Palier à auto-graissage. La présente invention se rapporte à un palier à auto-graissage, tel qu'il peut par exemple servir dans le matériel roulant des chemins de fer.
Suivant l'invention, le palier comporte un réservoir à huile dont la partie supérieure formant chambre à air est séparée de l'at mosphère de façon à ce qu'une dépression puisse y être maintenue, ce réservoir com muniquant, d'autre part, à sa partie inférieure, avec une chambre à huile d'où l'huile est amenée aux surfaces de portée du palier par des moyens d'alimentation à effet capillaire. Do préférence, le réservoir à huile est en plus grande partie disposé au-dessus du ni veau du point le plus bas de l'ouverture par laquelle de l'huile est amenée aux surfaces de portée du palier, et une chambre à ex pansion peut être prévue en connexion avec la chambre à huile pour augmenter l'aire effective de celle-ci en vue d'éliminer ou réduire des variations dans le niveau de l'huile d'alimentation.
Les fig. 1, 2, 3 du dessin ci-joint repré sentent, à titre d'exemple et en coupe trans- versale, trois formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Le palier représenté à la fig. 1 comporte un coussinet de support 1 entourant un tou rillon 2 d'un arbre ou essieu rotatif. Le cous sinet 1 est monté dans un collier 3 venu de fonte avec la boîte de palier et ayant une ouverture 4 communiquant avec une chambre de lubrification 5 occupant un côté de la boîte de palier. L'autre côté de celle-ci forme un réservoir à huile 6 communiquant, par un conduit 7 passant sous le collier 3, avec une ouverture d'alimentation d'huile 8 prévue dans la partie inférieure de la chambre de lubri fication 5, cette partie inférieure constituant une chambre à huile 9.
Une chambre à huile; à expansion, 10, est disposée à côté de la chambre à huile 9 avec laquelle elle communique par une fente 11 pour y maintenir le même niveau d'huile que dans la chambre 9. Toute la chambre de lubrification 5 ainsi que la chambre à huile 9 sont garnies d'une matière d'alimen tation d'huile à effet capillaire, 12, telle que de l'étoupe, qui peut être enlevée et remplacée après avoir dévissé les vis 13 et enlevé le couvercle 14 recouvrant l'ouverture d'intro duction supérieure de la chambre de lubri fication 5.
L'huile est portée par les canaux capil laires de la matière 12 à l'ouverture de lubri fication 4 et de là au tourillon 2. La quan tité d'huile ainsi amenée au tourillon 2 dé pend de l'aire de section transversale totale de la matière d'alimentation capillaire au niveau 15 de la provision d'huile dans la chambre à huile 5, de l'élévation de l'huile qui incombe à ladite matière, c'est-à-dire de la différence de niveau entre l'ouverture 4 et la provision d'huile dans la chambre à huile 9, et de la viscosité et d'autres qualités de l'huile employée, suivant les conditions de lubrification du tourillon.
La boîte de palier est pourvue, dans une de ces parois, d'un conduit de remplissage d'huile 16. Ce conduit se raccorde en haut à une embouchure élargie 17, disposée au- dessus du réservoir à huile 6, et ce conduit descend dans celui-ci jusqu'au niveau 15 au quel on désire maintenir l'huile dans la cham bre à huile 9.
La signification de ces dispositions sera comprise en considérant les conditions qui se manifestent dans le cas où l'embouchure 17 du conduit de remplissage d'huile 16 serait hermétiquement fermée. Dans ces conditions, le niveau d'huile dans la chambre à huile 9 serait déterminé par le niveau plus élevé dans le conduit de communication 7, c'est-à-dire qu'il correspondrait au niveau 19 de la por tion inférieure du collier 3, attendu que de l'huile s'élévant dans la chambre à huile 9 au-dessus de ce niveau scellerait le conduit 7 et empêcherait le passage d'air dans la par tie supérieure du réservoir à huile 6 hermé tiquement fermé.
L'embouchure 17 dit conduit de remplis sage d'huile 16 n'est pas hermétiquement fermée, mais établit une libre communication entre le niveau 15 dans le réservoir à huile 6 et l'atmosphère extérieure. La pression sta tique au niveau 15 dans le réservoir à huile est ainsi identique à la pression à l'extrémité inférieure 20 du conduit 16 et l'huile dans les deux espaces communiquants s'élèvera par suite au même niveau.
Un abaissement du niveau de l'huile dans le réservoir à huile occasionnera un faible abaissement du niveau de l'huile à l'extré mité inférieure 20 du conduit 16 jusqu'à ce que suffisamment de bulles d'air aient passé sous l'extrémité 20 dans la portion supérieure du réservoir à huile pour y faire monter le niveau de l'huile au niveau 15, auquel mo ment les conditions d'équilibre sont de nou veau rétablies.
La pression régnant dans l'espace au- dessus du niveau d'huile 21 dans le réservoir à huile 6 s'ajustera ainsi automatiquement de façon que la colonne d'huile entre les niveaux d'huile 15 et 21 plus la pression dans l'es pace au-dessus du niveau d'huile 21 est égale à la pression atmosphérique. En choisissant judicieusement la hauteur de l'ouverture in férieure du conduit de remplissage d'huile 16, il est possible de commander la hauteur du niveau d'huile dans la chambre à huile 9 en dépendance des besoins du palier.
Le réservoir à huile 6 est encore pourvu d'un dispositif d'aérage pour assurer des con ditions de pression uniformes dans le réser voir à huile et empêcher tout dérangement dans sa fermeture hermétique pendant le fonc tionnement normal du palier. Le dispositif d'aérage comporte un bouchon de support 23 vissé à joint étanche dans un bossage 23a, de la paroi supérieure 24 du réservoir à huile et portant un tube d'aérage 22 en forme de U, dont la branche plus longue 25 s'étend à travers le bouchon 23 et se termine au-dessus du réservoir à huile, mais à un niveau sen siblement plus bas que l'embouchure 17 du conduit de remplissage 16, taudis que sa branche plus courte 26 s'élève jusqu'à proxi mité de la paroi 24,
la partie coudée de ce tube étant immergée dans le bain d'huile jusqu'au-dessous du niveau 15 qui est main tenu dans la chambre à huile 9. Un chapeau 28 et un couvercle articulé 29 empêchent la saleté d'entrer dans les ouvertures ouvertes du conduit de remplissage d'huile 16 et de la longue branche 25 du tube d'aérage.
Le fonctionnement du tube d'aérage sera compris en considérant les conditions qui se présentent pondant le remplissage ordinaire du résevoir à huile 6, le premier remplissage pouvant se faire après dévissage du bouchon 23 par introduction d'huile à travers le bos sage 23a. Comme l'ouverture 8 qui mène du conduit de communication 7 à la chambre à huile 9 est dans une certaine mesure bouchée par la matière d'alimentation d'huile à effet capillaire, l'opération de remplissage peut être effectuée sans donner lieu à une montée ex cessive de l'huile dans la chambre à huile 9. Après le remplissage du réservoir, le bouchon 23 est remis en place en veillant à une fer meture étanche de celui-ci.
Les conditions de pression dans le réservoir à huile 6 et le fonctionnement du palier dépendent entière ment des soins avec lesquels le desservant a fermé le bossage 23a.
Il a été trouvé très désirable de rendre le palier libre de toutes conditions aléatoires, notamment en raison du fait que son bon fonctionnement dépend de la fermeture étanche du réservoir à huile. Le tube d'aérage 22 sert à rendre le palier indépendant de l'attention du desservant et à maintenir automatique ment des conditions de pression uniformes pendant tout le fonctionnement. On supposera que le tube d'aérage 22 ait ses branches 25, 26 partiellement remplies d'huile et que l'huile dans le réservoir à huile 6 ait été consommée jusqu'au niveau 15. Dans ces conditions, de l'air passera librement sous l'extrémité 20 du conduit de remplissage 16 dans la partie supérieure du réservoir à huile 6. En rem plissant de nouveau le réservoir 6, de l'huile est introduite dans l'embouchure 17 du con duit 16 qu'elle remplit dans toute sa hauteur.
Par suite de la pression dé la colonne d'huile dans le conduit 16, l'huile coulera dans le réservoir à huile 6 en comprimant l'air se trouvant dans la partie supérieure de celui- ci et en faisant déplacer l'huile contenue dans la branche courte 26 du tube d'aérage de façon à la refouler par la branche longue 25, jusqu'à ce que l'huile ait rempli tout l'espace du réservoir à huile 6, l'air étant expulsé par le tube d'aérage 22 et suivi d'une por tion de l'huile fraîche amenée, jusqu'à ce que celle-ci déborde à l'extrémité ouverte de la longue branche 25 du tube d'aérage.
Le mouvement d'huile par le conduit de remplissage 16 dans le réservoir à huile 6 a lieu par suite de la pression de la colonne d'huile dans le conduit 16 et, bien entendu, cette pression agit pendant l'opération de rem plissage aussi sur l'huile dans la chambre à huile 9, tendant à faire élever le niveau d'huile dans celle-ci, mais elle est incapable de produire cette élévation en raison de la faible capacité de conduire l'huile de la ma tière d'alimentation à effet capillaire bouchant l'ouverture 8 qui y mène.
Après que l'opéra tion de remplissage a été exécutée et que l'huile occupe tout l'espace du réservoir à huile 6, les colonnes d'huile dans le conduit 16 et dans la longue branche 25 du tube d'aérage exercent une pression sur l'huile dans la chambre à huile 9 et, dans un rela tivement court laps de temps, la faible quan tité d'huile formant ces deux colonnes fera monter légèrement le niveau de l'huile dans la chambre à huile 9, jusqu'à ce que tous les niveaux se trouvent en condition d'équilibre. La monté totale du niveau d'huile dans la chambre à huile 9 sera cependant relative ment faible par suite de la grande surface du niveau d'huile dans la chambre à expan sion 10. La consommation d'huile dans le palier fera que le niveau d'huile normal 15 sera bientôt atteint.
La dépression produite dans le réservoir 6 entraîne suffisamment d'huile de la branche courte 26 du tube d'aé- rage 22 pour amener le niveau d'huile dans la longue branche 25 à peu près au niveau 15, lorsque le réservoir 6 est plein, et après cela la différence de niveau dans les deux branches du tube d'aérage s'ajustera d'elle- même en dépendance de la pression d'air dans le réservoir 6.
Aux fins de remplissage et pour d'autres raisons encore, il convient de monter en charge un récipient à huile 31 au-dessus du réser voir 6, ce récipient étant relié par un tuyau flexible 32, à joint étanche, au conduit de remplissage 16. De cette façon, la pression de la colonne d'huile de remplissage peut être augmentée pour déterminer une accélé ration de l'opération de remplissage, abstrac tion faite de la possibilité de remplir le ré servoir quand le niveau d'huile dans celui-ci est sensiblement plus élevé que le niveau normal 15. Dans la forme d'exécution de la fig. 2, le conduit de remplissage et le tube d'aérage sont réunis en un seul dispositif amovible 33 qui comporte un bouchon fileté 34 vissé dans un trou 35 de la paroi supérieure du réser voir à huile 6 et formant une fermeture étanche.
Le bouchon 34 est muni, en bas, d'un tube de remplissage 36 descendant jus qu'au niveau d'huile 15 et, en haut, d'une tubulure 37 pour recevoir l'huile. Avec cette partie est combiné un tube d'aérage en U dont la longue branche 38 passe à l'intérieur du tube de remplissage 36 et communique en 39 avec l'extérieur, tandis que sa branche courte 41 monte presque jusqu'à la paroi su périeure 24 du réservoir à huile 6. Un cha peau 42 recouvre les extrémités ouvertes du tube de remplissage et du tube d'aérage pour empêcher l'entrée de saleté et il est disposé de manière à maintenir à son intérieur ap proximativement la même pression que l'at mosphère ambiante.
Le fonctionnement de cette construction est semblable à celui du premier exemple. La longueur du tube ou conduit de rem plissage 36 peut être étendue jusqu'à un point situé au-dessous de la portion inférieure 19 du collier 3, auquel cas le dispositif 34 sert seulement à permettre le remplissage d'huile dans le palier sans déranger sa fermeture hermétique. Dans ce cas, le niveau d'huile de fonctionnement dans la chambre à huile 9 serait déterminée par la portion inférieure du collier 3. Dans l'exemple de la fig. 3, un tube d'aé- rage 45 est monté sur un bouchon 46 qui est hermétiquement fixé dans une ouverture 47 de la paroi latérale 18 du réservoir à huile 6 par l'intermédiaire de vis 49.
Le tube d'aé- rage 45 comprend, d'une part, un coude 51 qui est disposé au-dessous du niveau de pres sion atmosphérique 15 dans le réservoir à huile 6 correspondant à la hauteur de l'ex trémité inférieure du tube ou conduit de rem plissage 36 et, d'autre part, deux branches 52, 53 s'étendant, l'une dans la partie supé rieure du réservoir à huile et, l'autre, à l'air extérieur. La branche 53 qui mène à l'atmos phère extérieure s'étend, au moins partielle ment, au-dessus du niveau de pression atmos phérique 15 dans le réservoir 6 et est pour vue d'un robinet de fermeture 54.
Il n'est pas nécessaire de faire monter la branche 53 du tube d'aérage qui conduit à l'extérieur bien plus haut que le niveau de pression atmosphérique 15 dans le réservoir à huile, attendu que le niveau d'huile dans cette branche se trouve art susdit niveau 15 peu après que l'opération de remplissage est terminée. Avec la consommation d'huile dans le palier et la baisse graduelle de l'huile dans le réservoir 6, la dépression dans l'espace au-dessus de l'huile dans le réservoir 6 di minue et l'huile qui est retenue dans le tube d'aérage 45 en est lentement évacuée par la branche de tube 53 conduisant à l'atmosphère extérieure. Ceci n'affectera nullement la fer meture hermétique de l'espace dans le-réser voir à huile.
Il est toutefois préférable d'évi ter l'égouttage lent de l'huile de l'extrémité ouverte de la branche 53 et c'est aussi dans ce but que celle-ci est pourvue du robinet 54 qui est ouvert pendant l'opération de rem plissage et est fermé pendant le fonctionne ment normal du palier. Le robinet 54 n'est pas appelé à maintenir la dépression dans le réservoir à huile, celle-ci étant maintenue par suite des hauteurs relatives des branches du tube d'aérage, c'est-à-dire que la dépression dans la partie supérieure du réservoir à huile 6 tend à maintenir unie colonne d'huile dans la branche 45 dut tube d'aérage.
Le robinet 54 est principalement employé pour éviter les fuites ou écoulements d'huile du tube d'aé- rage qui se produiraient à mesure de la con sommation de la provision d'huile.
On a trouvé que la résistance addition nelle à l'entrée d'huile dans le réservoir qui est occasionnée par la présence du conduit d'aérage fait désirer une construction parti culière des moyens de remplissage de faon à permettre d'accélérer l'opération de rem plissage pour l'effectuer dans un court laps de temps. A cet effet, les moyens de rem plissage comportent, en combinaison avec le conduit de remplissage 36, un dispositif pour injecter de l'huile dans le conduit de rem plissage 36 sous une pression augmentée. Ce dispositif consiste en une simple pompe aspi rante et foulante 55 dont le tuyau d'aspira tion plonge dans un récipient à huile 56 et dont le côté de refoulement est relié parle tuyau flexible 57 au conduit de remplissage 36, par le moyen d'un bouchon étanche 58.
La pression de la colonne d'huile de rem plissage est de cette façon augmentée et on obtient par là une accélération de l'opération de remplissage, abstraction faite de la possi bilité de remplir le réservoir à un niveau quelconque de l'huile y contenue.