Dispositif de lubrification La présente invention se rapporte à un dispositif de lubrification comprenant un arbre creux rotatif pourvu d'un système de cuiller fournissant une com munication de fluide vers l'intérieur et/ou l'extérieur à travers un trou pratiqué dans la paroi de l'arbre, ce système de cuiller faisant saillie sur cet arbre pour former un conduit d'admission avec le trou.
Suivant l'invention, ce dispositif se caractérise en ce qu'un ajutage est placé à l'extérieur de l'arbre pour diriger un courant de lubrifiant dans le système de cuiller sur un parcours sensiblement tangent à l'arbre et sensiblement en ligne droite en sens inverse du sens de rotation de l'arbre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif suivant l'inven tion et des variantes de détail.
Les fig. 1 et 2 sont des vues en coupe de ladite forme d'exécution du dispositif de lubrification et montrent un palier antifriction logé entre des arbres creux concentriques rotatifs, la fig. 1 étant une coupe faite par 1-1 de la fig. 2.
La fig. 3 est une coupe d'une saillie typique en forme de cuiller.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe d'un arbre rotatif creux.
La fig. 5 est un schéma d'interception du courant de lubrifiant.
La fig. 6 est une vue en coupe faite par 6-6 de la fig. 2.
La fig. 7 est une vue en coupe transversale d'une variante dans laquelle le système de cuiller pour le lubrifiant fait partie intégrante de l'arbre rotatif creux.
La fig. 8 est une vue en coupe transversale d'une autre variante dans laquelle le système de cuiller est constitué par des trous, percés dans l'arbre à l'aligne ment de saillies d'une chemise d'arbre.
La fig. 9, enfin, est une coupe faite par 9-9 de la fig. 8. La forme d'exécution du dispositif de lubrifica tion représentée en fig. 1 comprend un arbre rotatif interne 2 qui peut tourner autour. d'un axe 3 et est logé à l'intérieur d'un arbre rotatif externe 4 auquel il est sensiblement concentrique. Les arbres 2 et 4 peuvent tourner dans le même sens ou dans des sens opposés. Ils sont espacés l'un de l'autre et supportés l'un par rapport à l'autre par un palier 6.
Comme le montre la fig. 1, le chemin de roulement interne 7 du palier 6 est fixé axialement à l'arbre 2 dans un sens par une pièce d'espacement 8 qui est à son tour maintenue en position fixe axialement dans un sens par un écrou 10 s'engageant sur des filets 12. de l'arbre 2.
Le chemin de roulement interne 7 du palier 6 est empêché de se déplacer axialement dans l'autre sens par un organe d'espacement 14 protecteur de lubrifiant qui bute contre des organes d'espacement 16 et 18 de support de joints, le dernier de ces orga nes butant contre l'épaulement 20 de l'arbre 2. Les organes 16 et 18 supportent des joints d'étanchéité 22 et 24.
Un manchon 26 est logé à l'extérieur des joints 22 et 24 et est percé d'un trou 28 au moins. Le man chon 26 porte contre l'arbre 4 à l'endroit d'un épau lement 30 et il est supporté par rapport à celui-ci par au moins un organe d'espacement radial 32 logé dans la chambre annulaire 34 formée entre la surface extérieure du manchon 26 et la surface intérieure de l'arbre 4. La chambre annulaire 34 communique avec un trou 36 de l'arbre 4.
L'une des extrémités du manchon 26 porte contre un chemin de roulement externe 3 8 du . palier 6 pour l'empêcher de se dé placer axialement dans un sens ; le déplacement axial du manchon 26 dans ce sens est empêché par un dispositif convenable quelconque non figuré.
Un organe d'espacement 40 à fentes qui porte un organe d'espacement et de retenue d'huile 42 porte axialement contre l'autre extrémité du chemin de roulement externe 38 du palier 6 et bute égale ment contre une saillie ou lèvre 44 de l'arbre 4 pour empêcher le chemin de roulement externe 38 du palier 6 de se déplacer axialement dans l'autre sens.
Il y a lieu de noter que la surface interne 46 de l'organe d'espacement 40 à fentes s'évase vers la droite par rapport à la fig. 1, et qu'elle forme une cavité annulaire 48 avec l'organe d'espacement et de retenue 42, l'organe d'espacement 8 et le palier 6.
Des fentes 50 pratiquées dans l'organe d'espacement 40 sont en alignement avec des fentes 52 de l'arbre 4 et sont légèrement plus grandes que celles-ci. Ces fentes sont- relativement longues dans le sens axial et relativement étroites dans le sens circonférentiel, comme on le voit sur la fig. 6, pour maintenir à une valeur minimum l'affaiblissement de l'arbre 4. Ces fentes s'étendent presque tangentiellement à l'arbre intérieur 2, comme on le voit sur la- fig. 2.
L'arbre 4 est supporté extérieurement par des pa- liers-tels que le palier 101.
Un certain nombre de saillies 54 en forme de cuillers sont fixées à la périphérie externe de l'arbre 4 par un petit axe 56. Les saillies 54 formant cuillers sont espacées de manière sensiblement égale sur la périphérie de l'arbre 4, et le bord avant 58 ainsi que la surface avant interne concave 60 des saillies 54 sont disposés et -conformés de manière à constituer un passage à surface lisse avec les fentes ou trous 50 et 52 de l'organe d'espacement 40 et de l'arbre 4, respectivement.
Le lubrifiant provenant d'une source extérieure habituelle (non figurée) est introduit dans le système par un conduit 62 et est projeté sôus forme de cou rant ou de jet de lubrifiant par un ajutage 64 dis posé près de l'extrémité du conduit 62, l'ajutage et le conduit susvisés étant placés à l'extérieur de l'arbre 4 -et ayant une position fixe, dé manière à diriger un courant stable de lubrifiant le long du parcours 66 représenté sur la fig. 2,
de manière telle qu'il passe à proximité de la surface externe de l'arbre 4 et qu'il y soit légèrement plus que tangent. Le courant de- lubrifiant ainsi dirigé est intercepté par le bord avant 58 de la saillie-cuiller 54 et est dirigé vers l'intérieur le long de la surface concave 60 de ladite saillie et -par une fente (ou trou) 67 cons tituée par les trous 50 et 52.
La fente ou trou 67 se raccorde à la saillie-cuiller 54 pour former un système de cuiller ou cuiller allongée 69 qui com munique avec l'intérieur -de l'arbre 4 et qui fait saillie vers l'extérieur à partir de cet arbre et dans son sens de rotation, comme on le voit mieux sur la fig. 2. Les trous 67 se trouvent dans un plan perpendi culaire à l'axe de l'arbre 4 et, ainsi qu'il a été dit ci- dessus, sont sensiblement tangents à l'arbre interne 2.
La vitesse relative entre le courant de lubrifiant et le système de cuiller 69 doit être suffisante pour que le lubrifiant soit envoyé, par l'intermédiaire du système de cuiller 69, avec une force suffisante pour vaincre la force centrifuge engendrée par l'arbre rotatif 4 et l'organe d'espacement 40, force centrifuge qui ten drait normalement à projeter le lubrifiant vers l'ex térieur.
Si l'on se reporte de nouveau à la fig. 1, on voit que lorsque le lubrifiant passe par le système de cuiller 69, il est introduit dans la chambre annulaire 48 et se trouve projeté vers l'extérieur, par la force centrifuge engendrée par la rotation de l'arbre inté rieur 2, contre la surface interne inclinée 46 de l'or gane d'espacement 40 à fentes, et se trouve dirigé, grâce à cette inclinaison, vers la droite et par consé quent à travers le palier 6, ce qui assure ainsi la lubrification de ce dernier, et ensuite dans la chambre annulaire 68.
La force centrifuge oblige le lubrifiant à passer par le ou les trous 28 du manchon 26 et à travers la chambre annulaire 34 et les trous 36 de l'arbre 4 jusque dans un type quelconque des collec teurs de balayage ou un autre type quelconque de système de balayage, non figurés. Après avoir tra versé le trou 36 de l'arbre 4, le lubrifiant peut être utilisé pour lubrifier le palier 101 qui est maintenu dans le support de palier 108. Dans le palier<B>101,</B> le lubrifiant peut passer le long de rainures axiales 104 ou par des trous radiaux 106, ces derniers four nissant le lubrifiant aux billes 102.
Outre qu'il peut servir à lubrifier le palier 101, le lubrifiant joue aussi le rôle d'agent de transfert de chaleur en évacuant la chaleur du palier. Les organes d'espacement 14 et 16, lorsqu'ils tournent, servent à empêcher le lubri fiant de venir en contact avec les joints 22 et 24. En passant à travers la chambre annulaire 34, le lu brifiant sert à refroidir les joints 22 et 24, car il évacue la chaleur engendrée par le frottement de ces joints.
Le nombre et l'emplacement des cuillers 69 sont soigneusement choisis pour fournir du lubrifiant au mécanisme logé à l'intérieur de l'arbre, à tout mo ment ou aussi souvent que cela est possible. Il est hautement désirable de choisir la position et la hau teur de la cuiller de telle manière qu'une cuiller 69 intercepte le courant de lubrifiant 66, tourne dans ledit courant et cesse d'être en contact avec celui-ci dès que la cuiller suivante 69 s'approche pour inter cepter le courant de lubrifiant, sans perte de lubri fiant. Si cette interception continue est assurée, le lubrifiant est amené au mécanisme à l'intérieur de l'arbre à tout moment ou aussi souvent que cela est possible.
Bien entendu, le réservoir d'huile de la chambre 48 aide à ce fonctionnement.
En choisissant convenablement le nombre de cuillers 69 à utiliser avec un arbre 4 particulier et en faisant varier la vitesse du lubrifiant, la totalité du lubrifiant éjecté par l'ajutage 64 du conduit peut être dirigée vers le mécanisme à l'intérieur de l'arbre.
Si l'on se réfère à la fig. 5, on voit que l'arbre creux rotatif 4 et une cuiller particulière 69 qui lui est associée interceptent le courant de lubrifiant éjecté à partir de l'ajutage 64 au point 80 et que cette cuiller sera en contact avec le trajet du lubrifiant (désigné par T sur la fig. 5), jusqu'à ce qu'elle attei gne le point 82. Ce dernier sera dénommé le point de coupure et le point 80 le point d'interception.
Dans cette organisation particulière, le bord avant de la cuiller 69 est à une distance d de 88,9 mm de l'axe de l'arbre 4 et l'axe du trajet de lubrifiant est choisi de manière qu'il soit à une faible distance de la tangente à l'arbre 4, telle que la perpendiculaire h entre l'axe de l'arbre 4 et l'axe du trajet du lubrifiant soit de 81,78 mm. On peut calculer par la trigonométrie que l'angle a est de 23 degrés ; on peut alors déterminer la valeur de la distance 1 , qui est la longueur de la corde entre le point d'interception 80 et le point de coupure 82.
La distance 1 , qui est la distance sur laquelle une cuiller particulière 69 peut passer au sein du courant d'huile, est calculée comme étant de 69,29 mm. La distance 1 est celle de la corde formée par l'interception du cercle exté rieur 81 de la cuiller et du courant de lubrifiant 66.
Si chaque cuiller 69 se déplace sur cette longueur de trajet de lubrifiant et si la vitesse du lubrifiant est telle que le courant de lubrifiant se déplace exacte ment sur cette distance à partir du moment où une cuiller particulière 69 dépasse le point de coupure 82 jusqu'à ce que la cuiller suivante 69 atteigne le point d'interception 80, la totalité du lubrifiant en voyé par l'ajutage 64 sera amenée au palier. Ceci représente 100 % de récupération de lubrifiant.
Si le lubrifiant se déplace plus loin que la distance 1 dans le temps donné, une certaine quantité de lu brifiant est perdue, et, si le lubrifiant se déplace d'une distance inférieure dans le temps donné, les cuillers 69 ne reçoivent pas la quantité maximum possible de lubrifiant.
Si, dans l'exemple représenté sur la fig. 5, l'arbre 4 peut tourner à 5000 tours/minute et si trois cuillers 69 également espacées sont disposées autour de l'arbre 4, les cuillers successives 69 attei gnent le point de coupure 82 tous les<B>1115</B> 000 de minute ou une fois par 0,0000667 minute. Le point de coupure est choisi de manière que, lorsque la cuil ler précédente 69 dépasse le point de coupure 82, le courant de lubrifiant commence à passer par le trajet représenté sur la fig. 5 et la cuiller 69 suivante inter cepte tout le lubrifiant ayant ainsi passé,
jusqu'à ce qu'elle atteigne à son tour le point de coupure 82.
Pour obtenir un rendement de 100 % lors de la lubrification du mécanisme logé à l'intérieur de l'ar bre, on peut faire varier la vitesse du -lubrifiant de telle manière qu'il se déplace exactement de la dis tance 1 dans le temps écoulé entre le moment où une cuiller 69 atteint le point de coupure 82 et le moment où la cuiller 69 suivante atteint le point d'interception 80.
En utilisant la formule bien connue distance- vitesse-temps, on peut calculer que le lubrifiant doit se déplacer à une vitesse de 1041 mètres/minute. En faisant varier la pression du lubrifiant dans le con duit 62 et en faisant varier la dimension de l'aju- tage 64, on peut atteindre cette vitesse du lubrifiant.
Il est évident que, dans les cas où il existe des limites définies pour la pression du lubrifiant et pour la dimension de l'ajutage de lubrifiant, en fonction d'un diamètre donné de l'arbre, on peut faire varier le nombre de cuillers 69 et leur hauteur pour obtenir le rendement optimum en lubrifiant.
Il est essentiel que le dessin des saillies-cuillers 54 soit tel que, une fois que le bord avant 58 de la cuiller 69 a dépassé le point de coupure 82, le courant de lubrifiant soit capable de passer à dis tance de la partie arrière. 84 (voir fig. 3) de la cuiller 69, de manière à ne pas heurter la surface 84 et à pouvoir être dévié vers l'extérieur à partir de son trajet normal de déplacement à partir de la cuiller suivante 69.
Sur la fig. 3, le trajet T du lubrifiant est repré senté par une flèche et la saillie-cuiller externe 54 passe juste par son point de coupure 82 du trajet du lubrifiant. Il faut que le trajet du lubrifiant passe radialement à l'extérieur et à distance de la surface arrière 84 de la saillie-cuiller 54.
En choisissant di vers points tels que les points 1, 2, 3, 4 et 5 sur le trajet du lubrifiant et en traçant des rayons à partir de chacun de ces cinq points, en sens inverse du sens de rotation de la cuiller 54, après détermination du laps de temps nécessaire au bord avant du courant de lubrifiant pour passer du point 0 au point 1, au point 2, au point 3, au point 4 et au point 5,
on peut alors faire un report sur les divers rayons pour représenter la distance dont la saillie-cuiller 54 se sera déplacée pendant des temps comparables. On peut alors tracer une courbe fictive d'interférence 100 passant par les points l', 2', 3', 4' et 5' et on peut donner à la surface arrière 84 de la saillie- cuiller 54 une forme telle qu'elle se trouve à l'inté rieur de cette courbe en tous les points.
Cette façon de déterminer les dimensions de la saillie-cuiller 54 empêche une déviation du courant de lubrifiant par la surface arrière 84 de la saillie-cuiller 54.
On voit sur la fig. 4 une variante dans laquelle l'organisation des cuillers. 69' a la forme d'un tube coudé 54' qui passe par un trou 67' dans lequel il est retenu par un moyen approprié quelconque tel qu'une brasure, une soudure, un rivetage ou un emmanchement serré. La cuiller tubulaire 69' est courbée sur environ<B>900</B> pour porter contre la sur face externe de l'arbre 4' et elle débouche dans le courant 66' de lubrifiant. Le système 69' de cuiller communique avec l'intérieur de l'arbre 4' et fait saillie à partir de celui-ci à peu près tangentielle ment.
Le trou 67' dans l'arbre 4' peut être usiné de telle manière que son diamètre varie progressivement depuis une grande ouverture sur le diamètre inté rieur de l'arbre 4' jusqu'à une ouverture plus petite sur le diamètre extérieur dudit arbre. Le trou 67' est plus grand suivant la dimension axiale de l'arbre 4' que suivant la dimension circonférentielle, comme le montre la forme du trou 50 sur la fig. 6.
La fig. 7 montre une variation dans laquelle le système 69" de cuiller fait corps avec l'arbre 4". On obtient ce résultat en usinant une pièce cylindrique dont la périphérie externe est représentée en traits mixtes et est désignée par le nombre de référence 150.
Les fig. 8 et 9 représentent une autre variante dans laquelle le système de cuiller 69<B>'</B> est constitué par des trous 67<B>'</B> à l'alignement de saillies-cuillers 122 de l'anneau 120 des cuillers. Une partie 126 de ce dernier est enlevée pour former l'entrée 124 de chaque cuiller. L'axe 164 empêche l'anneau 120 de tourner par rapport à l'arbre 4'. Comme on le voit sur la fig. 9, l'anneau 120 est maintenu dans une position axiale fixe sur l'arbre 4' par le rebord an nulaire 160, qui fait saillie sur l'arbre 4', et par l'écrou 162 qui se visse sur l'arbre 4'.