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Système de palier, notamment pour trépans.
La présente invention concerne les paliers de tourillonnement et plus spécialement les paliers destines à des éléments rotatifs montés sur des bouts d'arbres par rapport auxquels ils peuvent tourner. De tels bouts d'arbres ou axes de portée sont fréquemment utilisés pour le montage des ablettes de trépans rotatifs destinés au forage, d'aléseurs, de trépans carottiers et d'autres trépana utilisés pour le forage du sol par rotation* Dans ces outils
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servant au forage du sol, la molette est montée sur un axe de portée ou bout d'arbre qui s'étend en porte-à-faux à partir d'un bras du trépan.
Cet axe de portée s'étend vers le bas et vers l'intérieur en direction de l'axe vertical du trépan et la molette est étudiée et montée de façon à entourer ou à coiffer l'extrémité libre et les faces latérales de cet axe. L'ensemble doit nécessairement com- porter des moyens assurant le verrouillage de la molette sur l'axe de portée, car un déplacement axial ou un mouvement de basculement pourrait provoquer le coincement de la molette dans une position telle qu'elle frotterait sur le fond du trou foré au lieu de rouler sur lui lors de la rotation du trépan.
Les premiers trépans à molettes pour le forage du sol ont été utilisés dans des terrains durs. Dans ces trépans anciens, les palier* étaient utilisés presque exclusivement por le montage de molettes rotatives sur des axes fixes s'étendant à partir du bras portés par la tête du trépan.
Ces systèmes de paliers étaient habituellement satisfaisants pour le but poursuivi, mais exigeaient une alimentation importante en lubrifiant. Aucun dispositif satisfaisant, capable de réaliser l'étanchéité vis-à-vis du lubrifiant pour le retenir dans le palier, n'a ttoutefois été créé, de sorte qu'il était nécessaire d'assurer une alimentation importante en lubrifiant afin de remplacer continuellement celui qui s'échappait entre l'axe du palier et la molette.
La quantité requise devait être au moins suffisante pour couvrir toute la durée de service du système de coupe, qui était alors relativement courte. Quand la réserve de lubrifiant était épuisée ou lorsqu'un canal de graissage était bloqué, il en résultait une surchauffe et un grippage. En outre, ces
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agencements permettaient la contamination des paliers par la boue de forage et les débris de roches fins, même avant 1'épuisement du lubrifiant. Ces matières abrasives étaient broyées entre l'axe et la molette, ce qui réduisait la durée de service des surfaces intéressées.
Quand ces trépans anciens ont ensuite été utilisés pour le forage de couches de terrain plus molles, la longévité alors plus grande du système de coupe a exigé également une augmentation de la durée de service du système de palier. Le même problème s'est posé avec le développement de dents en acier présentant de meilleures caractéristiques métallurgiques et également avec le développement plus récent de systèmes de coupe constitués par des concrétions de carbure de tungstène insérées dans une molette métallique, les extrémités émoussées de ces concrétions faisant saillie par rapport à la molette et servant d'éléments de coupe.
Ce dernier type de trépans, qui a été lancé sur le marché par la Société demanderesse sous la dénomination "Hugheset", a révolutionné le forage en terrain dur en augmentant fortement la durée de service du système de coupe des trépans employés dans les terrains durs.
Dans les deux types de trépans, on a constaté qu'il était avantageux de remplacer les anciens paliers par des paliers anti-friction, en utilisant habituellement un jeu de rouleaux et un jeu de billes pour chaque molette, les billes servant également au verrouillage de la molette sur son axe de portée. Dans la plupart des cas, la lubrification de ces paliers anti-friction était assurée par le fluide de forage, qui pénétrait dans les intervalles ménagés entre le bras du trépan et la molette en mouvement, sur la face arrière de cette dernière, bien que dans
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certains trépans des canaux aient été prévus à travers les bras de ces trépans et les axes de portée, pour dévier une partie du fluide de forage en vue du refroidissement et du graissage des paliers.
Malgré le succès maintenant bien établi des paliers anti-friction dans les outils pour le forage du sol, ces paliers présentent des inconvénients qui ne sont pas partagés par les paliers de tourillonnement formant paliers lisses. Les rouleaux et les billes entraînés en rotation soumettent les chemins de roulement ou couronnes dans lesquels ils se déplacent à une inversion de contraintes permanente qui provoque au bout d'un certain temps des défaillances par fatigue. 'Aucun lubrifiant n'a encore été trouvé pour empêcher cette défaillance par fatigue, même dans un palier bien lubrifié et ne contenant pas d'agents de contamination.
Un second inconvénient réside dans le fait que la couronne ou le chemin de roulement des rouleaux et le chemin de roulement des billes ne peut être obtenue qu'aux dépens de l'axe de portée et de la molette rotative. Les réductions résultantes du diamètre de l'axe de portée et de l'épaisseur du corps de la molette ont pour conséquence l'obtention d'un axe de portée moine résistant, en particulier vis-à-vis des contraintes de cisaillement, et d'une enveloppe ou d'un corps de molette comportant une moindre quantité de métal de support pour les dents ou les concrétions.
L'invention concerne des paliers de tourillonnement formant paliers lisses utilisables dans des systèmes lubrifiés, rendus étanches d'une manière empêchant la pénétration du fluide de forage, des outils de forage lubrifiés simplement par l'introduction de fluide de forage entre le bras du trépan et la molette rotative comme indiqué
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précédemment, et des outils de forage lubrifiés en déviant une partie du fluide de forage à travers l'axe de portée,
bien que le milieu préféré soit celui dans lequel un lubri- fiant tel que de la graisse dérivée des pétroles ou un lubri- fiant analogue est fourni à un outil comportant des organes réalisant l'étanchéité vis-à-vis de la pénétration du fluide de forage dans les interstices du palier et vis-à-vis de l'écoulement du lubrifiant vers l'extérieur. Un développement récent, qui a permis le retour 1 des paliers lisses dans les trépans pour le forage du sol, permet d'assurer avec succès l'étanchéité entre les molettes rotatives et les bras du trépan, afin d'empêcher l'échappement intempestif du lubrifiant et la pénétration d'agents de contamination.
Les paliers suivant l'invention ont pour but d'éviter certains inconvénients des systèmes anciens. Ces systèmes utilisaient un coussinet 1 filetage intérieur, fixé dans la molette par une bague de blocage et monté sur l'axe de portée par engagement de son filetage dans un filetage correspondant prévu sur la surface de l'axe de portée. Bien que cet agencement donne satisfaction lors du fonctionnement, il présente au moins deux éléments (coussinet et bague de- blocage) en plus de l'axe de portée et de la molette, et il exige en outre un usinage considérable pour la formation des filetages, le rainurage destiné à la réception de la bague de blocage, etc..
Par ailleurs, le coussinet interposé entre l'axe de portée et la molette n'est solidaire ni de l'un, ni de l'autre élément et il réduit le diamètre de l'axe de portée et (ou) l'épaisseur du corps ou de l'enveloppe de la molette. Bien qu'il soit fixé par vissage sur l'axe de portée et qu'ainsi il ne tourne pas avec la molette conique, il ne peut pas être considéré comme appartenant réellement à cet axe de portée, et il constitue une source indépendante de dérangements, tout en réduisant la résistance au cisaillement
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dudit axe de portée.
Etant donné que la seule fonction assurée par ce coussinet connu, disposé entre l'axe de portée et la molette rotative, est d'assurer la fixation entre ces deux derniers éléments, le but principal de l'invention est de crier un dispositif pour le montage d'une molette rotative dans lequel cette molette est tourillonnée directement sur l'axe de portée$ l'espace utilisé par les coussinets connue ou les paliers anti-friction antérieure servant ioi à augmenter ' le diamètre de l'axe de portée et (ou) l'épaisseur de lien- veloppe ou du corps de la molette.
On conçoit qu'une molette rotative ne peut pas être verrouillée sur un arbre fixe, tout en étant tourillonnée directement sur lui, sans l'intervention d'au moins un élément additionnel pour empêcher la séparation de cette molette et de cet arbre par un déplacement axial relatif, par \ mouvement latéral, ou par une combinaison de ces mouvements; un autre but de l'invention est donc de créer une combinaison de molette rotative et d'axe de portée assurant un tourillonnement direct et dans laquelle le nombre de ces éléments additionnels est réduit au minimum, lesdits éléments additionnels étant fixés sur cet axe de portée dans une relation empêchant leur rotation (c'est-à-dire qu'ils ne servent pas de palier anti-friction).
Un autre but encore de l'invention est de créer un dispositif pour le montage, sur un élément de portée pré- sentant une face terminale et des faces latérales libres, d'un élément de tourillonnement pouvant tourner par rapport à cet élément de portée et coiffant son extrémité libre et ses faces latérales, des organes coopérant ensemble étant prévus pour assurer l'assemblage de ces éléments sans autre mouvement relatif appréciable qu'un mouvement de rotation.
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L'intention a encore pour but de créer des procédés de fabrication simplifiés pour l'obtention d'un tel dispositif et un dispositif exigeant un minimum d'opérations pour sa fabrication, On parvient aux résultats désirés, suivant l'invention, par l'utilisation d'un axe de portée ou arbre présentant initialement une surface ayant la forme d'un corps de révolution et comportant une partie faisant saillie laté- râlement, ayant un diamètre supérieur à celui de la partie de l'arbre qui se trouve axialement derrière elle, et d'une molette munie d'un contour interne correspondant exactement à la surface de l'arbre,
sauf on ce qui concerne les petits accroissements de diamètre servant à la réception du volume de lubrifiant désire, correspondant aux tolérances de fabri- cation, etc.. Cet axe de portée est alors usiné par dépouillé au degré nécessaire pour le montage de la molette en réalisant cet usinage en direction du bas 1. partir de la partie de sa surface qui se trouve à l'opposé du coté haute pression de l'arbre, c'est-à-dire sur le côté déchargé.
Le Cote haute pression de l'arbre correspond à la partie la plue rapprochée du fond et des parois latérales du trou foré, qui est définie par un plan vertical passant, par l'axe géométrique de cet axe de portée, et le cote déchargée correspond à la partie diamétralement opposée à la précédente.
La molette rotative est ensuite adaptée sur l'axe de portée par une combinaison de mouvements linéaires et de mouvements de basculement. Une partie de cette molette se trouve alors derrière la lèvre ou partie en saillie précitée de l'axe de portée, et c'est cette lèvre ou partie qui pêche le dégagement de la molette par un seul déplacement axial. Ce dégagement ne peut être réalisé qu'en inversant le processus d'assemblage et en faisant intervenir un mouvement de basculement. Ce démontage est empêché par l'introduction
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d'un bouchon ou tampon dans un alésage a'étendant depuis la face externe du bras du trépan et traversant complètement l'axe de portée.
Ce bouchon fait saillie à partir de l'axe de portée, afin de Tenir coopérer par glissement avec la partie de la surface interne de la molette qui doit subir un mouvement latéral de basculement lors de son démontage, de
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manière à rendre ce déplacement impossible, oo qui Maure le verrouillage des deux éléments en position assemblée,. Le bouchon est fixé dans cette position de toute manière conte-*
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nable par exemple par soudage sur la tête du trépan, à l'extrémité d'entrée de cet alésage.
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On peut utiliser d1r. alésages et divers bouchons, ainsi que divers types de profils d'arbres oo de Miettes appareilles.
La description qui va suivre, faite en regard des dessina annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
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La figt 1 montre 1111 mode do réalisation préfère de l'invention et représente en coupe verticale une Miette rotative adaptée sur un axe de portée, le bouchon étant an placet
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La fig. X est une vue en élévatioa de l'axe do portée montré sur la fig. 1. la molette et le bouchoa étant enlevée Les ±11. , et 4 sont respectivement des vues de dessus et d'extrémité du bouchon représenté sur la fig. 1.
La fig. 5 montre une variante de réalisation analogue
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k la f1g. 1, sauf que le bouchon est disposé axialement pour constituer un axe pilote, l'intérieur de la molette étant profilé pour la réception d'un coussinet et d'une pastille de butée.
La fig. 6 montre un mode de réalisation analogue à celui représenté sur la fig. 5, mais dans lequel on a utilisé toute- . fois un autre mode de réalisation de bouchon.
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La. fin. 7 est une vue en coupe partielle par la ligne 7-7 en fin. 6, montrant un détail du système de bouchon.
La fig. 8 montre un autre mode de réalisation, qui D'écarte de ceux représentés dans les autres figures en ce cens que l'axe de portée est muni d'une gorge coopérant avec une nervure annulaire prévue à l'intérieur de la molette, au lieu de l'agencement inverse.
La fig. 9 montre le premier stade opératoire au cours du montage de la molette visible sur la fig. 1 sur l'arbre
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associé, cette vue servant également à illustrer un mode d'usinage par dépouille de l'axe de portée.
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La fin, 10 montre la seconde opération effectuée lors du montage de la molette.
La fig. 11 montre la Molette dans sa position finale, le bouchon étant. introduit en place afin d'assurer le blocage de cette molette sur son arbre.
Dans les figures d'ensemble, on n'a pas cherché à représenter le volume occupé par le lubrifiant ou le jeu ménagé entre la molette et l'axe de portée. Ces jeux ont été supprimés pour plus de facilité, étant donné qu'ils sont très petits par rapport aux dimensions de la molette et de l'arbre;
on rappellera toutefois qu'un tel espace représente par exemple
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de 0,03 à 0#05 mm dans le sens radial pour l'interstice radial (par cin de diamètre de l'axe de portée) et 0,129 M pour l'interstice axial 12* Par ailleurs, on remarquera que, dan8 la plupart des figures, le bras du trépan est représenté dans une position inclinée par rapport au bord du papier, pour
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réduire au minimua le nombre de planches de dessin.
Pour obtenir l'orientation correcte par rapport à un trou foré
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verticalement, on doit rappeler que l'axe du trépan, qui forme également l'axe du trou foré, est vertical, et qu'il en
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est de même pour la surface extemt du bras z du trépan. On a représenté sur la fïgo 1 une partie d'un trépan
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type 1 pour le forage du sol se terminant vers le bas par au
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moins un bras 2 à partir duquel m axe de portée 1 a'étend vers le bas et vers l'intérieur. L'axe gdondtrîquè 1 de cet axe de portée 3¯ peut couper Ilaxo'g6onitrique l du trépan, ou bien il peut être légèrement décalé par rapport à lui.
La partie supérieure du trépan, qui n'est pas représentée, se termine par une queue creuse classique, filetée en vue
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de son raccordement à l'extrémité inférieure d'une masse" tige ou d'un autre élément appartenant à une colonne dé tiges de forage. Des canaux prévus pour le fluide de forage (non représentés) s'étendent depuis l'intérieur de cette queue,
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soit contralement à travers la tête du trépan, soit in travers cette tête en direction de buses ou tuyères dit- posées c3.rco'arentielleaent entre les bras 2..
Un canal à lubrifiant 6 s'étend depuis un réservoir à lubrifiant (non
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représenté), qui peut être prévu dans la tête, Jusqu'à l'alpage 2, traversant le bras du trépan et l'axe de portée 3.
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Le système de palier 10 représenté sur la fig. 1 comprend simplement l'axe de portée 3. une molette rotative
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et un bouchon 12, bien qu'une bague d'étanchéité ,"3 soit préférable pour l'obtention d'un système de palier parfaitement lubrifié et rendu étanche.
On peut utiliser, pour former la bague d'étanchéité 13. n'importe quel élément empêchant l'entrée de la boue de forage et des autres agents
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de oonra3nti.o, dans l'interstice ,, du palier et limitant la perte de lubrifiant à partir de ce palier pour la ramener à une valeur raisonnable.
la bref, le dispositif à'é%anéh6i%' utilisé comprend une bague d'étaachéité annulaire formée par une rondelle en métal ou une rondelle Bellolrille ayant légèrement une forme de cuvette dans le sens axial et qui, à l'état libre, a une longueur axiale supérieure à la dimension
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axiale d'un intervalle ménagé entre deux surfaces annu-
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laires 16 et 17 orientées axialement, prévues sur le bras 2, du trépan et la molette 11. Ce ressort ou cette rondelle présente un garnissage en caoutchouc sur ses parties qui coopèrent avec les surfaces annulaires, afin de favoriser l'étanchéité et le glissement.
Ce garnissage peut s'étendre depuis le diamètre intérieur de la rondelle conique, pour fournir une coopération avec la surface cylindrique de l'axe de portée 2. Allant d'un montage flottant à un montage à force, la bague d'étanchéité tournant alors extrêmement lentement autour de l'axe de portée. La bague d'étanchéité 13 est partiellement aplatie à l'état d'assemblage initial et réalise l'étanchéité vis-à-vis d'une large combinaison de mouvements entre la molette 11 et cet axe de portée 2.
(mouvements axiaux dans les deux@@ans, mouvements radiaux et mouvements de nutation). La bague d'étanchéité est étudiée de façon à tenir compte des fluctuations rapides de la pression du lubrifiant vis-à-vis de la pression du fluide de forage, résultant des mouvements de la molette 11, et des variations résultantes à la fois totales et locales du volume des interstices 14, 15 et 18. Elle est étudiée également de façon à permettre une fuite très lente de lubrifiant entre la surface 17 et la partie de la bague d'étanchéité 13 qui vient en contact avec cette surface, afin d'assurer une lubrification appropriée de ladite surface.
Comme cela est mieux visible sur la fig. 2, la surface de l'axe de portée 2. présente à l'état initial une partie cylindrique une lèvre ou nervure 22, et une zone pilote conique 23, qui peuvent toutes être considérées comme des surfaces délimitées par rotation du profil 20, prévu sur le côté haute pression, autour de l'axe géométrique 4.
A l'état terminé, chacune de ces parties de la surface de l'axe de portée est au moins partiellement modifiée de la manière qui
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sera décrite plus loin, afin de ménager un intervalle ou une chambre entre la surface initiale et la surface modifiée cet intervalle est maximum sur le côté déchargé de l'axe de portée 3. en un point diamétralement opposé au côté haute pression, comme indiqué par le profil modifié sur la fig. 2, et il diminue graduellement pour dispa- raître lorsqu'on se déplace circonférentiellementg dans en @u l'autre sens vers le coté haute pression.
Comme indiqué par le profil 27, seule une partie 28 de la surface cylindrique initiale demeure intacte au droit de la zone de largeur maximum de l'intervalle 24; de même, seule une petite partie 30 de la surface conique initiale demeure présente. Entre ces parties 28 et 30 s'étend le contour ou profil modifié 29, qui forme un élément de la surface Bien que cette surface paraisse aller en s'amincissant à la manière d'une surface conique entre les zones 21 et 30,elle forme en réalité une surface cylindrique qui peut être délimitée par rotation de la partie @9 autour de l'axe d'usinage 31.
Afin de permettre aux techniciens spécialisés dans ce domaine de mieux comprendre l'invention dans son application à un trépan pour le forage du sol, la fig. 9 se rapporte à la première opération effectuée lors de l'assemblage de la molette 11 avec l'axe de portée 3 correspondant au mode de réalisation visible sur la fig. 1. Comme indiqué sur la fig. 9, la molette 11 est emboîtée sur l'axe de portée de telle sorte que sa surface cylindrique 21' vienne en contact avec le profil 29 du côté déchargé de l'axe de portée et avec la lèvre 22 du côté haute pression de cet axe.
Dans cette position, le profil particulier utilisé est tel que la projection de la surface 21' sur le coté haute pression passe par l'angle formé par les surfaces 16 et 21 du bras 2 du trépan et de l'axe de portée 3.
Etant donné que la surface 21', est tangente à la lèvre 22,
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l'angle B formé par l'intersection avec la surface 21 peut être aisément déterminé à partir des dimensions connues de l'axe de portée non modifié. On voit alors que la surface modifiée 29 doit s'étendre selon le même angle Il par rapport à la surface initiale 2 et que l'axe d'usinage 31 coupe l'axe . selon cet angle ..
La seule autre information requise pour le calcul est le rayon d'usinage, qui nécessairement ne doit pas dépasser A/2 (rayon de la partie cylindrique 21'à l'intérieur de la molette 11). Comme indiqué sur la fig. 9, l'axe d'usinage 31 s'étend, selon un rayon égal à A/2, à partir du point de tangence de la surface 21' de la molette avec la lèvre 22 du côté haute pression du bras 2 du trépan.
Les deux dimensions formées par l'angle B et le rayon d'usinage A/2 déterminent de façon particulière la position de l'axe d'usinage 31 dans le même plan vertical que l'axe En utilisant des lois géométriques bien connues, on peut transformer ces données en dimensions qui sont utilisées de façon plus courante par les mécaniciens, par exemple pour obtenir l'angle formé par l'axe 31 avec une ligne horizontale et la distance entre un point de référence situé sur le bras 2 du trépan et cet axe, mesurée perpendiculairement audit axe.
Le résultat final est le même, le bras subissant alors une rotation autour de l'axe 31; on usine ensuite l'axe de portée 2. selon un rayon égal à A/2 autour de l'axe 31, ce qui permet d'obtenir la surface et l'intervalle 24.
Les opérations de montage de la molette pour passer de la fig. 9 à la fig. 10 correspondent à un nouveau mouvement de coulissement de la molette 11, dans une position telle que son axe 32 coïncide avec l'axe d'usinage 31, sa surface cylindrique 21' glissant sur la surface modifiée ± et sur la lèvre 22 de l'axe de portée. Ce mouvement (comme montré sur la fig. 9) se poursuit jusqu'à ce que le bord inférieur 33
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de la surface cylindrique 21' Tienne en contact avec l'extrémité de la lèvre 22 ou dépasse légèrement cette extrémité.
Ensuite, le mouvement s'effectue comme montré sur la fige 10, par une combinaison de mouvement linéaire du type précité et de basculement dans le sens anti-horaire autour d'un axe horizontal imaginaire, perpendiculaire au plan d'intersection passant d'une façon générale par l'ex- trémité supérieure de l'axe de portée }, ou bien par une combinaison d'un déplacement linéaire et d'un mouvement du bord 33 vers le bas le long de la face arrière 26 de la lèvre 22. Ce mouvement combiné se poursuit jusqu'à ce que la molette soit complètement en place comme montré sur la fige 1.
. On remarquera à l'examen de la fig. 1 que l' extrémité interne 21 du bouchon 12 est profilée de façon à s'adapter à la forme de la surface formant gorge 22' et @ une partie de l@@urface conique 23' de la molette 11, et que dans la position d'assemblage les surfaces profilées 34 et 35 agissent comme portées pour les surfaces 22', et 23' de telle sorte que l'on obtienne un effet de support qui se substitue essentiellement à l'action exercée par les surfaces corres- pondantes de l'axe de portée initial.
Comme montré en par- ticulier sur les fige , et 4, la surface latérale 34 présente un méplat 36, qui est usiné de façon à permettre l' engagement de l'extrémité 21 sous le bord inférieur 33 de la molette 11.
Ces figures, conjuguées à la fig. l, montrent également que le bouchon 12 présente une partie arrière pleine 41, une partie décolletée 42 qui se trouve au-dessous du canal 2 et qui délimite avec l'alésage 1 un intervalle annulaire 43, et une partie à double biseau 44 reliant la partie 42 à l'ex- trémité 37 et délimitant avec l'alésage 7 des canaux 45 pour le passage du lubrifiant en direction de l'extrémité de l'alésage. L'extrémité externe .il du bouchon est profilée en
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46 pour la réception d'un bouchon de soudure 47, et il en est de même de la partie indiquée du bras 2. du trépan.
On remarquera qu'un canal axial 9 destiné au lubrifiant peut attendre entre l'intervalle 43 et l'extrémité libre 8 de l'axe de portée, à la place du canal formé par l'alésage 2. ou en plus de ce canal.
On a montré sur la fig. 11 l'avant-dernière opération effectuée lors de l'assemblage, cette figure différant de la fige 10 simplement par le fait que la molette a été complètement engagée en place et que le bouchon 12 a été refoulé complètement à travers l'alésage 7, jusque dans l'intervalle 24 et la rainure 22. Cette figure diffère de la fig. 1 par le fait que ce bouchon n'a pas subi de dépla- cement angulaire pour l'obtention @'un contact maximum entre ses surfaces .2! et '-2. et les surfaces 22' et 23' délimitant la gorge de la molette.
Cette figure a été ajoutée au risque de prolixité pour souligner deux particularités; Tout d'abord l'assemblage est essentiellement terminé dans la position représentée sur la fig. 11 (sauf en ce qui concerne la soudure 47), car il n'est pas essentiel de ramener à une valeur maximum la surface de portée entre les éléments indiqués, On doit rappeler que le but principal du bouchon 12 est d'empêcher la molette 11 d'échapper à l'axe de portée 3 et que la force exercée par l'un ou l'autre des éléments sur le second au voisinage de l'extrémité 21 du bouchon est minime.
Les forces importantes sont celles exercées par le terrain sur la molette et par conséquent sur l'axe de portée sur le côté haute pression de ce dernier, c'est-à-dire dans la partie 20 montrée sur la fig. 2.
Le second point, qui est lié au premier, est concrétisé par le fait qu'il est incorrect de dire que la molette peut échapper à l'axe quand une partie du bouchon assemblé comme montré sur la fig. 1 est enlevée par abrasion sous l'effet
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des conditions de travail, pour produire un second méplat analogue au méplat dans la position primitive corres- pondant à la fig. 11, corne on pourrait le supposer à première vue.
Pour permettre le dégagement de la molette 11 par rapport à l'axe de portée 3, il est nécessaire de sectionnez, ou d'enlever par abrasion la plus grande partie de l'extrémité fl du bouchon faisant saillie dans l'intervalle 24. Ceci peut être vérifié en se reportant aux fig. 9 et 10 et à la description donnée ci-avant, ainsi qu'au profil partiel 50 de la molette indiqué en pointillé sur la fig. 11, qui montre la position finale obtenue lors de la premiers opération d'assemblage décrite ci-avant.
On remarquera également que l'extrémité 37 du bouchon doit être supprimée complètement avant que la molette puisse venir occuper la position 50 indiquée en pointillé, comme montré par le profil en pointillé51 indiqué pour l'extrémité du bouchon sur la fig, 10.
Le mode d'usinage de l'axe de portée 3 indiqué ci-avant ne constitue pas la seule méthode possible, mais elle est la mieux adaptée à une production rapide. D'autres techniques peuvent être appliquées, sans s'écarter de l'invention, ces techniques offrant comme avantage principal la possibilité d'enlever une quantité de matière légèrement moindre à partir du coté déchargé de l'axe de portée. Mais, étant donné que les techniques envi- sagées font intervenir des opérations d'usinage supplémentaires, ces avantages sont transformés en inconvénients.
On a représenté sur la fig. 5 un mode de réalisation analogue à celui visible sur la fig. 1, sauf que le bouchon cylindrique axial 54 est utilisé pour empêcher le mouvement de basculement de la molette 11' qui est nécessaire au démontage.
Ce bouchon doit nécessairement faire saillie à partir de l'axe de portée 3'. et doit venir coopérer avec une surface cylindrique conjuguée correspondante de la molette 11'. Sur le dessin, on parvient à ce résultat par le fait que la partie en saillie 55 du
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bouchon 54 sert d'axe pilote communément utilisé dans un rand nombre de trépans connus, cette partis pilets 55
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coopérant par rotation z toîs avec le coussinet ds portée et avec la pastille de but', Ces deux dld"gt# Maintenant classiques sont engagée à force dans 1.. oav1t'. appropriées indiquées de la molette m et teuyntat ..1:
1.dai- ruent avec cette xolotteo Des 414*eAts déparie sont utilisée h&bituwlle&ent car il *et plus facile de les préparer ion tome do piécob k gmndo ténacité r'liltlAt .. l'abreaion que de conférer 1a nha rî4îatance & l'usure et a Kha têmeit6 à des surfaces de 1* molette venant dîroctexent en contact avec l'axe pilote, mis l'invti\tion couvre -ca.. lemont des agencements utilisant un tël conta et diredt comme montré sur la fig. .
Le mode 1,,, réalisation visible sur la fig.5 peut
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comporter, z l'état ooaplèteaent uoembl6, un joint d"tan- chéité U tel q,ia décrit précédetment, a1nll qu'une liaiecm établie avec une source de lubrifiant, à temyon le canal . Des rainures annulaires et axiales appropriées, prévues dans l'axe de portée 3' et (ou) le bouchon 54, peuvent être utilisées pour la distribution de ce lubrifiant aux interstices du palier, mais le type de rainure préféré est celui indiqué en 58 qui relie directement le canal 6' avec l'intervalle 24'.
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L'asseelage de la molette IL$ avec l'axe de portée n s'effectue d'une ..n1ère identique à celle décrite prdc6- deaNent en regard de la fit. 1, sauf en ce qui concerne le bouchent la surface usinée !2.!.. et l'intervalle Y± étant obtenus d'une saniere identique* Le bouchon 2j $et eiople ment inséré en place pour tobuttr 16 verrouillage de Itenoeubloo et il est retenu sans possibilité de rotation par la soudure M. Bien entendu, seule la partie en saillie 55 du bouchon 54 a besoin d'être cylindrique.
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On remarquera ici que la tig. 5 (w11 que la fige '1 décrite oi-apree) contre qu'il n'est pas n'o"'I1ft de prévoir une surface de portée 4ur le côté déehargé dé 1'mo, ' o' oa%<-diro à ltotdnit où l'intervalle liL têt t1Ib8.
On remarque= 4,gAlment que llînvoution ni*tit pu li"tdé .. un wystème de palier dans lequel 1'<ME$ de portés présente une contoitê depuis 1'eX%rÀ&i%< de 1& lèvre vers ltoxtrémiti LI de cet axe 21. Come Indiqué 4à po1at:U1.' ,, en et 60 11 0 de port" LI Plut, .\datan, tmo variant$$ se tomîner à 11*xtrdxitd de la Ilvre ale ou. bi.
H peut s'étendre ver8 l'a Tant par rapport à 6<tt$ 1"""1, .. taiant l.il11. au delà de cette extp4adt<, p&miMtt à l'au comme indiqua en a, pour te terminer par une ut1"'-:l.t' aplati..2Q. de diamètre ¯x1.us, 0aoi est vrai igalment pour les modes de réalisation déjà décrite, et on coxprendra que le prcfil intérieur et l'épailseur de la Molette sont réglés en conséquence. Tout ceci souligne la nécessité de prévoir une partie en saillie sur l'axe de portée, ainsi qu'une surface présentant une conicté orientée vers le haut et radialement vers l'intérieur, en direction de l'axe
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géométrique de l'enoulloi, pour forner une surface de maintien destinée à coopérer avec une surface appareillée de la molette.
Dans le cas d'un outil pour le forage du sole
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il est extrîc ent désirable que la surface soit appro. xima%ivmen% verticale, pour résister à la poussée exercée par la paroi latérale formée par le terrain et orientée perpendiculairement à l'axe du trépan.
On a représenté sur les fig. 6 et 7 un mode de réalisa'*
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tion analogue à celui visible sur la fit. 3, a*uf que le bouchon de grand diamètre U repr'aent' sur la lits 5 a été
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remplacé par deux éléments 21 et e. 11616mut A1 est constipé
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par un bouchon qui fait saillie au delà de l'extréaité de
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l'axe de portée 3" afin de servir à la fois d'axe pilote et de dispositif s'opposant au basculement. L'élément 66 est un bouchon formant poussoir, destine à coulisser dans des canaux coaxiaux ayant même section droite, prévus dans le bras 2 du trépan, l'axe de portée 2. et le bouchon 65.
Le canal prévu dans le bouchon 65 a la forme d'un trou borgne, de sorte que l'extrémité inférieure du poussoir 66 peut venir coopérer avec le fond de ce trou et peut repousser le bouchon 65 afin qu'il vienne coopérer d'une façon prédé- terminée avec la cavité cylindrique 67 destinée à l'axe pilote, ménagée dans le nez de la molette 11" en délimitant des interstices de portée radiaux et axiaux appropriés. On remarquera que la disposition excentrée du poussoir 66 empêche toute rotation du bouchon 65 qui pourrait autrement se produire, et que ce poussoir 66 et les rainures appareillées peuvent présenter n'importe quelle section droite convenable.
De même, la partie supérieure du bouchon
65 et la partie supérieure correspondante de la cavité 66 prévue dans le nez de l'axe de portée 3" peuvent avoir toute section droite convenable, étant donné que la seule surface qui doit nécessairement être cylindrique est celle prévue sur la partie du bouchon 65 qui fait saillie, comme montré, dans la cavité 67 de la molette.
On comprendra bien entendu que si le poussoir 66 et (ou) la partie supérieure du bouchon
65 et les rainures correspondantes ont des sections s'écartant de sections circulaires, par exemple carrées ou hexagonales, le poussoir peut être mente concentriquement au bouchon 65 sans qu'il y ait risque de rotation de ce bouchon .
On voit à la lecture de la description qui précède qu'avant l'assemblage final le bouchon 65 .et enfoncé dans la cavité 68 de l'axe de portée 63, qui est coaxiale à l'axe 4.
Quand la molette a été amenée dans sa position finale, le poussoir 66 est utilisé pour repousser le bouchon 65 dans la
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position finale représentée aur la fige 6, après quoi l'extrémité externe de ce poussoir 66 est fixée sur le bras 2 du trépan à l'aide de soudure, comme indiqué en 69.
Comme pour le mode de réalisation représenté sur la fig. 5, les interstices du palier sont reliés à un réservoir à lubrifiant par un canal principal 6' et un canal 58 reliant ce canal 6' à l'intervalle 24.
A partir de la description faite en regard de la fig. 6, les techniciens spécialisés dans ce domaine com- prendront que de nombreux moyens peuvent être utilisés pour modifier les agencements décrits, en vue de remplacer une plus grande partie de la matière enlevée pour former l'in- tervalle que cela n'est le cas avec le simple bouchon 12 visiblesur la fig. 1. En utilisant le bouchon et le poussoir représentés sur la fige 6, il est possible de ménager une cavité appropriée dans l'axe de portée visible sur la fige 1, de telle sorte que la plus grande partie de la matière enlevée puisse être remplacée en une seule opération.
On a représenté sur la fig. 8 un mode de réalisation qui s'écarte de ceux décrits ci-avant par le fait que le système de lévre et de gorge mentionné précédemment est apparemment inversé, la lèvre 82 visible sur la fig. 8 étant prévue à l'intérieur de la molette 81, tandis que la gorge fait partie de la surface externe de l'axe de portée 83.
Une autre différence réside dans le fait qu'aucune partie de l'axe de portée 83 n'a besoin d'avoir un diamètre supérieur à celui de sa partie cylindrique 84 avant l'usinage des surfaces de montage en dépouille 85 et 88, bien qu'il existe une correspondance avec les modes de réalisation visibles sur les tige 1 à 7 en ce sont qu'une lèvre 82 dirigée vert l'intérieur, prévue sur la molette 81,
a un diamètre intérieur minimum par rapport au diamètre de sa
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partie formant nervure 86 qui est située immédiatement au- dessous.
Les surfaces usinées en dépouille 85 et 88 et les intervalles correspondants 89 et 90 sont de préférence obtenus d'une manière analogue à celle décrite précédemment en regard des fig. 1 à 7, mais certaines différences doivent être notées. A partir de la position de départ 91 indiquée en pointillé pour la molette 81 qui est superposée à la coupe verticale formant la fig. 8, la lèvre 82 de la nolette étant tangente à la lèvre 93 formée entre les surfaces 96 et 92 de l'axe de portée, on peut voir que la surface cylindri- que initiale 84 de l'axe 83 doit être usinée jusqu'à un rayon qui ne dépasse pas E/2, tandis que la partie conique initiale doit être usinée jusqu'au rayon plus petit égal à F/2.
Ces dimensions correspondent au rayon de la partie cylindrique et au rayon minimum de la lèvre 82 dirigée vers l'intérieur, prévue sur la molette 81. L'angle C est déterminé comme l'angle B sur la fig. 9.
:.Le reste des opérations d'assemblage décrites en regard des fig. 9 à 11 comprend la mise en place du bouchon 12. bes profils additionnels, indiqués en pointillé en 94.
95 et 96 pour la partie cylindrique 84 de l'axe de portée83, ont été montrés sur la fig. 8 pour souligner certains points additionnels. Le profil indiqué en pointillé 94, qui part du diamètre intérieur minimum de la gorge de l'axe de portée 83, est parallèle à son axe géométrique et est destiné à montrer la similarité qui existe entre la fig. 8 et la fige l et à souligner le fait que l'axe de portée doit présenter, sur son côté haute pression, une lèvre ou protubérance inclinée vers l'intérieur et vers le haut, pour délimiter une surface de retenue 92 pour la molette.
Les profils en pointillé .22. et .22 indiquent simplement le fait qu'au-dessus
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de cette surface de retenue l'axe de portée doit présenter une surface de révolution convenable, telle que les surfaces coniques 95 et 96, qui divergent vers le haut.
On ne s'est référé à aucun endroit, dans ce qui précède, au système de coupe dea diverses mofettes 11, 11', 11" et 81, étant donné qu'ils n'appartiennent pas à l'invention et qu'ils peuvent prendre n'importe quelle forme appropriée. De même, on ne s'est pas référé aux caractéristiques des diverses surfaces de la molette et de l'axe do portée constituant le tourillon et le palier, étant donné que les matériaux et les traitements convenables n'appartiennent pas à l'invention et sont bien connus dans cette technique.
On notera également que, bien que les divers modes de réalisation de l'invention aient été décrits en partie dans le cas d'un axe de portée partiellement usiné par dépouille, présentant un profil initial constitué par une surface de révolution, on conçoit que déchet peut être réduit, lors de l'usinage, en forgeant des ébauches d'axes de portée présentant un relief analogue venu de forgeage.
D'une façon générale, l'invention concerne un système de portée destiné à un élément rotatif se déplaçant sur un axe de portée, entourant les extrémités libres et les surfaces' latérales dudit axe de portée, celui-ci étant usiné à partir de son côté déchargé pour permettre le montage de l'élément rotatif et présentant, sur une partie de sa surface, un diamètre supérieur à celui de la partie immédiatement voisine en direction de son extrémité servant à la fixation, de manière à empêcher tout démontage axial, conjointement à un bouchon traversant un alésage ménagé dans l'axe de portée et fixé dans cet alésage, ce bouchon venant en contact avec la surface interne de l'élément rotatif pour empêcher le démontage.
D'autres modifications peuvent être apportées aux modea de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.