Dispositif pour supporter un arbre rotatif. La présente invention a pour objet un dispositif pour supporter un arbre rotatif au moyen de deux paliers, établi en vue d'un équilibrage des poussées axiales de l'arbre dans ses paliers. Suivant l'invention, les pa liers comportent des enveloppes susceptibles d'exécuter un mouvement longitudinal lors que les paliers sont soumis à une poussée longitudinale, et interconnectées par un mé canisme de transmission de mouvement à arbres coudés reliés par des bielles aux enve loppes des paliers et reliés entre eux par des bras de leviers d'interconnexion, ce mécanisme étant disposé de façon à ce qu'un change ment de poussée sur un des paliers produise un changement de poussée correspondant, mais de direction opposée sur l'autre palier,
à l'effet de réaliser un équilibrage des pous sées axiales de l'arbre.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, an dessin ci-annexé, en application à un alter nateur du type à inducteur rotatif pour la production de courants à haute fréquence; la fig. 1 est une section transversale de l'en- semble de cette machine ; la fig. 2 est une vue en plan des bras de leviers par lesquels le mouvement d'un des paliers est transmis à l'autre; la fig. 3 est une vue de bout d'un des arbres coudés du mécanisme de trans mission ou d'équilibrage précité; la fig. 4 est une coupe à plus grande échelle par une portion d'un des arbres coudés suivant la ligne 4-4 de la fig. 3; la fig. 5 représente un détail.
La machine représentée par le dessin comporte une enveloppe 1 à laquelle sont fixés latéralement les flasques 2 au moyen des boulons 3. Les flasques 2 portent des anneaux 4 qui portent des noyaux annulaires lamellés 5, les lamelles étant maintenues en place par des anneaux de fixation 6 et 7. L'enveloppe 1, les flasques 2, et les parties annulaires 4, 5, 6 et 7, sont toutes divisées en deux moitiés suivant un plan horizontal passant par l'axe de la machine, pour la facilité du montage de ces parties. Uri induc teur magnétique rotatif rigide 8 est monté sur l'arbre 9 de façon que sa partie périphé rique se trouve comprise entre les faces oppo- sées des noyaux annulaires 5.
L'excitation du champ magnétique de la machine peut être obtenue au moyen de la bobine annu laire 10 qui est concentrique avec l'induc teur 8, ou par les bobines supplémentaires 11, 12, 13 et 14, lesquelles sont de forme semi- circulaire et disposées de telle façon que chacune d'elles embrasse la moitié de la périphérie de l'enveloppe 1.
La partie périphérique de l'inducteur 8 présente de chaque côté des rainures approxi mativement radiales (qui ne sont pas indi quées au dessin) de façon à constituer des pôles magnétiques opposés aux faces des noyaux feuilletés 5. Dans le but d'éviter un tourbillonnement d'air excessif à la vitesse élevée à laquelle l'inducteur est destiné à fonctionner, les rainures dans la partie péri phérique de l'inducteur sont remplies par des pièces non magnétiques qui s'y trouvent soli dement fixées d'une façon appropriée. La lar geur de l'entrefer entre l'inducteur et les noyaux feuilletés 5 peut être réglée en dé plaçant les anneaux 4 par rapport aux flas ques 2 au moyen des boulons de réglage 15. L'arbre 9 de la machine est porté par deux paliers du type à alignement axial automa tique.
Chacun de ces paliers est muni d'une enveloppe 17 qui est portée par une partie centrale du flasque correspondant 2 et qui est mobile par rapport à cette dernière. Les parties 18 de l'arbre sont rainurées circulaire ment. Les parties rainurées de l'arbre 18 sont entourées de pièces 19 qui sont rainu rées circulairement à leur surface intérieure de façon que les nervures circulaires ainsi formées sur ces pièces pénètrent dans les rainures de l'arbre 9, ainsi que cela est bien connu, pour recevoir les poussées axiales de l'arbre. Les pièces 19 sont percées de trous pour l'arrivée de l'huile dont on peut alimen ter les paliers par les trous 20.
Les flasques 2 portent des consoles 21 qui supportent des pièces pivotantes lesquelles dans l'occurence se présentent sous la forme d'arbres coudés 22, dont les manetons de manivelle supérieurs s'engagent dans les con soles 21. Les enveloppes 17 des paliers por- tent des bielles 23 qui sont montées de façon à pouvoir tourner sur ces enveloppes au moyen des tourillons 24 et qui embrassent des portions-tourillons des arbres coudés. Sur les manetons de manivelle inférieurs des arbres coudés 22 sont fixés deux bras de levier 25 et 26, tournés l'un vers l'autre.
Le bras de levier 25 porte, fixé solidement à son extrémité libre, et faisant un angle droit avec la direction longitudinale du bras, une tige rigide 27, tandis que le bras de levier 26 présente une lame faisant ressort 28, fixée à son extrémité libre et s'étendant dans la même direction que la tige 27. A leur extré mité libre, la tige 27 et la lame-ressort 28 sont fixées l'une à l'autre par les boulons 49, de façon que le mouvement d'un des bras de levier provoquera un mouvement corres pondant de l'autre bras de levier, grâce à la liaison flexible ainsi établie. Des tirants 29 sont articulés en 30 sur la tige 27 et sur la lame-ressort 28 et les extrémités libres de ces tirants 29 sont entourées par des ressorts 31 portant sur un plateau 32 qui est fixé à la base 33 de la machine.
En réglant les boulons 34 montés à l'extrémité de ces tirants, la tension des ressorts 31 peut être modifiée.
Une poussée axiale ou longitudinale exer cée sur l'un ou l'autre des paliers de butée se communique à l'enveloppe 17 de celui-ci, et par l'intermédiaire de l'enveloppe, aux bielles 23. La poussée portant sur les bielles 23 tend à faire tourner l'arbre coudé corres pondant 22. Il en résulte un mouvement an gulaire du bras de levier fixé à cet arbre, et un mouvement correspondant de l'autre bras de levier qui fait tourner l'arbre coudé por tant celui-ci dans la direction opposée à celle dans laquelle tourne le premier arbre coudé, à l'effet d'équilibrer les poussées axiales sur les deux paliers. Les ressorts 31 étant réglés pour exercer une certaine pression égale sur les bras de levier 25 et 26, les paliers ten dent à conserver une position déterminée avec équilibrage des poussées axiales, tant que la longueur de\ l'arbre ne changera pas.
Toutefois, ils pourront se déplacer d'une quantité égale pour toute variation de lon- gueur de l'arbre due à un changement de température, et, par conséquent, l'inducteur 8 restera dans sa position médiane.
Pour réduire le frottement des organes 21, 23 sur les arbres coudés 22, ces organes attaquent les parties correspondantes des arbres coudés suivant des lignes se confon dant sensiblement avec les axes de ces par ties de chaque arbre. Les moyens grâce aux quels cette condition est réalisée sont indi qués dans les fig. 4 et 5 pour l'un des arbres coudés 22. Des logements 35 et 36 sont mé nagés dans l'arbre coudé 22, et des plaques d'appui 37 en acier dur se trouvent au fond de ces logements, lesquelles plaques présen tent des entailles 38, sur leur face d'appui, ces entailles coïncidant sensiblement avec l'axe géométrique des parties correspondantes de l'arbre coudé.
Les consoles 21 et les bielles 23 portent des goujons de transmission de pression 39 dont les extrémités libres sont effilées en 40 (fig. 5), afin de former une lame de couteau qui pénètre dans les en tailles 38. La pression entre l'arbre coudé 22 et la console 21 et la bielle 23 est transmise entièrement par les goujons 39 aux plaques d'appui 37, et les parties des consoles 21 et des bielles 23 qui entourent les arbres 22, servent uniquement de guides et de supports pour les goujons 39.
Device for supporting a rotating shaft. The present invention relates to a device for supporting a rotary shaft by means of two bearings, established with a view to balancing the axial thrusts of the shaft in its bearings. According to the invention, the bearings comprise envelopes capable of executing a longitudinal movement when the bearings are subjected to a longitudinal thrust, and interconnected by a movement transmission mechanism with bent shafts connected by connecting rods to the envelopes of the bearings and interconnected by interconnecting lever arms, this mechanism being arranged so that a change in thrust on one of the bearings produces a corresponding change in thrust, but in the opposite direction on the other bearing,
to the effect of balancing the axial thrusts of the shaft.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in application to an alternator of the rotary inductor type for the production of high frequency currents; fig. 1 is a cross section of the assembly of this machine; fig. 2 is a plan view of the lever arms by which the movement of one of the bearings is transmitted to the other; fig. 3 is an end view of one of the bent shafts of the aforementioned transmission or balancing mechanism; fig. 4 is a section on a larger scale through a portion of one of the bent shafts along line 4-4 of FIG. 3; fig. 5 shows a detail.
The machine shown in the drawing comprises a casing 1 to which the flanges 2 are laterally fixed by means of bolts 3. The flanges 2 carry rings 4 which carry laminated annular cores 5, the lamellae being held in place by fixing rings 6 and 7. The casing 1, the flanges 2, and the annular parts 4, 5, 6 and 7, are all divided into two halves along a horizontal plane passing through the axis of the machine, for ease of assembly. these parts. A rigid rotary magnetic inductor 8 is mounted on the shaft 9 so that its peripheral part lies between the opposite faces of the annular cores 5.
The excitation of the magnetic field of the machine can be obtained by means of the annular coil 10 which is concentric with the inductor 8, or by the additional coils 11, 12, 13 and 14, which are semi-circular in shape. and arranged such that each of them embraces half of the periphery of the envelope 1.
The peripheral part of the inductor 8 has on each side approximately radial grooves (which are not indicated in the drawing) so as to constitute magnetic poles opposite to the faces of the laminated cores 5. In order to avoid swirling With excessive air at the high speed at which the inductor is intended to operate, the grooves in the peripheral portion of the inductor are filled with non-magnetic parts which are securely fastened therein in a suitable manner. The width of the air gap between the inductor and the laminated cores 5 can be adjusted by moving the rings 4 with respect to the flanges 2 by means of the adjustment bolts 15. The shaft 9 of the machine is carried by two bearings of the automatic axial alignment type.
Each of these bearings is provided with a casing 17 which is carried by a central part of the corresponding flange 2 and which is movable relative to the latter. The parts 18 of the shaft are circularly grooved. The grooved parts of the shaft 18 are surrounded by parts 19 which are circularly grooved on their inner surface so that the circular ribs thus formed on these parts penetrate into the grooves of the shaft 9, as is well known, to receive the axial thrusts of the shaft. The parts 19 are pierced with holes for the arrival of the oil which can be fed to the bearings through the holes 20.
The flanges 2 carry consoles 21 which support pivoting parts which in this case are in the form of bent shafts 22, the upper crank pins of which engage in the con soles 21. The casings 17 of the por- tent connecting rods 23 which are mounted so as to be able to turn on these envelopes by means of the journals 24 and which embrace journal portions of the bent shafts. On the lower crank pins of the bent shafts 22 are fixed two lever arms 25 and 26, facing one another.
The lever arm 25 carries, fixed firmly at its free end, and making a right angle with the longitudinal direction of the arm, a rigid rod 27, while the lever arm 26 has a spring blade 28, fixed at its free end and extending in the same direction as the rod 27. At their free end, the rod 27 and the leaf spring 28 are fixed to each other by the bolts 49, so that the movement of a of the lever arms will cause a corresponding movement of the other lever arm, thanks to the flexible connection thus established. Tie rods 29 are articulated at 30 on the rod 27 and on the leaf spring 28 and the free ends of these tie rods 29 are surrounded by springs 31 bearing on a plate 32 which is fixed to the base 33 of the machine.
By adjusting the bolts 34 mounted at the end of these tie rods, the tension of the springs 31 can be changed.
An axial or longitudinal thrust exerted on one or other of the thrust bearings is communicated to the casing 17 thereof, and through the casing, to the connecting rods 23. The thrust bearing on the connecting rods 23 tends to rotate the corresponding elbow shaft 22. This results in an angular movement of the lever arm fixed to this shaft, and a corresponding movement of the other lever arm which rotates the elbow shaft for the latter in the opposite direction to that in which the first crankshaft turns, in order to balance the axial thrusts on the two bearings. With the springs 31 being adjusted to exert a certain equal pressure on the lever arms 25 and 26, the bearings tend to maintain a determined position with balanced axial thrusts, as long as the length of the shaft does not change.
However, they will be able to move by an equal amount for any variation in shaft length due to a change in temperature, and therefore inductor 8 will remain in its middle position.
To reduce the friction of the members 21, 23 on the bent shafts 22, these members attack the corresponding parts of the bent shafts along lines which substantially coincide with the axes of these parts of each shaft. The means by which this condition is fulfilled are shown in figs. 4 and 5 for one of the bent shafts 22. Housings 35 and 36 are formed in the bent shaft 22, and hard steel bearing plates 37 are located at the bottom of these housings, which plates have notches 38, on their bearing face, these notches substantially coinciding with the geometric axis of the corresponding parts of the bent shaft.
The consoles 21 and the connecting rods 23 carry pressure transmission studs 39, the free ends of which are tapered at 40 (fig. 5), in order to form a knife blade which penetrates the in sizes 38. The pressure between the shaft elbow 22 and the bracket 21 and the connecting rod 23 is transmitted entirely by the studs 39 to the support plates 37, and the parts of the consoles 21 and the connecting rods 23 which surround the shafts 22, serve only as guides and supports for the studs 39.