Palier de butée avec dispositif permettant de déterminer la poussée exercée sur ce palier.
La présente invention eoneerne un palier de butée avec dispositif permettant de déterminer la poussée exercée sur ce palier.
Dans les constructions connues de paliers de butée, on a proposé de prévoir, pour indi quer la poussée sur le palier, des moyens constitués par une ehambre remplie de liquide et reliée à un manomètre; dans certaines de ces eonstluetions connues, la chambre affecte la forme d'un piston et d'un cylindre et, dans d'autres, la chambre comporte un diaphragme flexible, le piston ou le diaphragme, selon le cas, étant soumis à la poussée axiale exercée sur le palier.
Dans certains paliers de butée, spécialement ceux destinés à compenser le défaut d'alignement de l'arbre supporté, la poussée exercée sur le palier est recule par un corps en caoutchouc ou matière analogue et le principal but de la présente invention est de créer un dispositif simple, mais efficace pour la mesure de la poussée sur un palier de ce genre.
En conséquence, l'invention concerne un palier de butée avec dispositif permettant de déterminer la poussée sur ce palier, dans lequel cette poussée est supportée par un corps solide en matière incompressible qui est déformable aux températures ordinaires et qui est contenu dans une chambre dont une paroi est mobile par rapport aux autres parois sous ]a. poussée axiale du palier, caractérisé en ce qu'un ajutage, permettant le passage de fluide mais empêchant l'extrusion de ladite matière, est prévu dans une des parois de ladite chambre, et en ce qu'un canal relie ledit ajutage à une source de fluide sous pression, ce canal étant muni de moyens pour la mesure de la pression de fluide qui y règne.
Ladite chambre peut être formée entre un support pour l'élément non rotatif du palier et un élément fixe pour le soutien de ce support dans le sens radial, le support et l'élément fixe formant les parois de la chambre dans laquelle le corps solide en matière incompressible est contenu. L'ajutage peut être constitué par un gicleur ou par un bouchon poreux reliant le canal à la chambre.
Le dessin représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du palier de butée suivant l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale d'un palier de butée utilisant un corps solide en matière incompressible supportant la poussée, qui est déformable aux températures ordinaires.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe d'un détail d'une variante dans laquelle le corps solide comporte une cavité remplie de liquide.
La fig. 4 est un diagramme de la pression lors de la mesure de la poussée sur le palier.
Un arbre rotatif 1 est supporté dans des roulements à billes 2, 2, la direction de poussée exercée sur l'arbre étant indiquée par la flèche de la fig. 1. La poussée est absorbée par l'épaulement la qui vient en contact avec le côté de la bague intérieure d'un des roulements 2. Les roulements sont retenus contre cet épaulement, sous des conditions de légère charge, par le circlip 3. Les bagues extérieures ne tournant pas des roulements sont montées dans un support constituant dans cette construction un boîtier 4 comportant une bride 5 périphérique. La surface extérieure 6 de cette bride est une zone sphérique de rayon R, dont le centre C se trouve au point d'intersection du plan médian de la bride 5 et de l'axe de l'arbre 1..
Le boîtier 4 est représenté supporté radialement dans un logement cylindrique 7 ménagé dans un élément fixe faisant partie, dans cette construction, du bâti 8 de la machine: le diamètre du logement est déterminé de fac on à assurer un emboîtement coulissant de la surface extérieure 6 de la bride 5.
Sur sa face de poussée, la bride 5 est supportée axialement sur un anneau 9 en caoutchouc souple vulcanisé. L'anneau 9 est à son tour supporté axialement sur un épaulement 10 du bâti 8; la profondeur de l'épaule- ment 10 est approximativement égale à la largeur de la bride 5. L'anneau 9 remplit complètement la chambre annulaire limitée, d'nue part, par le boîtier flottant 4 avec xa bride 5 et, d'autre part, par le logement cylindrique 7 et l'épaulement 10. Il est renforcé par de légers anneaux métalliques 11 et 12, à section en L, le long des lignes de discontinuité entre les deux éléments constitutifs de la chambre, afin d'empêcher l'extru sion de la matière de l'anneau 9 hors de la chambre sous la charge.
Dans la variante représentée à la fig. 2, l'anneau 9 est constitué par un corps en caoutchouc présentant une cavité remplie dc liquide. Le liquide utilisé est de la glycérine, mais on peut aussi utiliser tout autre liquide qui soit inerte par rapport à la matière dont est faite l'enveloppe.
Des ressorts 13, dont les extrémités sont supportées dans des logements prévus dans la bride 5 et dans une couronne de support 14, sont disposés en une série annulaire pom maintenir l'anneau 9 légèrement serré entre le boîtier 4 et le bâti 8. En outre, une série annulaire de goujons 15, s'emboîtant avec jeu dans des trous de la bride 5 et s'emboîtant serrés dans la couronne de support 14, sont prévus pour empêcher le boîtier 4 de glisser dans le sens de rotation de l'arbre 1. Les bagues extérieures des roulements 2 sont serrées dans le boîtier 4 par une couronne 16 munie d 'une garniture de joint d'huile.
La poussée est transmise de l'arbre 1 directement par les roulements 2, qui ne sont pas à auto-alignenient, au boîtier 4 et, de là, par l'anneau 9 au bâti 8 de la machine. Tout défaut d'alignement entre l'axe de l'arbre 1 et l'axe du logement 6 du bâti 8 est absorhé par l'anneau 9, qui se déforme en laissant le boîtier 4, supportant les bagues extérieures des roulements 2, prendre la position correcte par rapport aux bagues intérieures'supportées par l'arbre 1. Etant donne que l'anneau 9 est en matière essentiellement incompressible et. de plus, qu'il est complètement enfermé, il ne peut pas se produire de déplacement axial appréciable de l'arbre 1 par rapport au bâti.
Pour permettre de déterminer la poussée exercée sur le palier, un canal 17 (fig. 1) est percé dans le bâti 8 et débouche, à son extrémité intérieure, dans la chambre annulaire remplie par l'anneau 9. L'extrémité intérieure du canal 17 présente une partie de plus grand diamètre dans laquelle est placé un bouchon poreux 18, par exemple en bronze fritté. A titre de variante, comme le montre la fig. 3, l'extrémité intérieure du canal 17 peut être située à courte distance de la chambre contenant l'anneau 9 et être reliée à cette dernière par un gicleur de faible diamètre 19.
Toutefois, tant la section du gicleur 19 que les caractéristiques de perméabilité du bouchon poreux 18 sont choisies de facon que le gicleur ou le bouchon constitue un ajutage dont l'ouverture ou les ouvertures sont suffisamment petites pour empêcher l'extrusion à travers elles de la matière de l'anneau 9 sous la pression exercée par la poussée sur le palier. Par exemple, si la pression régnant dans l'anneau 9 est de l'ordre de 50 kg au cm2, le gicleur 119 peut avoir un diamètre de 0,75 mm. Le canal 17 est relié par un tube 20 à une source de fluide sous pression, telle qu une pompe 21. Ce tube 20 est également relié par un tuyau de branchement à un manomètre 22.
Lorsqu'on désire déterminer la poussée axiale exercée par l'arbre 1 sur le palier, la pompe 21 est actionnée pour pomper du fluide dans le tube 20, puis on observe l'élévation de la pression dans le tube 29 et, par suite, à l'ajutage constitué par le bouchon poreux 1S ou le gicleur 19, qui est indiquée par le mano mètre 22. Lorsque cette pression atteint une valeur maximum constante, on note cette valeur et on arrête ensuite la commande de la pompe 21.
On conçoit que dans le tvpe dc paliers de butée considéré, dans lequel la charge de poussée est supportée par un corps solide en matière incompressible déformable aux températures ordinaires, cette matière prend les caractéristiques d'un liquide et qu'en conséquence la valeur à laquelle la pression régnant à l'ajutage (bouchon 18 on gicleur 19) équilibre la pression régnant dans ]'anneau 9 est la même que. la valeur de la pression exercée sur la face de poussée de la bride 5. En connaissant cette pression, on peut facilement calculer la poussée exercée sur le palier. A titre de variante, le manomètre 22 peut être calibré pour donner une indication directe de la poussée.
Selon la nature des matières, la température et la pression de fonctionnement du palier, l'anneau 9 peut avoir tendance à ad gérer aux parois de sa chambre, de sorte qu'un léger excès de pression est tout d'abord nécessaire pour décoller l'anneau 9 près de l'ajutage. Un diagramme typique de la pression représentée par rapport au déplacement lorsqu'il y a tendance au collage est représenté à la fig. 4, qui montre qu'après avoir atteint une valeur maximum, la pression baisse légèrement et reste ensuite constante, et c'est cette pression constante qui est utilisée pour déterminer la poussée sur le palier.
Si, dans un cas particulier, la baisse à partir de la pression maximum est grande avec un ajutage affectant la forme d'un gicleur unique 19, il est recommandable d'utiliser plusieurs gicleurs ou ouvertures par lesquels la pression est appliquée sur une plus grande étendue de la surface de l'anneau 9; le bouchon poreux 18 constitue une réalisation rationnelle d'un tel ajustage à ouvertures multiples.
Il suffit d'introduire une faible quantité de fluide, suffisante pour former une petite poche dans l'anneau 9 près de l'orifice, afin d'obtenir l'indication de pression désirée. Le fluide utilisé est avantageusement de l'huile de lubrification de la même sorte que celle employée pour lubrifier le palier. Mais on peut aussi utiliser d'autres liquides, de l'air ou un autre gaz.
Bien que le caoutchouc naturel ou le caoutchouc synthétique et d'autres matières analogues au caoutchouc soient les matières préférées pour l'anneau solide 9, on peut aussi utiliser d'autres matières qui sont incompressibles et déformables aux températures ordinaires. Ces matières comprennent de nombreux élastomères (en plus des matières ordinairement dites analogues au caoutchouc ), comme les composés vinyliques et les résines synthétiques analogues.
L'expression corps solide est utilisée ici pour différencier d'un corps liquide , mais elle peut également être appliquée à la cons- truction représentée à la fig. 3, dans laquelle on a prévu une cavité remplie de liquide, mais dont l'enveloppe est en matière solide, de sorte que le corps de l'anneau pris dans son ensemble est solide aux fins de l'invention.
On a constaté que dans le dispositif de mesure de poussée décrit ici, une matière répondant de façon satisfaisante aux conditions d'emploi indiquées de l'anneau 9 peut être une matière ayant une dureté Shore de 60 à 70. Mais des matières ayant une dureté Shore aussi faible que 40 et aussi élevée que 80 pourraient être utilisées dans des variantes.