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'La présente invention se rapporte au graissage des paliers de tourillons de dispositifs rotatifs assurant un achemi- nement de fluide, et concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, les paliers de tourillons des pompes du type à engrenage, ces pompes pouvant être entraînées par une source d'énergie extérieure, afin de refouler un liquide, ou,inversement, pouvant être entraînées par un liquide, afin de travailler comme moteurs.
Quand une pompe à engrenage utilisant des paliers lisses
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pour supporter ses.tourillons travaille sous une pression élevée, il est nécessaire d'assurer le passage de lubrifiant à travers le palier en vue d'assurer son graissage et son refroidissement.
A cet effet, il est prévu, suivant l'invention, une rainure hélicoïdale ménagée dans l'alésage de l'un au moins des paliers, les deux extrémités de l'alésage étant reliées à des points inté- rieurs au carter de pompe supportant des pressions équivalentes (de préférence la pression d'admission dans une pompe assurant un refoulement de liquide) de sorte que la rotation de l'arbre dans le palier provoque le passage du liquide de travail suivant un- trajet hélicoïdal, afin qu'il agisse comme lubrifiant et comme liquide de refroidissement. Une partie de ce liquide est entraînée autour de l'arbre et force une pellicule de fluide séparant l'arbre de l'alésage du palier.
Il est essentiel que cette pellicule de fluide forme une surface continue sur le côté chargé du palier, de façon à pouvoir fournir un support maximum pour l'arbre. Pour parvenir à ce résul- tat, la rainure hélicoïdale est disposée de manière à parcourir la longueur du palier en ne formant pas plus de deux tiers d'une spire dans l'alésage, la plus grande partie au moins de la longueur de cette rainure se trouvant du côté non chargé du palier, de sorte qu'elle ne forme pas, dans la surface de la pellicule de fluide supportant'l'arbre, de discontinuité suffisante pour entraîner une perte de surface notable.
Quand la pompe doit être utilisée avec des fluides à faible viscosité ou avec des fluides n'ayant que de faibles pro- priétés de graissage, il est essentiel de réaliser un écoulement ou passage de fluide aussi intense que possible à travers le palier pour entretenir la pellicule de fluide,.et également pour refroidir ce palier.
. Des recherches ont montré que le type de rainure optimum
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pour l'obtention d'un tel écoulement du fluide est une rainure relativement peu profonde, dont la largeur représente trois fois ou plus sa profondeur par exemple. Pour obtenir un écoulement de fluide plus important, il semble judicieux de prévoir plusieurs rainures dans l'alésage. Ces rainures sont, de préférence, rap- prochées assez étroitement les unes des autres pour former en fait une seule rainure plus large comportant une ou plusieurs cloisons longitudinales étroites divisant la rainure en un certain nombre de sections ayant la même largeur. Les arêtes, au moins les arêtes extérieures des rainures sont de préférence chanfreinées pour permettre au fluide entraîné par l'arbre de pénétrer plus aisément dans le jeu ménagé'entre l'arbre et l'alésage du palier.
Suivant un agencement préférentiel, des canaux sont prévus pour permettre au fluide à basse pression d'accéder aux deux extré- mités du palier. Pour atteindre l'extrémité interne du palier quand le tourillon et la face de portée du pignon sont fabriqués d'une seule pièce, des re res reliant l'alésage du palier au côté admission de la pompe sont de préférence prévues transversa- lement à la face du palier. L'écoulement dans les rainures héli- coïdales peut s'effectuer en direction des faces latérales des pignons ou à l'écart de ceux-ci.
Dans le cas d'une pompe compor- tant des paliers monoblocs, le sens d'écoulement est de préférence étudié de façon que le fluide passe de l'orifice ou de l'ouïe d'admission vers les extrémités externes des paliers, puis traverse les rainures hélicoïdales en direction des faces latérales des pignons, et sorte par les rainures ménagées dans la'face du palier, pour revenir vers cet orifice d'admission. Ce sens d'écoulement évite les difficultés qui pourraient résulter d'un prélèvement du courant de lubrifiant à une zoné de forte turbulence, telle qu'il en existe à la base des dents des pignons du côté admission de la pompe.
Quand la pompe travaille comme moteur, les sens de
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rotation et d'écoulement sont inversés, de sorte que l'orifice qui est relié par les rainures ménagées dans la face des paliers aux extrémités internes de ces paliers devient l'orifice de sortie, qui forme de nouveau l'orifice basse pression.
Dans chaque cas, l'avantage inhérent à la méthode de graissage par rainures'hélicoïdales dans son application aux paliers d'une pompe réside dans le fait qu'elle permet à une grande quantité de fluide de traverser les paliers, sans réduire la capa- cité de la pompe comme cela est le cas quand le courant de lubrifiant est obtenu en dérivant une partie du fluide à la veine de refoule- ment pour l'envoyer vers les paliers.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe axiale de la pompe ainsi équipée.
La figure 2 est une vue en coupe transversale par la ligne 11-Il en figure 1, ne montrant pas les pignons de la pompe.
La figure 3' est une vue en coupe partielle par la ligne III-III en figure 2.
La figure 4 est une vue. en coupe à plus grande échelle montrant le profil de la rainure hélicoïdale. '
La pompe représentée sur les dessins comprend un carter en deux parties 1,2,délimitant une chambre 3 et présentant un embout d'admission 4 et un embout de refoulement 5. Les pignons 6 et 7 de la pompe sont respectivement solidaires des arbres 8 et 9, qui forment des tourillons appropriés.- Ces derniers sont supportés dans des coussinets 10, qui sont logés dans le carter et qui sont munis d'une manière en soi connue de brides terminales 11 maintenues en contact avec les faces latérales des pignons par là pression dé fluide fournie par la pompe.
Quand l'arbre 8 est entraîné de manière à faire tourner
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les pignons dans le sens de la flèche A (Figure 3), le liquide pro- venant de l'embout d'admission 4 est entraîné autour de la périphé- rie des pignons 6, 7 en direction de l'embout de refoulement 5, en opposition à la pression de charge.
La distribution de pression autour des deux pignons 6,7 engendre une force qui agit sur les paliers de chaque pignon dans la direction indiquée par les flèches
Le graissage permettant de supporter cette charge est obtenu, suivant une particularité de l'invention, grâce à la présen- ce de rainures hélicoïdales 12 qui s'étendent autour des alésages des paliers depuis leurs extrémités externes, dans les directions dans lesquelles tournent les tourillons, jusqu'aux extrémités internes des paliers, et qui couvrent un arc C qui est ouvert sen- siblement dans le même sens que la charge, comme indiqué par les flèces B.
Comme cela est mieux visible sur la figure 4, chaque rainure 12 est subdivisée, par des cloisons en forme de nervures 13, en trois rainures élémentaires adjacentes 12a, 12b, 12c, la largeur de chaque rainure élémentaire sur son côté supérieur ouvert repré- sentant de trois à quatre fois la profondeur de la rainure. Les parois des rainures élémentaires sont chanfreinées, comme montré. en 13a, 13b,puur faciliter le mouvement du fluide adhérant sur le tourillon de l'arbre, en vue de sa pénétration dans l'intervalle ménagé dans.l'alésage entre ce tourillon et la surface du palier.
Le fluide de travail à la pression d'admission de la pompe est admis aux extrémités externes des paliers par, des canaux 14, 15,ménagés dans le carter de pompe et aboutissant à des chambres 16 prévues à l'extrémité externe de chaque palier. Une chambre de distribution annulaire 17 ménagée à l'extrémité interne de chaque palier, communique avec l'embout d'admission 4 de la pompe par une rainure radiale 18, taillée dans choque bride 11 et ouverte vers les pignons de la pompe.
Grâce à cet agencement, quand la pompe fonctionne, les
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forces dues à la viscosité engendrent un courant de fluide de travail à la pression d'admission de la pompe, ce fluide traversant les pa- liers de la pompe dans la direction des flèches D, E, F, G, H (figure 3) à une vitesse qui, comme le montre la pratique, est ex- trêmement satisfaisante, même lors du pompage de liquides à faible viscosité.
Des. modifications peuvent être apportées aux détails de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Pompe à engrenage ou dispositif rotatif analogue pour l'acheminement d'un fluide, comportant une rainure hélicoïdale prévue dans l'alésage de l'un au moins des paliers, les deux extré- mités de cet alésage étant reliées à des points du carter de pompe supportant une pression équivalente, de sorte que la rotation de l'arbre dans le palier engendre un courant de liquide de travail le long de l'hélicoïde formé, afin que ce courant serve de lubrifiant et de liquide de refroidissement.