Dispositif obturateur d'une boîte à graissage automatique d'un palier destiné à empêcher une déperdition de lubrifiant le long de l'arbre tournant dans ce dernier. La présente invention a pour objet nu dispositif obturateur d'une boîte de gr ais- -abe automatique d'un palier destiné à em pêcher une déperdition de lubrifiant le long -le l'arbre tournant dans ce dernier.
On connaît déjà beaucoup de dispositifs riestinés à atteindre<B>le</B> même but et qui ont pu donner des résultats satisfaisants- pour des arbres tournant à des vitesses sensiblement constantes dans des paliers fixes.
La solution (lu problème se présente toutefois de toute autre façon dans le -cas d'arbres tournant dans des paliers mobiles tels que, par exem ple, des essieux de véhicules de chemins de fer, qui sont soumis à des chocs, à des dépla- (lements longitudinaux dus aux jeux entre la fusée et le coussinet; à des mouvements de basculement et aux effets .de -la force centri- fuge dans des courbes. D'autre part, des ar bres tels que des essieux de matériel rou lant tournent à des vitesses continuellement différentes.
Jusqu'à ce jour, les dispositifs qui ont donné le plus de satisfaction dans les boîtes d'essieux -de chemins de fer pour empêcher la déperdition de lubrifiant le long de l'essieu étaient constitués par une cuvette simple ou .double, pourvue dans certains cas, -de rainu res circulaires à sa périphérie pour empêcher le lubrifiant,de passer .sur sa face arrière.
On a toutefois constaté qu'à certaines vitesses auxquelles l'action de la force centrifuge n'est plus suffisante pour détacher les parti cules de lubrifiant du bord -de la cuvette, malgré les précautions précitées, le lubrifiant s'étend graduellement @par-dessus la périphé rie de la cuvette et finit par atteindre la face arrière de cette dernière et s'échapper le long de l'essieu.
La présente invention a pour objet un ,dispositif permettant d'éviter les inconvé nients précités. Il comporte deux arêtes circu laires .de diamètres différents situées à une ,distance déterminée 'l'une de l'autre et un es- pace collecteur formé entre elles, la forme de cet espace, ainsi que la disposition et les di mensions relatives des deux arêtes, dont celle de plus grand diamètre est celle .sur laquelle le lubrifiant arrive en premier lieu, étant telles que, lorsque la vitesse de rotation est suffisamment grande, la, projection du lubri fiant, sous l'action de la force centrifuge, a lieu sur ou à proximité de l'arête -de plus grand .diamètre,
tandis que lorsque la rota tion est insuffisante pour .obtenir cet effet, le lubrifiant s'écoule également sur cette arête, en raison de l'action de l'adhésion et de la gravité, sans passer sur l'arête de plus petit diamètre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention, appliqué à une boîte .(l'essieu de chemin de fer.
La fig. 1 est une vue partielle d'une coupe longitudinale d'une boîte d'essieux pour véhi cule de chemin de fer, montrant une pre mière forme d'exécution du,dispositif; Les fig. 2 et 3 sont des vues analogues à la fig. 1 montrant deux autres formes d'exé cation du dispositif; La fig. 4 est une vue de détail de la fig. 1, à plus grande échelle.
Avant, de passer à l'examen détaillé du Messin, il est nécessaire, pour bien compren dre l'invention, de donner ci-après les résul tats d'expériences auxquelles il a été pro cédé.
Un disque plan fixé sur un arbre projette le lubrifiant sur les parois de la boîte qui l'entourent à toutes les vitesses auxquelles l'action de la force centrifuge est plus forte que l'attraction moléculaire entre le lubri fiant et le métal. De là, ce lubrifiant. peut être ramené par des canaux appropriés au réservoir situé à l'intérieur de<B>19,</B> boîte, de s*orte que si l'arbre tourne toujours à grande vitesse, lin simple disque fixé sur -lui suffit entièrement pour empêcher une déperdition de lubrifiant.
A des vitesses de rotation moins grandes de -l'arbre, il arrive un mo ment où l'attraction moléculaire est plus grande que l'action de la force centrifuge et le lubrifiant tend à rester sur le disque, seul le surplus étant projeté sous un angle qui dé pend de la vitesse de rotation.
Dans les con ditions précitées, le lubrifiant .s'amasse sur la partie périphérique du disque -et en rai son de la gravité et de l'adhésion, surtout si la vitesse de rotation :de l'arbre diminue, il tend à s'écouler ou à passer sur la face du disque éloignée du coussinet @et. à s'échapper de cette façon :de la boîte.
Si on ;dispose un second disque plan sur l'arbre à une certaine distance du premier et que la distance entre les disques est ex cessive, on n'obtient. aucun avantage, car le lubrifiant passe de la façon décrite plus haut par-dessus le premier disque, arrive sur l'ar bre et passe ensuite de la même manière par-dessus le second disque.
Si, d'autre part, on place deux disques plans trop près l'un -de l'autre, on n'obtient de nouveau aucun avantage, car l'attraction moléculaire est trop grande. Il s'ensuit que l'espace entre les disques reste toujours rem pli de lubrifiant .excepté aux très grandes vi tesses de l'arbre et les deux disques agissent\ exactement. -comme un simple disque.
Si les bords des deux disques sont espa cés -de telle manière que la distance entre eux correspond à peu près à la .distance moyenne entre les deux .cas .extrêmes préci tés, l'espace entre les disques tend à se rem plir de lubrifiant, mais dès qu'un anneau de lubrifiant est formé dans l'espace collecteur entre les disques, la. couche superficielle de cet anneau se rompt -et le hibrifiant est chassé par force centrifuge, car le noyau de l'anneau -de lubrifiant est suffisamment éloigné des surfaces adjacentes des -disques pour permettre à la force centrifuge de vain cre l'adhésion.
Ceci n'est toutefois le cas qu'à condition que les diamètres des disques soient suffisamment plus grands que le diamètre de l'arbre, de .sorte que @le noyau de l'anneau de lubrifiant soit suffisamment éloigné .de l'ar bre pour éviter que l'adhésion entre l'arbre et le lubrifiant. n'intervienne -dans l'action pré citée..
Avec cette disposition des .disques, même à @de faibles vitesses, -on arrive à .em pêcher de manière efficace le passage du lu brifiant au delà du disque le Élus éloigné du palier, parce que l'espace entre les deux dis ques ne se remplit jamais complètement, le lubrifiant étant évacué en un flot continu dans un plan situé entre -les deux disques. Il ne peut @de ce fait pas s'amasser de lubri fiant sur les périphéries -des deux disques pendant la rotation -de l'arbre.
Lorsque les .deux disques sont du même diamètre, l'anneau -de lubrifiant se rompt naturellement .sous l'influence .de la force centrifuge dans un plan situé au milieu en tre 'les deux disques. Si l'un .des disques est de diamètre sensiblement plus grand que l'autre, la rupture aura lieu plus près du plus grand disque, ensuite -de l'adhésion. Il suit qu'il est préférable que le disque situé le plus près du coussinet soit de plus grand diamètre que l'autre disque.
Les disques peuvent être établis en tôle par estampage. Il suffit que l'un d'eux soit, par exemple, monté à chaud ou d'une autre manière appropriée sur l'essieu, tandis que l'autre peut être fixé au premier par des ri vets, par soudure ou d'une autre manière. Il est. évident toutefois que les deux -disques peuvent être fixés séparément sur l'axe si on le désire.
Dans certains cas, il est avantageux de donner au disque situé le plus près du cous- ,;inet la forme d'une cuvette, de manière qu'il surplombe le coussinet. D'autre part, l'un ou l'autre,des disques ou les deux peu vent être de forme tronconique ou sensible ment tronconique.
La distance correcte entre - les bords des deux disques ainsi que la profondeur mini- male de l'espace situé entre ces bords peuvent être calculées mathématiquement, mais ces calculs ne peuvent s'appliquer chaque fois qu'à un lubrifiant @de qualités :définies, -à une température définie et à un métal. Ils sont basés sur 'les proportions particulières de l'ar bre et,des disques et nécessitent l'emploi de (,oefficients qui ne peuvent pas être nette- ment déterminés.
Toutefois, de simples essai permettent une détermination rapide des di mensions correctes des disques et. de l'espace nécessaire entre eux, pour chaque cas parti culier.
En référence à la fi-. 1 du dessin. le disque D situé le plus près du -coussinet e z;t de plus grand diamètre que le disque E qui en est éloigné. Le .disque D est fixé sur l'es sieu, le disque E étant porté par 'le disqiv- D. Dans cette forme d'exécution, le disque<I>D</I> comporte un manchon 10 permettant. la fix.@- tion -du disque à chaud ou d'une autre ma nière sur l'essieu, une partie 12 faisant sail lie extérieurement à angle droit par rapport au manchon, une partie 14 continuant la par tie 12 et inclinée à un angle convenable dan:
la direction du coussinet 13, de manière surplomber son extrémité adjacente et un bord 16 formant la continuation de la. parti < 14 et située dans un plan parallèle à celui de la partie 1.2. Le disque E est plan et dis posé sur le manchon 10 du disque D. Il est fixé sur la partie 12 de ce disque D. D'au tre part, le disque E est de plus petit diâ- mètre -que le disque D et ensuite de -l'incli naison précitée de la partie 14 -du disque D.
-un espace collecteur annulaire 18 est formé entre les deux -disques, dans lequel -du lu brifiant peut s'amasser et duquel il est éva cué de la façon précitée.
Cette forme d'exécution présente l'avan tage particulier de permettre d'empêcher le passage -du lubrifiant derrière le disque à n'importe quelle vitesse de rotation et même à l'arrêt. Ce fonctionnement est expliqué en référence à la fig. 4 du dessin.
Lorsque l'essieu C tourne à grande vitesse et que de l'huile arrive dans la cuvette D. elle est amenée par la force centrifuge sur le bord 16 et de là projetée radialement. comme indiqué en lignes brisées en x, contre les parois de la boîte. Si la vitesse diminue. il arrive un moment où, en raison de l'adhé sion au métal, et de l'action de la gravité. l'huile ne se détache que difficilement du bord 16, de sorte qu'il se forme sur lui un bourrelet,cl'hüile .qui ne se rompt due lorsqu'il a atteint un certain volume, comme indiqué en traits mixtes .en y.
Si, à ce moment, la vitesse -diminue encore, 3a gravité agissant sur la masse d'huile est plus forte que la force centrifuge agissant sur elle et le lu brifiant accumulé sur le bord. 16 s'écoule sur les deux faces de ce .dernier. Une partie re tourne à l'intérieur de la cuvette et l'autre partie s'étend dans l'espace collecteur 18.
Lorsqu'il s'en trouve une quantité suffisante dans cet espace, l'anneau de lubrifiant ainsi formé se rompt, ainsi que cela a. été expli qué dans l'introduction @de -la description, et cette rupture a lieu à proximité du bord 16 en raison de -l'influence de l'adhésion. comme indiqué en pointillé en r.
L'endroit du pourtour du disque, à par tir duquel les projections indiquées en x, y et z sur la fig. 4, ont lieu, dépend de la vi tesse de rotation @de l'essieu C et de la visco sité du lubrifiant.
Si, dans les conditions décrites en der nier lieu, la rotation de -l'essieu ces.se,'le lu brifiant contenu dans la cuvette D de même que celui se trouvant dans l'espace collecteur 18 s'écoulent .en 25 par le point le plus bas clé la cuvette D, comme indiqué en lignes bri sées .en v. En tenant compte de @la viscosité clé l'huile, l'inclinaison de la partie 14 et les dimensions du disque E doivent donc être telles, que l'huile se trouvant dans l'espace ,col lecteur s'écouleverslepoint 25, sans passer sur la surface périphérique du disque E,
en rai son des actions combinées de la gravité et,de l'adhésion. Comme l'huile ne dépasse jamais l'arête intérieure du :disque E, elle ne peut pas arriver sur l'essieu C la face arrière -du disque restant toujours sèche.
Cette forme d'exécution présente, d'autre part, l'avantage de permettre l'application du dispositif dans des boîtes dans lesquelles on dispose de fort peu de place, grâce au fait que l'extrémité du coussinet peut être logée dans la cuvette D. On évite aussi dans les modèles ,dans lesquels la partie E arrive à proximité du logement destiné à recevoir un organe empêchant la pénétration de pous sières, un écoulement, d'huile dans ce loge- ment. Dans certains cas, on peut supprimer le manchon 10 et placer le -disque sur un épau lement -de calage de l'arbre C.
L'expérience a montré que les meilleurs résultats sont généralement obtenus lorsque la partie 14 @du -disque est inclinée approxi mativement de 20 par rapport à l'axe de ro tation du disque.
Dans la fig. 2 du dessin, la disposition est sensiblement la même que dans la fig. 1. Toutefois, .dans cette forme d'exécution, le disque D', est plan et fixé -de manière appro priée sur une partie 20 du disque E'. Cette partie fait saillie extérieurement par rapport à un manchon 22 -de ce disque qui est fixé de manière convenable sur l'essieu C.
Le -dis que E' comporte une partie 24 formant la continuation de la partie 20 et inclinée exté rieurement à un angle convenable par rap port au disque D' -de manière à former en tre les deux disques un espace -collecteur an nulaire 18' dans lequel @du lubrifiant peul: s'amasser et :duquel il est évacué comme dans la fig. 1. Dans cette forme d'exécution, le -disque D'est .de plus grand diamètre que le disque E'.
La forme d'exécution représentée à la. fi-. 3 est semblable à .celles représentées aux fig. 1 et 2 -et comporte un disque D" muni d'un manchon 10" et une partie 12" plane faisant saillie extérieurement et disposée à angle droit par rapport au manchon, taudis ,que le disque E", qui est plan, est disposé sur le manchon 10" du disque D" et fixé i't une certaine distance de la partie 12" du dis- que <I>D"</I> formant ainsi un espace collecteur annulaire 18" entre les .deux disques dans le quel du lubrifiant peut s'amasser et. duquel i'_ peut être évacué de la manière précitée.
Le disque D" est aussi, dans cette forme d'exé cution, de plus grand diamètre que le diç#- que E".
Dans toutes les formes d'exécution dP- crites, lorsque la rotation du disque cesse, le lubrifiant contenu dans l'espace - collecteur entre les deux disques s'égoutte par la partie inférieure du dispositif et en- raison de l'ad- hésion, l'égouttage aura lieu sur le bord du disque de plus grand diamètre, qui est le disque intérieur, ,de sorte que lors de la re mise,en marche, .aucun lubrifiant ne se trou vera sur le bord du disque de plus petit dia mètre et n'aura tendance à passer sur sa face arrière pour arriver sur l'essieu.
<B>Il</B> est bien entendu ,que -des modifications de détail peuvent être apportées à la forme ( t à la disposition des -disques l'un par rap. port à l'autre, sans pour cela-sortir du cadre de l'invention.
De la. description qui précède, il ressort que par le terme disque, on entend ici aussi bien un disque plan qu'un disque creux (en forme -de cuvette, pas exemple).
Dans le cas de boîtes traversées de part en part par l'arbre, il peut y avoir une paire de disques de chaque côté & la boîte.