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PERFECTIONNEMENTS-APPORTES AUX PALIERS.LISSES.
L'invention est relative aux paliers lisses, et concerne en parti- culier des perfectionnements apportés aux paliers spécialement utilisables dans les machines à meuler ou rectifier et autres machines-outils de préci- sion, dans lesquelles il importe qu'un axe ou tourillon soit disposé avec pré- cision et ne soit pas susceptible d'un mouvement de désaxement appréciable -en charge.
Dans certains cas il est possible d'utiliser un film lubrifiant d'huile ou de gaz, d'extrême finesse, telle que le jeu entre le tourillon et le palier soit lui-même moindre que le mouvement de désaxement permis du tou- rillon sous charge.
De tels agencements de paliers sont toutefois très limités pour ce qui est de la charge qu'ils peuvent supporter et, d'une façon générale, il est essentiel de prévoir la formation d'un film substantiel d'huile à l'effet de supporter la charge sans surchauffe ou usure inutile, et une telle condition nécessite un jeu appréciable entre le tourillon et le palier, à l'effet de permettre la formation d'un film lubrifiant adéquat par action hydrdynamique, Dans les agencements conventionnels de paliers,la rotation du tourillon en- gendre un matelas d'huile sous pression, qui dépend de la vitesse, de la vis- cosité et du jeu et, pour une vitesse constante, convenable sans charge, le tourillon tend à tourner po-axialement au palier..
Lorsqu'une charge est appli- quée, le tourillon est toutefois déplacé et il se crée alors ipso-facto une pression de film d'huile, variant d'un minimum, soit sensiblement zéro, qui s'étend sur environ la moitié de la périphérie, jusqu'à un maximum situé en un point qui corrèspond approximativement à la direction de la charge maximum.
Dans de telles conditions, le tourillon peut se décentrer principalement dans une direction, et dans une mesure qui dépend, entre autres choses, du jeu en- tre le tourillon et le palier; ce déplacement est excessif pour beaucoup d'ap- plications de paliers de précision.
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La présente invention a pour objet de prévoir une construction ou disposition perfectionnée de palier, grâce à laquelle on peut conserver l'a- vantage de la lubrification à l'aide d'un film d'huile substantiel tout en assurant le maintien du tourillon dans une position exactement co-axiale par rapport au palier, quelle que puisse être la charge et sa direction d'appli- cation.
Conformément à la présente invention, dans un ensemble ou disposi- tion de palier à tourillon, le palier ou le tourillon comprend une ou plu- sieurs sections agencées de manière que le jeu entre le tourillon et le pa- lier diminue dans la direction de l'écoulement de l'huile qui est produit par la rotation du tourillon par rapport au palier, et de profil tel que, lors de la rotation du tourillon, une pression d'huile lubrifiants pratiquement constante soit créée tout autour du tourillon dans des conditions pour les- quelles aucune charge ou force n'est appliquée au tourillon.
L'invention comprend également un palier à tourillon pourvu d'un alésage comprenant une.ou plusieurs sections de profil tel que, par rotation du tourillon, il se crée tout autour de celui-ci une pression pratiquement constante d'huile lubrifiante dans des conditions pour lesquelles aucune char- ge ou force externe n'est appliquée au tourillon.
Dans un tel palier, ou ensemble ou disposition de palier, de l'hui- le est de préférence introduites. l'endroit ou aux environs de l'endroit où règne lejeu maximum entre le tourillon et le palier. Lorsque le tourillon est profilé, de l'huile peut être introduite en un certain nombre d'emplacements espacés autour du palier, ou bien par une perforation pratiquée dans le tourl- ion.
Les conditions affectant le profil à donner à la section peuvent comprendre la vitesse de rotation du tourillon, la longueur du palier la vis- cosité de l'huile, et cela que l'écoulement de l'huile aux extrémités du pa- lier soit ou non entravé.
Pour un groupe quelconque de telles conditions, l'angle (qui sera parfois désigné ci-après par "pente du profil") entre la tangente au profil et une ligne passant au point de tangence et perpendiculaire au rayon allant du centre du tourillon du point de tangence, varie suivant une relation qui peut être établie empiriquement et il peut être prévu pour engendrer toutes les pressionsnécessaires, même de l'ordre de plusieurs centaines de Kgs par
2 cm .
Grâce à de tels moyens, il est possible d'obtenir, en l'absence de charge extérieure appliquée au tourillon, une pression d'huile considéra- ble, pratiquement constante tout autour du tourillon, de sorte que,-lorsqu'au- cune charge ou force est appliquée à l'arbre, un changement négligeable de position du tourillon dans le palier se traduit premièrement par une pression accrue entre le palier et le tourillon qui s'oppose à la charge appliquée, et secondement,diamétralement à l'opposé de la pression accrue, par une pres- sion diminuée,la réduction s'opposant effectivement aussi à la charge appli- quée au tourillon.
L'accroissement de pression résulte du fait qu'une petite modifi- cation de position a pour effet d'accroître le rapport de la'pente du profil au jeu dans la région appropriée et, diamètralement à l'opposé, la réduction de pression résulte du fait que le rapport de la pente du profil au jeu est diminué.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail, à titre d'exem- ple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels:
Fig. 1 est une vue en élévation en bout, illustrant une réalisa- tion de palier à tourillon conforme à l'invention;
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II fig. 1; et,
Fig. 3 est une vue en bout schématique illustrant une méthode d'établissement d'un palier dont le profil est approximativement celui d'une spirale d'Archimède, dont le tracé a été fortement exagéré en vue de la clar- té.
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En exécutant l'invention, conformément à une de ses réalisations, et en se référant en particulier aux figs. 1,- et 2 des dessins schématiques annexés,un palier 1 constitué de deux moitiés la, 1b. est usiné de manière que l'alésage 2, au lieu d'être circulaire en section droite, affecte en section la forme d'une spirale.
Le profil est tel que la pente du profil,, c'est-à-dire l'angle entre une tangente à l'alésage et une ligne passant au point de tangence et perpendiculaire au rayon allant du centre du tourillon au point de tangence a avec le jeu une relation qui peut être exponentielle, constante ou hydridé suivant les conditions de fuite latérale (c'est-à-dire aux extrémités du palier ou dans une direction parallèle à l'axe du touril- lon)En pratique la variation dans lejeu peut aller, par exemple, d'envi- ron 0, 025 m/m en A à 0,127 m/m en B, et la dite variation de jeu peut être déterminée expérimentalement suivant les conditions particulières de vitesse, longueur de palier, viscosité de l'huile, et cela que les extrémités du pa- lier soient ouvertes ou plus ou moins fermées,
en prévoyant une série de tu- bes reliant différents points de la périphérie de l'alésage à des manomètres, et en modifiant la constante de la courbure jusqu'à ce que, pour des condi- tions données, toutes les pressions observées soient sensiblement les mêmes à l'état non chargé.
Comme indiqué précédemment, le sens de rotation du tourillon va dujeu maximum au jeu minimum, et de l'huile est introduit par un passage le et une rainure 1d à l'emplacement ou au voisinage du point où lejeu est ma- ximum.
Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que le profil du palier est, en fonctionnement, une surface lisse continue sur pra- tiquement 360 , avec un gradin 2a allant du jeu minimum au jeu maximum.
Dans une réalisation préférée, la pression à laquelle l'huile est introduite est du même ordre que la pression créée autour du tourillon à l'état non chargé.
L'huile s'échappe aux extrémités du palier, et il est par suite avantageux de munir le palier, à ses extrémités, de portions exactement cy- lindriques avec un faible jeu par rapport au tourillon, de manière à empê- cher ou entraver la sortie d'huile et permettre par suite de retirer l'effet maximum de la disposition en spirale.
Au voisinage du gradin 2, entre les jeux minimum et maximum, peut exister une région de pression moindre qui, cependant, n'a qu'un effet désavantageux réduit, mais en vue d'y remédier, l'alésage peut être constitué de deux ou plus de deux sections en spirales, déplacées angulairement entre- elles, de manière que toute imperfection provenant d'une pression réduite au gradin puisse être atténuée ou supprimée. Ainsi si l'on prévoit deux.sec- tions en spirale, la position relative optimum sera fournie par des gradins diamétralement opposés, mais un décalage angulaire de faible amplitude peut même être suffisant pour réaliser pratiquement des conditions de pression constante tout autour du tourillon.
La direction d'application de la charge n'est aucunement criti- que, mais elle sera de préférence orientée vers un point situé dans le sec- teu.r de 1800 opposé au gradin de la spirale, lorsqu'une spirale unique esf utilisée.
Au lieu de prévoir deux ou un plus grand nombre de sections de spirale dans le but dont il a été question, on peut prévoir une spirale gau- chie c'est-à-dire une spirale dont le gradin suit le tracé d'une hélice dans le sens de la longueur du palier.
Une grande tolérance peut être admise dans la forme du profil réel sans désavantage appréciable pour l'objet de l'invention. Ainsi, on peut choisir un profil approprié qui par lui même admet une fabrication par une grande variété de moyens, notamment en forant une série de segments de rayons progressivement décroissants et en les assemblant pour former un profil continu. Par exemple, comme représenté fig. 3, le palier 1 peut être constitué de quatre segments, c'est-à-dire 1c, 1f, 1g, 1h Le segment le est foré à partir d'un centre avec un rayon R1; le segment 1 f est foré
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à partir d'un centre C2 avec un rayon R2; le segment lg est foré à partir d'un centre C3 avec un rayon R3, et le segment 1h est foré à partir d'un centre C4 avec un rayon R4.
Pour être utilisé avec un tourillon dont le diamètre est de 69,85 mm, R1 peut avoir 47,815 mm; R2 47,764 mm; R3 47,713 mm et R4 47,663mm les centres C1,C2,C3etC4 étant placés de manière telle qu'assemblées, les surfaces 2b, 2, 2d, 2e des segments respectifs 1e, 1f, 1g, 1h forment un profil en spirale ayant un jeu minimum. A de 0,0391 mm et un jeu maximum B de 0,190 mm.
Alternativement, on peut forer une paire de segments d'approxima- tivement 1800 de développement tout en les soumettant à un mouvement de plia- ge ou courbure progressif en rapport avec le profil désiré.
Au lieu d'établir le palier du tourillon avec un alésage ayant un profil en spirale, le tourillon lui-même peut être conformé de manière à présenter une section droite en spirale, équivalente, en vue de l'utilisation avec un palier ayant un alésage cylindrique.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux réa- lisations particulières décrites plus haut. 'Par exemple, un palier à touril- lon peut comporter deux ou un plus grand nombre de coussinets ou manchons dont chacun présente un alésage de section en spirale comme précédemment dé- crit, les dits coussinets ou manchons étant disposés dans un logement de ma- nière telle que les sections en spirale respectives soient décalées angulai- rement.
D'une façon analogue, l'assemblage peut comprendre des sections terminales établies séparément et comportant des alésages exactement cylindri- ques. L'invention peut également être adaptée à son utilisation dans des pa- liers coniques.
Alternativement, l'alésage du palier peut être cylindrique et le tourillon être profilé afin de procurer une ou plusieurs sections en spirale ayant les caractères indiqués, auquel cas le jeu entre le tourillon et le palier croit dans le sens de la rotation du tourillon.
REVENDICATIONS.
1. - Un palier ou ensemble de palier à tourillon, dans lequel le palier ou le tourillon comprend une ou plusieurs sections agencées de maniè- re que le jeu entre le tourillon et le palier décroisse dans la direction de l'écoulement -de l'huile qui est provoqué par la rotation du tourillon par rapport au palier, et de profil tel que lors de la rotation du tourillon, il se crée une pression pratiquement constante d'huile lubrifiante tout autour du tourillon, dans des conditions pour lesquelles aucune charge ou force ex- térieure est appliquée au tourillon.
2. - Un palier à tourillon pourvu d'un alésage comprenant une ou plusieurs sections de profil tel que, par rotation du tourillon, une pression pratiquement constante d'huile lubrifiante est créée tout autour du tourillon, dans des conditions pour lesquelles aucune charge ou force extérieure est ap- pliquée en tourillon.
3. - Un palier à tourillon pourvu d'un alésage dont le profil est une surface continue sur pratiquement 360 , sauf une ligne s'étendant suivant la longueur du palier, à l'emplacement de laquelle existe un gradin allant du jeu minimum au jeu maximum.
4. - Un palier à tourillon conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, dans lequel de l'huile est introduite à ou au voisinage de l'emplacement du jeu maximum entre le tourillon et le palier.