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fouilles et les paliers à coussinets à rotule respectivement.
Dans un palier à fouilles, un arbre rotatif est suppor-
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et élastiques qui occupent une position fixe dans le logement.
La rotation de l'arbre provoque une accumulation de pression d'air dans les espaces cunéiformes compris entre les surfaces de" fouilles et do 1 'arbre, ce qui a finalement pour effet de
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placements radiaux de l'arbre, Les paliers il fouille") ont également été propose:) pour une utilisation comme paliers de butée
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elles peuvent avoir une épaisseur de 0,006 mm par mm de diamètre de tourillon.
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palier. La pression maximale exercée dans la pellicule de fluide supportant le palier s'accumula dans la zone d'un espace libre d'une épaisseur minimale.
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sauf au voisinage immédiat des supports. La capacité de charge du palier est fonction du produit dos pressions engendrées et
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afin de permettre des mouvements orbitaux de l'arbre et une dilatation thermique différentielle des différents éléments.
Suivant la présente invention, on résout ce problème en remplaçant les fouilles minces ou les coussinets rigides respectivement des paliers connus par des coquilles relativement épaisses, mais toujours élastiques, et en soumettant ces coquilles & une flexion contrôlée dans les conditions opératoires du palier afin d'optimaliser la capacité de charge de ce dernier.
Telle qu'elle est utilisée dans la présente spécification, l'expression "coquille élastique" désigne une plaque, un coussinet ou analogues qui peut être courbe ou plat et dont l'épaisseur est calculée, par rapport à ses autres dimensions, de telle sorte qu'il puisse fléchir ou se cintrer généralement à la manière d'une poutre rigide sous l'influence des charges exercées par la pression d'un gaz et des charges portantes ou de réaction concentrées, tout en étant cependant suffisamment
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importantes de la pression d'un fluide produites lors de la mise en service en dessous de sa longueur non supportée comprise entre des points réagissant aux charges,de façon à pouvoir maintenir une pellicule de fluide d'une épaisseur pratiquement uniforme sur toute la longueur non supportée entre ces points réagisaux charges.
A cet égard, la coquille agit d'une manière complète-
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entre une feuille de ce type et une coquille montre que cette dernière peut avoir une épaisseur de l'ordre de 10 fois celle d'une feuille pour un palier à grand rendement comparable, si bien qu'elle possède une rigidité environ 1000 fois plus importante.
Un avantage supplémentaire du palier à coquilles réside dans le fait que, en raison de leur épaisseur relativement importante, les coquilles peuvent comporter des revêtements antifrictions pour
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par pulvérisation de plasma, ce qui est impossible avec les feuilles minces.
Suivant la présente invention, on prévoit un assemblage de palier à fluide comprenant deux éléments montés pour se déplacer l'un par rapport à l'autre, un de ces éléments étant destiné à supporter l'autre élément sur une pellicule de fluide formée entre ces éléments au cours du mouvement de ces derniers l'un par rapport à l'autre, un de ces éléments comprenant un organe d'ap-pui pratiquement rigide, plusieurs coquilles élastiques (du type défini ci-dessus) montées sur cet organe d'appui, chacune de ces coquilles comportant une surface qui s'étend dans le sens
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de l'autre élément avec laquelle elle définit un espace libre
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quille, ainsi qu'au moins deux organes réagissant aux charges pour chaque coquille et disposées des endroits espacés l'un de l'autre le long de cette dernière dans le sens du mouvement relatif,
tout en coopérant entre les coquilles et l'organe d'appui pour transmettre des charges de pression de gaz des coquilles à l'organs d'appui, ces organes réagissant aux charges pouvant se déplacer avec la coquille vers ou à l'écart de l'organe d'appui sous l'influence de changements survenant dans la pression exer-
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les, des charges de réaction ayant des amplitudes relatives prédéterminées et qui, en combinaison avec les charges de la pression de gaz, font fléchir les coquilles pour modifier le profil de l'espace libre.
Suivant la présente invention., on prévoit également un élément de palier pour un assemblage de palier à fluide du type décrit ci-dessus.
De préférence, la flexion est exercée en localisant
les organes réagissant aux charges entre les coquilles et le logement, de telle sorte qu'une partie prédéterminée de la pression du fluide réagisse à proximité du bord arrière de chaque coquille et que le reste de la charge radiale réagisse en un point situé entre les extrémités de chaque coquille. Conjointement avec la charge de la pression de fluide, ces réactions exercées entre les coquilles et les organes réagissant aux charges ont pour effet de soumettre les coquilles à une déformation par flexion qui modifie la configuration de ces dernières, de telle sorte qu'elles épousent plus étroitement la forme de la surface de l'élément supporte dans la zone de l'espace ayant l'épaisseur minimale, formant ainsi un espace d'une épaisseur plus uniforme sur une plus grande longueur de la coquille.
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coquilles suivant l'invention peuvent être utilisés comme paliers d'arbres, 5 la fois pour des charges radiales et des poussées exercées sur les arbres; ils peuvent également être utilisés comme paliers linéaires.
La pellicule de fluide prévue dans le palier peut être une pellicule d'un liquide ou d'un gaz. Toutefois, pour la plupart des appplications, la pellicule de fluide sera avantageuse-
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ce dernier, tandis que la pellicule de fluide est une pellicule d'air.
Les organes réagissant aux charges peuvent être des mécanisâtes élastiques, par exemple, des ressorts ou leurs équivalents pneumatiques ou hydrauliques, ou encore des mécanismes 3 leviers.
Suivant une caractéristique de l'invention, on prévoit un palier à fluide destiné à être utilisé avec un arbre rotatif et comprenant un logement, plusieurs coquilles (du type défini ci-dessus) montées dans ce logement et comportant chacune une surface qui, lors de la mise en service, est disposée face à une surface de l'arbre pour définir, avec cette surface, un espace
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pace dans lequel est formée une pellicule de fluide destinée à supporter l'arbre pour sa mise en rotation, ainsi que plusieurs leviers disposés entre le logement et les coquilles pour trans-mettre les charges de pression de fluide opératoires des coquilles au logement, chacun de ces leviers prenant appui sur le logement à un endroit, ainsi que sur la coquille respective en deux endroits espaces l'un de l'autre dans le sens de rotation de l'arbre et de part et d'autre de l'endroit mentionné en premier lieu. Les leviers peuvent être rigides ou dytiques, mais des leviers élastiques sont préfères, de façon que l'élasticité requise pour permettre les mouvements de l'arbre puisse être assu-
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de 1 'élasticité que doivent posséder les coquilles afin de fléchir pour épouser la forme de l'arbre.
Le levier peut se présenter sous la forme d'un levier
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lies dirigeas vers l'intérieur pour venir appuyer sur une coquille, ainsi qu'une saillie dirigée vers l'extérieur et qui
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entre les extraites du levier.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux extrémités de chaque esquille sont entaillées pour former des gradins de hauteurs différentes, de telle sorte que, lorsque les coquilles sont assemblées en une relation de chevauchement avec l'arbre dans le logement, un gradin soit forme entre le bord arrière d'une coquille et le bord avant de la coquille adjacente.
Telles qu'elles sont utilisées dans la présente spécification, les expressions "bord avant" et "bord arrière" définissent les extrémités des coquilles par rapport au sens du mouvement des surfaces l'une par rapport à l'autre.
Des formes de réalisation de la présente invention seront décrites plus particulièrement ci-après à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un palier réalisé conformément aux principes de la présente Invention;
les figures 2a, 2b et 2c sont des diagrammes illustrant respectivement les profit de l'espace libre d'un palier
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ainsi que la pression d'air créée dans cet espace lors de la mise on service;
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supporta pour tourner dans un logement 12 par l'intermédiaire d'une pellicule de fluide formée, lors de la mise en service, entre la surface do l'arbre et les surfaces de quatre coquilles
14. Le bord avant do chaque coquille est supporte par le bord arrière do la coquille précédente, définissant ainsi un gradin,
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arrière de chaque coquille.
Lors de la mise en service, tandis que l'arbre 10 tourne
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de rotation augmente, la pression créée dans la pellicule d'air s'élève jusqu'à ce qu'elle soulève la coquille a l'écart de l'ar- <EMI ID=26.1>
d'air des coquilles au logement on créant ainsi des charges de réaction qui agissent sur les coquilles on vue de modifier leurs
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D'un point do vue analytique, cette charge peut être considérée
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Cette charge A est transmise au logement via les leviers
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de réaction B et C, ainsi que sur le logement au point D. Les réactions exercées sur les coquilles en B et C ont pour effet
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compldtant l'équilibre des coquilles est exercée au point B où les deux coquilles se chevauchent.
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tions exercées sur la coquille peuvent avoir pour effet de former, on dessous dos coquilles, un espace libre d'un profil optimal pour une vitesse opératoire et une charge prévues do l'arbre,
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poutre* élastiques ot que l'on peut calculer les pressions d'air créées pour un espace libre de n'importe quoi profil donné, on peut calculer les dimensions des ressorts, ainsi que les posi-
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des coquilles, d'autres points do réaction peuvent Atre espacés
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Les figures 2a, 2b et 2c illustrent des courbes pour un palier d'un type spécifique qui sera décrit ci-après en se
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l'espace libre formé en dessous d'une coquille une charge nulle et en absence do rotation do l'arbre. On peut constater que l'espace libre est réduit h rien au bord arrière de la coquille.
La figure 2b illustre le profil de l'espace libre obtenu à la charge prévue et, comme on peut le constater, par suite des char- <EMI ID=37.1>
espace libre fixe [pound] 3 l'extrémité située entre la surface int6rieure radiale de la coquille et la surface extérieure radiale de l'arbre. Etant donné que le bord arrière de chaque coquille entre en contact avec l'arbre ou qu'un très faible jeu est ménagé entre ce bord et l'arbre au cours de la mise en service du pa-
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pour converger dans le sons de rotation de l'arbre, c'est-à-dire vers le bord arrière de la coquille, si bien que la rotation de l'arbre a pour effet de comprimer l'air en dessous des coquilles,
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bre sur une pellicule d'air au cours de sa rotation.
Dans cet exemple particulier, le rayon R de l'arbre
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ainsi que la hauteur [pound] du gradin au bord avant lorsqu'aucune charge n'est exercée sur l'arbre (autre qu'une charge préalable initiale) et tandis que ce dernier ne tourne pas, est de 0,101 mm.
Les coquilles elles-mêmes sont à leur tour supportées dans le logement 22 par des leviers à ressort courbes 28. Ces leviers à ressort sont localises chacun par rapport 3 une coquille et tout l'assemblage des coquilles et des leviers 1 ressort monté dans le logement est empêché de tourner par quatre broches
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les surfaces extérieures des coquilles et les leviers sont disposés de telle sorte qu'une des nervures vienne appuyer sur une
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que l'autre nervure vient appuyer sur la coquille adjacente en un point situé entre les extrémités de cette dernière. Chaque levier à ressort comporte également, sur sa surface extérieure radiale, une nervure semblable 38 destinée à entrer en contact avec le logement extérieur. De la sorte, les leviers à ressort peuvent appliquer, aux coquilles, la charge préalable nécessaire pour localiser l'arbre dans sa position de repos.
Lors de la mise en service, la pression d'air s'accumule en dessous de chacune des coquilles ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, créant ainsi une répartition de pression qui atteint
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Dès qu'une pression suffisante s'est accumulée pour surmonter la charge préalable excrète sur les coquilles, ces
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formant ainsi, en dessous des coquilles, une mince pellicule d'air sur laquelle l'arbre en rotation est supporte de la manière décrite ci-dessus.
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agissent de la manière suivante:
Tout mouvement radial de l'arbre a initialement
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fier directement la pression créée dans la pellicule d'air en dessous des coquilles. En conséquence, le mouvement de l'arbre
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du chevauchement des coquilles, un mouvement du bord arrière d'une coquille provoque un mouvement correspondant du bord avant de la coquille adjacente supportée sur ce bord arrière et la
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pièce dans le sens du mouvement de l'arbre, augmentant ainsi la charge exercée par le ressort sur un cote du palier, tout en réduisant celle exercée sur l'autre côte de ce dernier.
Etant donné qu'une réaction est exercée sur les coquilles par la nervure 34 formée sur chaque levier à ressort et venant appuyer directement sur la coquille, ainsi que par la nervure 36 venant appuyer sur cette dernière par l'intermédiaire de la coquille adjacente, un mouvement des coquilles provoque
un mouvement des points de réaction des leviers à ressort, t'està-dire les nervures 34 et 36 avec, pour résultat, une flexion des bras de levier entre les nervures 34, 36 et les points d'appui 38 des leviers sur le logement. Le moment de flexion ainsi produit dans le ressort engendre des réactions sur la coquille via les nervures 34, 36. Etant donné que ces réactions sont localisées en des points situés de part et d'autre de la charge de pression d'air résultante, elles font fléchir la coquille pour l'amener à épouser plus Miroitement la forme de l'arbre a proximité du bord arrière.
Moyennant un choix judicieux des longueurs des bras de levier entre les nervures 34, 36 et la nervure 38, ainsi que de la rigidité des coquilles et des ressorts, les charges de réaction exercées sur les coquilles peuvent être étudiées pour modifier la courbure de la coquille par rapport à celle de l'arbre et, partant, le profil de l'espace libre afin d'optimaliser ce profil comme le montre la figure 2b et obtenir ainsi une r�partion de pression aplatie du type illustre en figure 2c et pouvant avoir une pression maximale inférieure la pression de
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fié. Cette pression a pour effet d'accroître fortement la capacité de charge du palier sur une importante longueur des surfaces des coquilles.
Dès lors, on peut constater que, dans le palier de la présente invention, les coquilles ne,subissent pas la déformation ou le gondolage local important que présentent les feuilles très minces des paliers dans lesquels on utilise ces dernières, étant donné que leur rigidité est telle qu'elles peuvent supporter les charges de pression de fluide exercées entre les points de réaction sur les ressorts, une déformation plus générale étant produite dans la coquille.
Comme on peut le constater en figure 5, l'assemblage des coquilles dans le logement est complété par des bagues 40 qui viennent s'engager sur des saillies circonférentielles 42 prévues aux extrémités axiales de chaque coquille, ces bagues étant retenues dans le logement par des pinces ressort 44.
Le logement, les coquilles et les leviers ressort forment ainsi un élément de palier complet dans lequel l'arbre peut être adap-
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Théoriquement, on a constaté que l'on pouvait obtenir une force de sustentation plus importante en utilisant un plus petit nombre de coquilles de plus grande longueur et, bien que l'on puisse choisir n'importe quel nombre de coquilles, soit un nombre se situant entre 3 et 12, la Demanderesse a constaté qu'il était avantageux d'utiliser quatre coquilles. Avec quatre coquilles partiellement cylindriques, on peut constater que, si,
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avant des coquilles, les points de tangente où les coquilles entrent en contact avec l'arbre seront situes aux bords arrière de ces coquilles en absence de charge.
Bien que, dans la description ci-dessus, les coquilles aient un rayon de courbure constant, à l'état libre, elles peu-
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porte quelle loi appropriée, par exemple, une loi cubique, tandis que la hauteur des gradins pourrait dès lors être choisie
en conséquence.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'épaisseur des coquilles est de 3,556 mm, tandis que la vitesse de l'arbre pour lequel le palier est conçu, atteint 10.000 tours/minute seulement. Pour des vitesses plus élevées et des charges plus importantes, l'épaisseur des coquilles est de l'ordre de 0,060 mm par mm de diamètre de l'arbre.
Dans d'autres formes de réalisation, les organes réagissant aux charges peuvent avoir différentes formes. Par exemple, <EMI ID=53.1>
dytiques non assemblés de différentes forces en vue de produire doit réaction" proportionnelles aux différent* points lors-
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que les coquilles présentent une certaine élasticité et que les supporta leur appliquent une flexion contrôlée afin d'optimali-
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Les coquilles 40 sont supportées dans des éléments
de localisation de leviers a ressort 42 qui entourent leurs ex-
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tement en contact avec les coquilles, tondis qu'une nervure supplémentaire 50 est formée sur leur face dorsale pour entrer <EMI ID=57.1>
vure SO.
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res et l'arbre. Parmi les oxydes appropriés pour une mise en
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on mentionnera l'oxyde de chromo, l'oxyde de cobalt ou une combinaison d'oxyde de nickel et d'oxyde de chrome, la couche d'oxyde pouvant avoir une épaisseur comprise entre 0,0508 et
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éventuellement sur la surface de l'arbre.
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férieures, on pourrait utiliser d'autres revêtements antifrictions appropriés connus.