé un manchon 31, portant un fi- let carré et dans lequel débouche le conduit 9A. Un raccord en banjo 32 entoure une partie du manchon 31 pour diriger 1'%hile dérivée vers le palier 4 par le tube 33. Dans l'ex- trémité amont du manchon 31 on loge une chicane annulaire 34 laquelle, tout en donnant lieu à un certain étranglement a pour fonction principale la formation d'un tourbillon avec l'huile pour éviter la production de couches d'huile froide et d'huile chaude, en mélangeant celles-ci.
La plus grande partie de l'huile traverse la chicane 34 et s'écou- le directement par l'ensemble pour retourner au réservoir 7 mais la proportion nécessaire de l'huile passe par les orifices radiaux 35, ménagés dans le manchon 31, pour s'é- couler le long du filet et aboutir à l'intérieur du banjo 32. Le dessin montre le montage de cet ensemble et la maniè re dont il est rendu étanche pour l'huile. Dans ce cas, la quantité relativement faible de l'huile dérivée est main- tenue chaude pour la raison que la plus grande partie de cette huile traverse le manchon 31. De plus, la longueur du tube 33 et son exposition à l'air froid sont rendues aussi faibles que possible.
Sur la fig.4 la plupart des organes sont les mê- mes que ceux décrits plus haut et ceux qui en diffèrent ma- tériellement des précédents sont désignés par d'autres ré- férences. On admet que le rotor, comprenant le turbo-com- preseur et la turbine 2, ainsi qu'un arbre commun pour ceux- ci, comporte despaliers analogues et semblablement dispo- sés) à ceux de la fig.l. On y retrouve aussi la botte de vitesses5 et l'unité de pompage 6 qui, dans ce cas, compor-
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te trois pompes à engrenages distinctes mais à entraînement commun. Un réservoir d'huile 7 alimente, par un tube 40, une pompe de refoulement qui débite dans le conduit d'huile principal 41 avec filtre, soupape de retenue et manomètre comme ci-dessus.
Dans le conduit 41 est prévu un premier étranglement 42 par leauel l'huile est dérivée vers la bot- te de vitesses 5, un deuxième étranglement 42A alimentant le palier arrière et un troisième étranglement 42B alimentant le palier avant. L'huile de balayage, provenant de la boite de vitesses 5 et du palier avant, est recueillie par le con- duit 43 et ramenée à. l'une des deux pompes de balayage fai- sant partie de l'unité 6, alors que l'huile, provenant du palier arrière, est recueillie par le conduit 44 aboutissant à la deuxième pompe de balayage et cesdeux pompes (dont les sorties communiquent avec le tube 45) ramènent l'huile de balayage au réservoir par le tube 46. Du conduit 41 part une dérivation 47, sans étranglement, aboutissant à une partie .
48 du mécanisme d'où part un tube de retour 49 relié au con- duit de balayage 43. Cette disposition sert à montrer que n'importe quelle partie du mécanisme, comme celle désignée par 48, peut être alimentée avec de l'huile sur laquelle agit, en substance, la pression totale pour l'huile, dans le m8me système. Le conduit 41, aboutit, dans ce cas, en 41A où il débouche dans le fond de la botte de vitesses 5.
L'extrémité du conduit, qui pénètre dans cette boite, com- porte un étranglement approprié par lequel la pression dé- sirée est maintenue dans le conduit 41 et cet étranglement peut, à son tour, être constitué en principe par un filet ou être obtenu de toute autre manière, par exemple, à l'ai- de d'une soupape de décharge avec ressort. On voit ainsi que la totalité de l'huile, débitée par le pompe de refoule- ment, peut être ramenée au réservoir 7 par les pompes de balayage dont le débit doit être calculé en conséquence.
Cette disposition diffère-également de celle de la fig.l en ce sens que le conduit princïpal ne forme pas un circuit fermé, c'est-à-dire ne permet pas la circulation de l'huile depuis le réservoir par un circuit tubulaire continu vers ce même réservoir, puisqu'en un point,-dans la botte de vi- tesses 5, règne la pression atmosphérique. la-partie 42B de la fig.4 est montrée, en détail, sur la fig. 5 qui montre une variante de la dérivation vers le palier avant avec son agencement intérieur. Comme sur la fig.2 le palier lui-même est montré en 15 avec sa partie fixe 14 et l'arbre supporté 16. Le conduit 41 est interrom- pu, au voisinage du palier, par un ressort annulaire creux 50 dans lequel est logé un boulon 51, creusé en partie.
Sur une partie du boulon 51 est ajusté un manchon 52 taraudé avec un filet carré 52 afin que l'huile puisse pénétrer dans le filet à une extr8mité (comme indiqué par une flèche) et puisse en sortir à l'autre extrémité, cette huile passant dans le boulon 51 par les passages radiaux 53 d'où elle s'écoule par les passages forés 54 pour aboutir au jet ou gicleur d'huile 55 et etre projeté sur le palier 15 par un jet d'air comme pour la fig.2. Le palier est balayé par le conduit 55.
On voit également dans ce cas que l'étrangle- ment est bien protégé contre le reforidisseme nt en ét ant virtuellement immergé dans la plus grande partie de l'huile qui passe alors que la tuyauterie interne, telle que 54, est établie dans la masse de la structure environnante et par rapport à l'ambre du palier de manière telle qu'elle soit maintenue suffisamment chaude.
Aux endroits où la tuyauterie est exposée à l'air froid, elle est placée en retrait et il est à noter que le --6 -
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mode opératoire du système permet d'utiliser en ces endroits de gros tuyaux et un conduit principal important qui convien nent au passage de débits relativement élevés. Ces facteurs réduisent au minimum les éventualités dangereuses d'une oon- gélation de l'huile par suite du froid et même si une cou- che d'huile, au contact de la paroi du conduit, devient suf- fisamment froide pour congeler, la grande section que l'on peut donner au conduit principal rend ce dépôt sans impor- tance.
Au voisinage des endroits à lubrifier la température peut être maintenue élevée et, de plus,..-il-n'est pasdiffi- cile de provoquer une turbulence locale de l'huile comme expliqué, ce qui mélange celle-ci et tend donc à lui donner une température uniforme.
REVENDICATIONS.
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EMI7.1
1.- Dispositif de lubrification pour des mécanis- ' mes ayant plusieurs endroits ou points à lubrifier depuis une source commune et qui comporte des moyens propres à faire circuler, d'une manière continue, un courant relative- ment important d'huile dans un circuit principal qui offre une'résistance visqueuse substantielle à l'écoulement, ann- si que des dérivations branchées sur ledit circuit princi- pal, vers les endroits à lubrifier, chacune desdites déri- vations étant munies de moyens d'étranglement comportant un passage pour l'huile qui offre une résistance visqueuse proportionnée de manière telle, par rapport à celle du cir- cuit en aval de la dérivation considérée, qu'elle permette le passage du courant dérivé nécessaire afin que la quan- tité d'huile, fournie à chaque endroit à lubrifier,
soit en substance indépendante de la viscosité de cette huile.
;ee' 7: 2.- Dispositif de lubrification comportant un -- -, réservoir d'huile, une pompe de refoulement alimentée par celui-ci et un tuyau ou conduit principal par lequel l'hui- le pompée est ramenée au réservoir, soit par des moyens in- termédiaires appropriés, tels qu'un puisard et une pompe de balayage, des dérivations étant branchées sur le tuyau ou conduit principal pour aboutir aux endroits à lubrifier (tels que des paliers) et chaque dérivation comprenant, en un point intermédiaire, un étranglement offrant une résis- tance visqueuse à l'écoulement de l'huile par cette dériva- tion et qui est constante par rapport à la résistance vis- queuse, opposée à l'écoulement par le tuyau ou conduit ptin- cipal, en aval de la dérivation, à toutes les conditions,
pour lesquelles la viscosité de l'huile dans le circuit principal et dans la dérivation reste la même.
3. - Dispositif tel que spécifié sub 1 ou 2 dans lequel on constitue un ou plusieurs des étranglements pour les dérivations par un passage de grande longueur, compa- rativement à sa section transversale, ledit passage étant établi de manière telle par rapport au courant principal que l'écoulement dans l'étranglement soit thermiquement dépendant de la température du courant principal.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.