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" Palier à alignement automatique pour pompes à pistons à haute pression ".
La présente invention est relative à des paliers Pour tourillons s'alignant automatiquement, et destinés aux pompes à piston à mouvement alternatif à haute pression.
La pompe à laquelle la présente invention se rapporte plus particulièrement est destinée à fonctionner à des vitesses at- @ teignant jusqu'à 1500 alternances par minute et à des pressions de 350 kgs par cm2 et davantage, et elle comprend trois ou da- vantage de pistons auxquels on communique les courses de refou- lement à l'aide de parties excentriques d'un arbre à excentri- ques relativement court par l'intermédiaire de roulements à bil- les ou à rouleaux montés directement sur lesdites parties excen- triques.
A la pression très élevée sous laquelle ces pompes fonc-
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tionnent, il est nécessaire de prévoir une légère déformation de l'arbre à excentriques en son centre, d'une valeur d'environ 0,25 mm par exemple, et on en a tenu oompte jusqu'à présent en montant les extrémités de l'arbre dans des paliers pour tourillons du type monté dans des carters sphériques, de façon qu'ils s'alignent automatiquement.
Sur les pompes les plus grandes de cette construction, on a constaté que ces oarters sphériques prennent trop de place et ne s'adaptent pas facilement à une construction ramassée de la pompe.
En conséquence, le but de la présente invention est de par- venir à des paliers s'alignant automatiquement qui sont montés d'une façon perfectionnée, et qui sont moins encombrants que les carters sphériques équivalents.
Dans un palier à alignement automatique selon la présente invention, chaque palier de tourillon, du type, de préférence, à billes ou à rouleaux, est monté dans un carter droit, et ces car- ters sont supportés par des organes flexibles de liaison qui cè- dent latéralement sous l'action de la contrainte imposée par la déformation de l'arbre à excentriques, de manière à permettre aux carters et aux paliers de ces derniers de s'incliner et de maintenir le parallélisme entre les paliers des tourillons et l'arbre sans donner lieu à une charge transversale excessive dans les paliers des tourillons.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés indiqués à titre d'exemples non limitatifs, va bien faire ressor- tir comment l'invention peut être mise en pratique. sur les des- sins joints :
La figure 1 est une élévation avec coupe partielle d'une pompe à cinq pistons à mouvement alternatif, munie de paliers à alignement automatique selon la présente invention.
La figure 2 est une vue de face d'un palier monté et prêt à être fixé de l'un des côtés du corps de la pompe.
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La figure 3 est une vue par la tranche correspondant à la figure 2.
La figure 4 est un schéma représentant une paire de carters pour paliers selon la présente invention et ayant pour effet d' aligner une paire de paliers pour tourillons au cours d'une dé- formation d'un arbre à excentriques de pompe, cette déformation étant représentée avec une très forte exagération, pour mieux faire ressortir les caractéristiques de l'invention.
Sur les dessins joints, A représente le bloc ou corps de pompe, B l'arbre à excentriques pour cinq pistons, et C les pa- liers à tourillons supportant l'arbre. selon la présente invention, les paliers C sont montés par leurs bagues extérieures dans des carters dont chacun consiste en un bloc de métal rectangulaire 1 percé de façon à recevoir la bague extérieure du palier, et qui est fixé contre ou sur le bloc A de pompe par une paire de dispositifs flexibles 2 et 3 de liai- son, à raison d'un de chaque côté du carter.
Ces carters sont disposés entre deux plaques latérales ri- gides et 5 fixées aux extrémités du bloc de la pompe, et main- tiennent normalement un contact libre avec ces deux plaques.
Pour permettre aux organes de liaison 2 et 3 de se déformer la- téralement sous l'action de la contrainte imposée par une défor- mation de l'arbre à excentriques B supporté, la face extérieure de chaque carter est usinée en 6 de manière que son épaisseur se réduise depuis son extrémité extérieure jusqu'à une droite trans- versale qui coïncide avec l'axe de l'arbre à excentriques, de telle sorte que, lors d'une déformation de l'arbre à excentriques, chaque carter puisse tourner autour d'une ligne de contact droite réalisée par le bord 7 ( voir figure 3 ) à l'extrémité de la zone d'épaisseur réduite sur chaque face extérieure du carter et par les surfaces de contact des plaques latérales rigides précitées 4 et 5.
On peut obtenir la flexibilité désirée des dispositifs de
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liaison en réduisant d'une façon appropriée leur épaisseur dans la partie 8 entre leurs extrémités et en utilisant, pour leur exécution, un métal de la résistance et élasticité voulues, com- me par exemple un acier d'une résistance de 125 à 140 par centi- mètre carré ayant une dureté Brinell de 420 à 360.
Pour obtenir un parfait alignement des organes de chaque palier lorsqu'ils sont assemblés, on peut usiner chaque carter en partant d'une plaque rectangulaire massive en acier de l'é- paisseur voulue et d'une longueur suffisante pour recevoir à la fois le carter même du palier etun prolongement équivalent de la surface latérale du bloc de pompe sur lequel il est destiné à être fixé par boulons.
On commence par percer ce bloc en une pièce de façon qu'il reçoive la bague extérieure de l'un des roulements à rouleaux.
On pratique ensuite sur chaque bord latéral du bloc des fentes 9 à la meule pour recevoir les dispositifs de liaison, et les extrémités 10 et 11 de ces organes de liaison qui ont leur pleine épaisseur subissent un travail à la meule de surface pour s'adap- ter étroitement à l'intérieur des fentes précitées.
On perce en- suite à la mèche le bloc du carter et les organes de liaison mis en place, puis on les alèse pour recevoir les chevilles 12 ser- vant à la fixation des organes de liaison par leurs extrémités à l'intérieur de leurs rainures. 'Ensuite, on retire les organes de liaison pour usiner le jeu sur la surface extérieure et l'ex- trémité extérieure du bloc, de manière à réaliser le bord laté- ral précité 7 autour duquel le carter peut tourner en cas de dé- formation de l'arbre excentrique. On fend ensuite le bloc en 13 en deux parties par un trait de soie latéral pour réaliser le carter 1 et une plaque 14 au moyen desquels on fixe les organes de liaison sur le bloc de la pompe.
La bague intérieure de chaque roulement à rouleaux s'adap- te par emmanchement à la presse sur l'arbre à excentriques B, et pour que la bague extérieure puisse être bloquée dans le sens de
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l'axe on la munit de son coté intérieur d'un rebord ou d'une bri- de extérieure 15 faisant tout le tour et agencée de façon à bu- ter contre la face intérieure du carter 1, et sur son côté exté- rieur d'une bride intérieure 16 faisant tout le tour et agencée de façon à buter contre les faces extérieures des rouleaux dis- posés à 1.'intérieur d'une rainure circonférentielle extérieure en forme de U dans la bague intérieure 17 immobile dans le sens latéral.
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"Self-aligning bearing for high pressure piston pumps".
The present invention relates to bearings for automatically aligning journals, and intended for high pressure reciprocating piston pumps.
The pump to which the present invention relates more particularly is intended to operate at speeds up to 1500 vibrations per minute and at pressures of 350 kgs per cm2 and more, and it comprises three or more pistons to which the discharge strokes are communicated by means of eccentric parts of a relatively short eccentric shaft by means of ball or roller bearings mounted directly on said eccentric parts.
At the very high pressure under which these pumps operate
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However, it is necessary to provide a slight deformation of the eccentric shaft in its center, with a value of about 0.25 mm for example, and this has been taken into account until now by mounting the ends of the 'shaft in journal bearings of the type mounted in spherical housings, so that they align automatically.
On larger pumps of this construction, it has been found that these spherical oarters take up too much space and do not easily fit into a picked up construction of the pump.
Accordingly, the object of the present invention is to achieve self-aligning bearings which are mounted in an improved manner, and which are less bulky than equivalent spherical housings.
In a self-aligning bearing according to the present invention, each journal bearing, preferably of the ball or roller type, is mounted in a straight housing, and these housings are supported by flexible connecting members which cè - tooth laterally under the action of the stress imposed by the deformation of the eccentric shaft, so as to allow the housings and the bearings of the latter to tilt and maintain the parallelism between the bearings of the trunnions and the shaft without giving rise to an excessive transverse load in the journal bearings.
The description which will follow with reference to the appended drawings given by way of nonlimiting examples will clearly show how the invention can be put into practice. on the attached drawings:
Figure 1 is a partially sectioned elevation of a reciprocating five piston pump provided with self-aligning bearings in accordance with the present invention.
Figure 2 is a front view of a bearing mounted and ready to be attached from one side of the pump body.
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Figure 3 is a sectional view corresponding to Figure 2.
Fig. 4 is a diagram showing a pair of bearing housings according to the present invention and having the effect of aligning a pair of journal bearings during a deformation of a pump eccentric shaft, said deformation being shown with a very strong exaggeration, the better to bring out the characteristics of the invention.
In the accompanying drawings, A represents the pump block or body, B the eccentric shaft for five pistons, and C the journal bearings supporting the shaft. according to the present invention, the bearings C are mounted by their outer rings in housings each of which consists of a rectangular metal block 1 drilled so as to receive the outer ring of the bearing, and which is fixed against or on the pump unit A by a pair of flexible connecting devices 2 and 3, one on each side of the housing.
These housings are disposed between two rigid side plates and fixed to the ends of the pump block, and normally maintain free contact with these two plates.
To allow the connecting members 2 and 3 to deform laterally under the action of the stress imposed by a deformation of the eccentric shaft B supported, the outer face of each casing is machined at 6 so that its thickness is reduced from its outer end to a transverse straight line which coincides with the axis of the eccentric shaft, so that, when the eccentric shaft is deformed, each casing can rotate around a straight line of contact produced by the edge 7 (see FIG. 3) at the end of the zone of reduced thickness on each outer face of the casing and by the contact surfaces of the aforementioned rigid side plates 4 and 5.
The desired flexibility of the devices can be obtained.
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bond by appropriately reducing their thickness in part 8 between their ends and by using, for their execution, a metal of the desired strength and elasticity, such as for example a steel with a strength of 125 to 140 per square centimeter having a Brinell hardness of 420 to 360.
To obtain a perfect alignment of the components of each bearing when they are assembled, each housing can be machined starting from a massive rectangular steel plate of the desired thickness and of sufficient length to accommodate both the housing. the housing of the bearing and an equivalent extension of the side surface of the pump unit to which it is intended to be fixed by bolts.
We start by drilling this block in one piece so that it receives the outer ring of one of the roller bearings.
Slots 9 are then made on each side of the block on the grinding wheel to receive the connecting devices, and the ends 10 and 11 of these connecting members, which have their full thickness, are subjected to surface grinding work to adapt them. - Tightly inside the aforementioned slots.
The casing block and the connecting members are then drilled with a drill bit, then they are matted to receive the dowels 12 serving to fix the connecting members by their ends inside their grooves. . 'Then the connecting members are removed in order to machine the clearance on the outer surface and the outer end of the block, so as to produce the aforementioned side edge 7 around which the casing can turn in the event of deformation. of the eccentric shaft. The block 13 is then split into two parts by a lateral silk line to produce the casing 1 and a plate 14 by means of which the connecting members are fixed to the pump block.
The inner ring of each roller bearing fits by press fit on the eccentric shaft B, and so that the outer ring can be locked in the direction of
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the axis is provided on its inner side with a flange or an outer brick 15 all around and arranged so as to abut against the inner face of the housing 1, and on its outer side an inner flange 16 all around and arranged to abut against the outer faces of the rollers arranged inside a U-shaped outer circumferential groove in the inner ring 17 stationary in the lateral direction .