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BREVET D'INVENTION Svend Older JAKOBSEN Graisseur sous pressions
La présente invention concerne un graisseur sous pression muni d'une ou de plusieurs pompes à lubrifiant dont le ou les cylindres sont mis en communication successivement, à l'aide d'une soupape rotative, avec les divers points à lubrifier, pendant la course de refoulement, et avec un canal d'aspira- tion d'huile, pendant la course d'aspiration. Ceci est ob- tenu par le fait que les divers canaux à huile débouchent dans des orifices prévus dans la surface formant joint du corps de soupape ainsi que dans le siège de soupape fixe, ces orifices étant disposés de telle maniére que, lors de la rotation de la soupape, ils coïncident successivement les uns avec les autres, ou sont isolés l'un de l'autre.
Les pistons de pompe sont mu s par l'action des butées appro- priées pendant la rotation de la soupape.
Dans les graisseurs à pression de ce type il est toujours de la plus haute importance que la soupape soit étanche sur son siège. Dans les types classiques de graisseurs à pression, le joint étanche entre la soupape et son siège est détruit au bout d'un temps relativement court, vu la contrainte latérale et oblique de la soupape pendant la course de refoulement et, comme la tige de soupape peut être amenée graduellement à balloter par suite de l'usure, le corps de soupape ainsi que le siège sont soumis à une usure unilatérale. L'invention
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vise à établir un graisseur forcé exempt de ces inconvénients.
La caractéristique principale de l'invention consiste en une disposition et une forme telles des butées de la pompe que la pression exercée par ces butées sur la soupape pendant la course de refoulement soit dirigée contre la zone de la surface coulissante de la soupape où s'exerce la plus forte contre-pression au lubrifiant sur la soupape, la résultante de la pression exercée ainsi ayant pour effet de solliciter la soupape contre son siège avec une force qui présente la même valeur par unité de surface sur toutel'étendue de la surface de glissement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la soupape peut être reliée, à l'aide d'un dispositif d'assemblage approprié, au mécanisme de commande ou à l'arbre moteur, de façon que la soupape puisse s'appliquer étroitement sur le siège, indépendamment de mouvements transversaux. On obtient ainsi l'avantage que, pendant le fonctionnement au graisseur, la soupape sera toujours rodée de façon à assurer un joint étanche, de sorte que la puissance de pression du graisseur restera invariable. D'autres caractéristiques de l'invention seront décrites dans la suite.
Les dessins annexés montrent quelques exemples de l'invention.
Fig. 1 est une coupe axiale d'un exemple du graisseur
Fig. lb montre, à une échelle légèrement plus grande, une élévation et une coupe de la liaison pour la soupape, les deux vues étant perpendiculaires l'une à l'autre Fig. 2 est une coupe horizontale du graisseur selon la ligne Il-Il de la fig. 1 Fig. 5 est une coupe axiale d'une variante du graisseur.
Fig. 4 est une coupe horizontale partielle suivant la ligne IV- de la fig. 3.
Fig. 5 est une coupe axiale d'une autre variante du graisseur.
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Fig. 6 est une vue en plan de ce dernier, le couvercle, ou le couvercle et la soupape, étant enlevés.
Fig. 7 est une coupe axiale d'une autre variante du graisseur.
Fig. 8 est une coupe axiale d'une autre variante du graisseur, comportant une soupape conique.
Fig. 8b est une vue en plan d'un piston de graissage coopérant avec un piston à contre-pression.
Fig. 9 est une coupe axiale d'une autre variante de l'invention.
Selon l'exemple de la fig. la, le graisseur comprend une soupape 1 dont la surface inférieure rodée plane fait contact étanche avec le siège de soupape , La soupape est attaohée, de la manière décrite ci-après, à une tige mon- tée axialement dans le siège et entraînée, comme d'habitude par une roue à rochet 4 calée sur l'extrémité inférieure de cette tige. Cette roue est fixée à la tige par une goupille 5 traversant la tige et présentant des extrémités formant coins et engagées dans des rainures orientées axialement, prévues dans le moyeu de la roue 4., de sorte que la tige peut effectuer de légers mouvements axiaux indépendamment de la roue.
La goupille 5 est également mobile dans son orifice dans la tige et peut, grâce à ses extrémités en coin, occuper une position telle que les deux extrémités actionneront toujours la tige avec un effort égal. La goupille communique donc à la tige un mouvement purement rotatif, évitant ainsi une usure unilatérale du coussinet. La soupape 1 est appliquée élastiquement contre le siège 2 rodé plan, par un ressort 6 entourant l'extrémité inférieure de la tige et agissant sur un éorou 7 prévu sur l'extrémité de la tige et sur une plaque 8 appliquée contre la roue 4. Cette dernière est entrainée à rotation intermittente, comme d'habitude, par un cliquet muni d'un levier 9.
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L'extrémité supérieure de la tige est logée dans un manchon réglable 10 prévu au centre d'une cuvette renversée 11 recouvrant la soupape 1. La paroi cylindrique 12 de cette cuvette porte par son bord inférieur contre le siège de soupape, ce bord étant rodé avec la surface de glissement de la soupape après montage de celle-ci dans la cuvette. La cuvette est fixée au siège de soupape par les vis 13. Entre la paroi supérieure 1 de la cuvette et la face supérieure de la soupape, on peut prévoir une plaque-butée 14 dont l'épaisseur peut être calculée pour maintenir la soupape en contact avec son siège. Dans ce cas, on peut supprimer le ressort 6, mais, de préférence, on emploiera la plaque et le ressort.
La plaque-butée est maintenue en contact avec la cuvette par une goupille 15 tandis que, pour réduire la friction, on peut prévoir une bille dans une gorge annulaire prévue dans les faces en regard de la plaque et du siège. La plaque 14 peut s'adapter exactement dans l'espace entre la cuvette et la soupape, ou bien sa position peut être réglable à l'aide du manchon coussinet ajustable 16, dont l'extrémité inférieu- re porte sur la face supérieure de la plaque.
Dans des alésages cylindriques transversaux pratiqués dans la soupape 1 sont disposés, en un nombre convenable, des pistons 17 déplacés de la manière décrite ci-après.
Pendant la course d'aspiration des pistons, le lubrifiant est aspiré de la manière usuelle dans les cylindres à travers des canaux prévus dans la soupape (marqués en pointillé).
Pendant la course d'aspiration, ces canaux sont mis en communication avec une chambre en étoile pratiquée dans le siège et communiquant avec un canal d'admission 18' pour le lubrifiant, prévu dans la soupape. pendant chaque course de refoulement, les canaux prévus dans la soupape communiquent avec des canaux 19 prévus dans le siège, par lesquels le lubrifiant est refoulé vers les différents points à graisser.
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Pendant la rotation de la soupape, les pistons 17 effectuent leurs courses de refoulement en étant actionnés par des butées fixes 20 de forme appropriée, tandis que les courses d'aspiration sont effectuées sous l'influence de ressorts 21 prévus dans les cylindres à pistons. Les butées 20 présentent une face active oblique et, dans l'exemple représenté, elles consistent en des vis de butée coniques22 montées d'une manière ajustable dans la cuvette 11 et formant de préférence angle droit avec les pistons 17. Pour éviter une .contrainte latérale sur les pistons, les butées 20 actionnent les pistons indirectement par des pièces coulissantes ou guides 23, dont les têtes 24 oomportent une face de butée oblique etprésentent de préférence une forme conique.
Le bord de chaque tête est engagé dans une chambre annulaire 25 de la soupape, de telle manière que les arêtes extérieures de la chambre forment' des butées pour les guides lorsque ceux-ci occupent leurs positions extérieures. La tête 24 peut présenter un diamètre suffisamment grand pour lui permettre d'actionner deux (ou plusieurs) pompes simultanément, selon fig. 2. La même figure montre comment le guide 23 et les pistons 17 qui lui sont parallèles forment un angle approprié avec le sens radial. Ainsi, la composante axiale de l'effort exercé par la butée 20 sur le guide et les pistons est augmentée. La capacité d'une pompe quelconque, considérée par rapport à une butée donnée 20 est indiquée par la longueur de la partie de la vis 22 qui émerge au-dessus de la, cuvette 11.
La position la plus abaissée de la vis, qui correspond à la plus grande capacité, est déterminée par le contact entre la butée 20 et le siège de soupape, tandis que la position la plus élevée, correspondant à la capacité zéro, est déterminée par le contact de la butée sur la cuvette. Les vis 22 sont fixées dans la position choisie en vue d'une capacité déterminée d'avance, au moyen
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d'éecrous de blocage. La paroi latérale de la cuvette présente une ou plusieurs ouvertures masquées par un couvercle rotatif 26 et permettant de surveiller le fonctionnement des pompes.
Pour le graissage de la roue d'entraînement 4, on prévoit un canal 27 fournissant du lubrifiant depuis la face supérieure du siège.
Pour éviter une usure unilatérale des surfaces frottantes de la soupape et du siège, ce qui provoquerait rapidement des fuites entre ces surfaces, d'où perte de pression, il est nécessaire de presser la soupape contre son siège avec une pression uniforme par unité de surface sur toute l'étendue des dites surfaces. Ceci concerne particulièrement la course de refoulement, étant donné que la pression devra alors être très importante afin d'éviter que le lubrifiant s'introduise du canal de refoulement vers l'interstice entre les surfaces de glissement.
En outre, et lors de la course de refoulement, le lubrifiant qui se trouve dans le canal de refoulement précisément sous pression exercera sur la soupape une contrepression fonction de la section du canal et qui tendra à repousser la soupape vers le haut, du côté où. se trouvent le canal et le piston, ainsi que la butée fixe correspondante.
Par conséquent, les surfaces frotantes seront appliquées l'une contre l'autre avec une pression inégale et, dans le cas très probable où la tige tendrait avec le temps à prendre du jeu latéral dans son coussinet, les surfaces de frottement donneraient lieu à des fuites dues à l'usure unilatérale, si l'on ne prend pas des précautions spéciales.
Selon l'invention, de telles précautions consistent en ce que les butées fixes 20 et les têtes 24 des guides reçoivent une forme telle que la pression oblique exercée sur la soupape par une butée active au moment considéré soit dirigée vers un point des surfaces frottantes, situé sur le côté de la tige où la contre-pression du canal de refoulement alimenté à ce moment doit être surmontée. Dans la fig.
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la ligne t indique un exemple de la direction de la pression, qui est correct dans certaines conditions. Dans le cas représenté, la pression agira suivant une direction oblique vers l'intérieur, vers un point du plan de contact entre la tige 3 et le canal de refoulement dont la contre-pression tend à repousser la soupape vers le haut sur un côté.
La position du point mentionné, qui peut être dénommé le point de pression moyenne, dépend de la contre-pression exercée depuis le canal de refoulement sur la soupape, ainsi que de la distance entre ce canal et la tige, les butées 20, ainsi que les têtes ¯3±, devant être établies de façon que la pression soit dirigée à travers le point de pression moyenne. En choisissant correctement les butées, on peut, comme indiqué plus haut, déterminer la direction de la pression, de telle manière que la soupape soit appliquée contre le siège avec une pression uniforme sur toute sa surface, d'où formation d'un joint rodé étanche entre les surfaces frottantes pendant le fonctionnement du graisseur.
Etant donné l'usure lors du fonctionnement du graisseur, la tige aura finalement tendance à osciller légèrement dans le sens latéral; or, même la plus légère oscillation provoquera une usure unilatérale des surfaces frottantes de la soupape et du siège, aveo fuites, si l'on réunit la soupape rigidement à la tige. Pour permettre à la soupape de porter constamment sur son siège un joint étanche, même en cas de jeu latéral de la tige, on réunit la soupape à la tige par une articulation agissant comme joint universel. Dans l'exemple selon les fig. la, lb et 2, cette articulation consiste en une goupille 29 insérée dans un orifice 28 de la tige, et dont les extrémités sont fixées à la soupape.
Comme montré clairement dans la fig. lb, les bords supérieurs et inférieurs de cet orifice divergent du milieu de l'orifice vers ses extrémités, de soc te que la goupille permet à la tige de
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jouer légèrement dans un plan sans appliquer un effort quelconque à la goupille ou à la soupape. Simultanément, la tige peut osciller autour de la goupille comme axe de rotation..
De plus, la tige traverse la soupape avec un certain jeu, sauf en un point, où, l'orifice recevant la tige se rétrécit en @. Ce rétrécissement, situé au niveau de la goupille 29, présente une face annulaire courbée vers l'intérieur, portant sur la tige et centrant cette dernière, la forme de cette face annulaire empêchant toute oscillation ou balancement de la tige de se communiquer à la soupape. Il est évident que la soupape, tout en étant entraînée en rotation par la tige et la goupille 29, au moyen du dispositif représenté, peut osciller librement sur la tige dans certaines limites, de sorte que la soupape ne peut pas perdre le joint étanche avec son siège, même lorsque les coussinets du siège et du manchon 10 sont usés.
Il importe que la goupille et l'étranglenent 30 soient situés sensiblement au niveau des butées 20, faute de quoi il se produirait un moment de rotation indésirable tendant à écarter la soupape de sa position correcte.
Les fig. 3 et 4 montrent une variante du graisseur.
Ici, les caractéristiques principales sont- identiques à celles déjà décrites, sauf que les guides coulissant 23 pour la commande indirecte des pistons, fig. 1, emploie des organes os- -cillants munis de faces de butée obliques, et qui, pendans la rotation de la soupape 1 engagent lesbutées 20 qui les font osciller vers l'intérieur. De ces faits, les éléments 31 butent contre les pistons et les déplacent vers 1' intérieur dans leurs cylindres respectifs. La course de re- foulement étant achevée, les éléments 31 sont ramenés à leur position initiale par les ressorts des pistons. ces éléments sont fixés à l'aide des goupilles à des chevilles 32 montées pivotantes dans la soupape.
Ces chevilles peuvent
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présenter des bras coudés 33 dont le déplacement détermine les courses de la pompe. bans cette variante, l'articulation réunissant la tige 3 à la soupape.! oomporte un manchon 34 embrassant librement la tige. L'extrémité supérieure du manohon est articulée à la tige par la goupille 35, tandis que son extrémité inférieure est traversée par une autre goupille 36 perpendiculaire à la goupille 35 et fixée rigidement à la tige, ainsi qu'à la soupape. La goupille 36 traverse des orifices prévus dans l'extrémité inférieure du manchon et offrant un certain jeu vertical, de sorte que le manchon peut osciller légèrement par rapport à la tige et la soupape.
Tout comme dans le dispositif selon fig. l, la soupape est centrée sur la tige uniquement par l'étranglement 37 prévu dans l'alésage de la soupape destiné à recevoir la tige.
Cet étranglement présente une face annulaire courbée vers l'intérieur et est sensiblement à niveau avec les butées 20
Les fig. 5 et 6 montrent une variante où les têtes des guides 28 sontprévues immédiatement au-dessus de la soupape.
Les vis de butée 29, 30 peuvent être orientées horizontalement aussi bien que verticalement comme montré, de telle manière que, pour toutes les vis, la direction 1 de la pression sera correcte. Les guides sont mobiles dans les cylindres de pompe proprement dits, en actionnant les pistons 31 de manière que ceux-ci ne soient soumis à aucune oontrainte latérale. Sous tous les autres rapports, le graisseur fonctionne comme décrit plus haut.
Dans la variante selon fig. 7, les pistons 32' sont guidés positivement dans chaque sens, étant articulés aux butées 33', elles-mêmes articulées au corps de soupape et actionnées par les vis de butée 34'. Dans ce cas, la direction de la pression de butée est sans importance, comme le canal d'évacuation des cylindres à piston présente sensiblement la même section que les pistons 32', de sorte que la pression
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du lubrifiant ne s'exercera pas sur la soupape. Dans cette construction du graisseur, la soupape est maintenue dans sa position correcte par la cuvette35'.
La fig. 8a montre une variante du graisseur où l'extrémité inférieure de la soupape 36 présente une surface de frot- tement conique, en contact avec un siège 37' de conicité correspondante, at dont la partie supérieure est cylindrique.
L'extrémité supérieure de la soupape présente un cône-guide entouré d'un manchon conique 38 ajusté dans un prolongement cylindrique du siège. Ce manchon est appliqué contre la soupape par un ressort ±±, et sa position supérieure peut être réglée par une vis creuse il prévue dans le couvercle 40.
Le mécanisme de commande est monté sur la tige 44 émergeant de la plaque de base 43, et dans laquelle la soupape est fixée de façon à pouvoir être déplacée à l'aide d'une goupille transversale 45 traversant la tige. En enlevant la plaque , on peut roder la soupape ensemble avec le bord inférieur du siège, de façon que la soupape s'appuie sur la plaque 43 afin de ne pas coller dans le cône du siège.
Dans cette figure, la soupape est munie d'un piston 46 actionné par un guide 47. La tête du guide précité se déplace dans une gorge prévue dans la paroi cylindrique du siège, et est actionnée par une vis-butée 49. Les divers canaux du graisseur sont disposés de la manière usuelle.
Afin de vaincre la pression transversale exercée par la butée sur la soupape, on fait usage d'une contre-pression hydraulique. : cette fin, on prévoit dans la soupape un cylinare avec un piston 50 sensiblement en opposition diamétrale par rapport au cylindre à piston:12., le piston 50 étant refoulé vers l'extérieur par un ressort 51. Le cylindre de pompe et le cylindre de contre-pression sont reliés par ,un canal 52. L'extrémité extérieure conique du piston 50 est sollicitée contre l'extrémité supérieure oblique d'une gorge annulaire prévue dans la partie cylindrique du siège, de
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sorte que le piston exerce une contre-pression agissant sur la soupape de façon à contrebalancer l'effort latéral exercé par le oylindre de pompe.
Le piston 50 et/oula faoe d'appui de la gorge 53 occupent une telle position oblique, que la pression du piston 50 contre cette faoe contrebalance l'effort latéral exercé par la vis-butée 49, ainsi que la pression du lubrifiant provenant du canal de refoulement sous pression au moment considéré. La disposition des pistons de pompe et de contre-pression est montrée sohématiquement dans la fig.
8h, en projection horizontale. A titre d'exemple, les pressions de butée agissant obliquement vers le bas sont indi-- quées par les lignes t.
La fig. 9 montre un graisseur à soupape cylindrique, comportant des guides et des pistons de pompe transversaux et longitudinaux 54 et 55, ainsi que des pistons de contrepression correspondante 56. Le guide peut également présen- ter la forme d'une bille 57. Le fonctionnement du graisseur est le même que celui du graisseur selon la 'fig. 8a.
Dans tous les graisseurs décrits ci-dessus, la tige de la soupape peut également être munie d'une manivelle 58 (fig. 3 et Sa) prévue à une ou aux deux extrémités de la tige, pour permettre la commande à la main du graisseur.
Il va de soi que les détails de la construction peuvent être établis d'une manière autre que celle décrite ci-dessus, cela sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les pistons de pompe peuvent être prévus, d'une manière connue en soi, dans la cuvette extérieure, dans lequel cas le piston de contre-pression hydraulique sert uniquement à éliminer la pression de lubrifiant dérivée du canal de refoulement de la soupape commune. En outre, les pistons de pompe peuvent être actionnés, pour la course de refoulement, par des butées fixes et, pour la oourse d'aspiration, par des butées réglables, le tout sans employer de ressort.