<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
<EMI ID=3.1>
fouilles et les paliers à coussinets à rotule respectivement.
Dans un palier à fouilles, un arbre rotatif est suppor-
<EMI ID=4.1>
et élastiques qui occupent une position fixe dans le logement.
La rotation de l'arbre provoque une accumulation de pression d'air dans les espaces cunéiformes compris entre les surfaces de" fouilles et do 1 'arbre, ce qui a finalement pour effet de
<EMI ID=5.1>
placements radiaux de l'arbre, Les paliers il fouille") ont également été propose:) pour une utilisation comme paliers de butée
<EMI ID=6.1>
elles peuvent avoir une épaisseur de 0,006 mm par mm de diamètre de tourillon.
<EMI ID=7.1>
palier. La pression maximale exercée dans la pellicule de fluide supportant le palier s'accumula dans la zone d'un espace libre d'une épaisseur minimale.
<EMI ID=8.1>
sauf au voisinage immédiat des supports. La capacité de charge du palier est fonction du produit dos pressions engendrées et
<EMI ID=9.1>
afin de permettre des mouvements orbitaux de l'arbre et une dilatation thermique différentielle des différents éléments.
Suivant la présente invention, on résout ce problème en remplaçant les fouilles minces ou les coussinets rigides respectivement des paliers connus par des coquilles relativement épaisses, mais toujours élastiques, et en soumettant ces coquilles & une flexion contrôlée dans les conditions opératoires du palier afin d'optimaliser la capacité de charge de ce dernier.
Telle qu'elle est utilisée dans la présente spécification, l'expression "coquille élastique" désigne une plaque, un coussinet ou analogues qui peut être courbe ou plat et dont l'épaisseur est calculée, par rapport à ses autres dimensions, de telle sorte qu'il puisse fléchir ou se cintrer généralement à la manière d'une poutre rigide sous l'influence des charges exercées par la pression d'un gaz et des charges portantes ou de réaction concentrées, tout en étant cependant suffisamment
<EMI ID=10.1>
importantes de la pression d'un fluide produites lors de la mise en service en dessous de sa longueur non supportée comprise entre des points réagissant aux charges,de façon à pouvoir maintenir une pellicule de fluide d'une épaisseur pratiquement uniforme sur toute la longueur non supportée entre ces points réagisaux charges.
A cet égard, la coquille agit d'une manière complète-
<EMI ID=11.1>
entre une feuille de ce type et une coquille montre que cette dernière peut avoir une épaisseur de l'ordre de 10 fois celle d'une feuille pour un palier à grand rendement comparable, si bien qu'elle possède une rigidité environ 1000 fois plus importante.
Un avantage supplémentaire du palier à coquilles réside dans le fait que, en raison de leur épaisseur relativement importante, les coquilles peuvent comporter des revêtements antifrictions pour
<EMI ID=12.1>
par pulvérisation de plasma, ce qui est impossible avec les feuilles minces.
Suivant la présente invention, on prévoit un assemblage de palier à fluide comprenant deux éléments montés pour se déplacer l'un par rapport à l'autre, un de ces éléments étant destiné à supporter l'autre élément sur une pellicule de fluide formée entre ces éléments au cours du mouvement de ces derniers l'un par rapport à l'autre, un de ces éléments comprenant un organe d'ap-pui pratiquement rigide, plusieurs coquilles élastiques (du type défini ci-dessus) montées sur cet organe d'appui, chacune de ces coquilles comportant une surface qui s'étend dans le sens
<EMI ID=13.1>
de l'autre élément avec laquelle elle définit un espace libre
<EMI ID=14.1>
quille, ainsi qu'au moins deux organes réagissant aux charges pour chaque coquille et disposées des endroits espacés l'un de l'autre le long de cette dernière dans le sens du mouvement relatif,
tout en coopérant entre les coquilles et l'organe d'appui pour transmettre des charges de pression de gaz des coquilles à l'organs d'appui, ces organes réagissant aux charges pouvant se déplacer avec la coquille vers ou à l'écart de l'organe d'appui sous l'influence de changements survenant dans la pression exer-
<EMI ID=15.1>
les, des charges de réaction ayant des amplitudes relatives prédéterminées et qui, en combinaison avec les charges de la pression de gaz, font fléchir les coquilles pour modifier le profil de l'espace libre.
Suivant la présente invention., on prévoit également un élément de palier pour un assemblage de palier à fluide du type décrit ci-dessus.
De préférence, la flexion est exercée en localisant
les organes réagissant aux charges entre les coquilles et le logement, de telle sorte qu'une partie prédéterminée de la pression du fluide réagisse à proximité du bord arrière de chaque coquille et que le reste de la charge radiale réagisse en un point situé entre les extrémités de chaque coquille. Conjointement avec la charge de la pression de fluide, ces réactions exercées entre les coquilles et les organes réagissant aux charges ont pour effet de soumettre les coquilles à une déformation par flexion qui modifie la configuration de ces dernières, de telle sorte qu'elles épousent plus étroitement la forme de la surface de l'élément supporte dans la zone de l'espace ayant l'épaisseur minimale, formant ainsi un espace d'une épaisseur plus uniforme sur une plus grande longueur de la coquille.
<EMI ID=16.1>
coquilles suivant l'invention peuvent être utilisés comme paliers d'arbres, 5 la fois pour des charges radiales et des poussées exercées sur les arbres; ils peuvent également être utilisés comme paliers linéaires.
La pellicule de fluide prévue dans le palier peut être une pellicule d'un liquide ou d'un gaz. Toutefois, pour la plupart des appplications, la pellicule de fluide sera avantageuse-
<EMI ID=17.1>
ce dernier, tandis que la pellicule de fluide est une pellicule d'air.
Les organes réagissant aux charges peuvent être des mécanisâtes élastiques, par exemple, des ressorts ou leurs équivalents pneumatiques ou hydrauliques, ou encore des mécanismes 3 leviers.
Suivant une caractéristique de l'invention, on prévoit un palier à fluide destiné à être utilisé avec un arbre rotatif et comprenant un logement, plusieurs coquilles (du type défini ci-dessus) montées dans ce logement et comportant chacune une surface qui, lors de la mise en service, est disposée face à une surface de l'arbre pour définir, avec cette surface, un espace
<EMI ID=18.1>
pace dans lequel est formée une pellicule de fluide destinée à supporter l'arbre pour sa mise en rotation, ainsi que plusieurs leviers disposés entre le logement et les coquilles pour trans-mettre les charges de pression de fluide opératoires des coquilles au logement, chacun de ces leviers prenant appui sur le logement à un endroit, ainsi que sur la coquille respective en deux endroits espaces l'un de l'autre dans le sens de rotation de l'arbre et de part et d'autre de l'endroit mentionné en premier lieu. Les leviers peuvent être rigides ou dytiques, mais des leviers élastiques sont préfères, de façon que l'élasticité requise pour permettre les mouvements de l'arbre puisse être assu-
<EMI ID=19.1>
de 1 'élasticité que doivent posséder les coquilles afin de fléchir pour épouser la forme de l'arbre.
Le levier peut se présenter sous la forme d'un levier
<EMI ID=20.1>
lies dirigeas vers l'intérieur pour venir appuyer sur une coquille, ainsi qu'une saillie dirigée vers l'extérieur et qui
<EMI ID=21.1>
entre les extraites du levier.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux extrémités de chaque esquille sont entaillées pour former des gradins de hauteurs différentes, de telle sorte que, lorsque les coquilles sont assemblées en une relation de chevauchement avec l'arbre dans le logement, un gradin soit forme entre le bord arrière d'une coquille et le bord avant de la coquille adjacente.
Telles qu'elles sont utilisées dans la présente spécification, les expressions "bord avant" et "bord arrière" définissent les extrémités des coquilles par rapport au sens du mouvement des surfaces l'une par rapport à l'autre.
Des formes de réalisation de la présente invention seront décrites plus particulièrement ci-après à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un palier réalisé conformément aux principes de la présente Invention;
les figures 2a, 2b et 2c sont des diagrammes illustrant respectivement les profit de l'espace libre d'un palier
<EMI ID=22.1>
ainsi que la pression d'air créée dans cet espace lors de la mise on service;
<EMI ID=23.1>
supporta pour tourner dans un logement 12 par l'intermédiaire d'une pellicule de fluide formée, lors de la mise en service, entre la surface do l'arbre et les surfaces de quatre coquilles
14. Le bord avant do chaque coquille est supporte par le bord arrière do la coquille précédente, définissant ainsi un gradin,
<EMI ID=24.1>
arrière de chaque coquille.
Lors de la mise en service, tandis que l'arbre 10 tourne
<EMI ID=25.1>
de rotation augmente, la pression créée dans la pellicule d'air s'élève jusqu'à ce qu'elle soulève la coquille a l'écart de l'ar- <EMI ID=26.1>
d'air des coquilles au logement on créant ainsi des charges de réaction qui agissent sur les coquilles on vue de modifier leurs
<EMI ID=27.1>
D'un point do vue analytique, cette charge peut être considérée
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
Cette charge A est transmise au logement via les leviers
<EMI ID=30.1>
de réaction B et C, ainsi que sur le logement au point D. Les réactions exercées sur les coquilles en B et C ont pour effet
<EMI ID=31.1>
compldtant l'équilibre des coquilles est exercée au point B où les deux coquilles se chevauchent.
<EMI ID=32.1>
tions exercées sur la coquille peuvent avoir pour effet de former, on dessous dos coquilles, un espace libre d'un profil optimal pour une vitesse opératoire et une charge prévues do l'arbre,
<EMI ID=33.1>
poutre* élastiques ot que l'on peut calculer les pressions d'air créées pour un espace libre de n'importe quoi profil donné, on peut calculer les dimensions des ressorts, ainsi que les posi-
<EMI ID=34.1>
des coquilles, d'autres points do réaction peuvent Atre espacés
<EMI ID=35.1>
Les figures 2a, 2b et 2c illustrent des courbes pour un palier d'un type spécifique qui sera décrit ci-après en se
<EMI ID=36.1>
l'espace libre formé en dessous d'une coquille une charge nulle et en absence do rotation do l'arbre. On peut constater que l'espace libre est réduit h rien au bord arrière de la coquille.
La figure 2b illustre le profil de l'espace libre obtenu à la charge prévue et, comme on peut le constater, par suite des char- <EMI ID=37.1>
espace libre fixe [pound] 3 l'extrémité située entre la surface int6rieure radiale de la coquille et la surface extérieure radiale de l'arbre. Etant donné que le bord arrière de chaque coquille entre en contact avec l'arbre ou qu'un très faible jeu est ménagé entre ce bord et l'arbre au cours de la mise en service du pa-
<EMI ID=38.1>
pour converger dans le sons de rotation de l'arbre, c'est-à-dire vers le bord arrière de la coquille, si bien que la rotation de l'arbre a pour effet de comprimer l'air en dessous des coquilles,
<EMI ID=39.1>
bre sur une pellicule d'air au cours de sa rotation.
Dans cet exemple particulier, le rayon R de l'arbre
<EMI ID=40.1>
ainsi que la hauteur [pound] du gradin au bord avant lorsqu'aucune charge n'est exercée sur l'arbre (autre qu'une charge préalable initiale) et tandis que ce dernier ne tourne pas, est de 0,101 mm.
Les coquilles elles-mêmes sont à leur tour supportées dans le logement 22 par des leviers à ressort courbes 28. Ces leviers à ressort sont localises chacun par rapport 3 une coquille et tout l'assemblage des coquilles et des leviers 1 ressort monté dans le logement est empêché de tourner par quatre broches
<EMI ID=41.1>
les surfaces extérieures des coquilles et les leviers sont disposés de telle sorte qu'une des nervures vienne appuyer sur une
<EMI ID=42.1>
que l'autre nervure vient appuyer sur la coquille adjacente en un point situé entre les extrémités de cette dernière. Chaque levier à ressort comporte également, sur sa surface extérieure radiale, une nervure semblable 38 destinée à entrer en contact avec le logement extérieur. De la sorte, les leviers à ressort peuvent appliquer, aux coquilles, la charge préalable nécessaire pour localiser l'arbre dans sa position de repos.
Lors de la mise en service, la pression d'air s'accumule en dessous de chacune des coquilles ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus, créant ainsi une répartition de pression qui atteint
<EMI ID=43.1> quille où l'espace libre a une épaisseur minimale.
Dès qu'une pression suffisante s'est accumulée pour surmonter la charge préalable excrète sur les coquilles, ces
<EMI ID=44.1>
formant ainsi, en dessous des coquilles, une mince pellicule d'air sur laquelle l'arbre en rotation est supporte de la manière décrite ci-dessus.
<EMI ID=45.1>
agissent de la manière suivante:
Tout mouvement radial de l'arbre a initialement
<EMI ID=46.1>
fier directement la pression créée dans la pellicule d'air en dessous des coquilles. En conséquence, le mouvement de l'arbre
<EMI ID=47.1>
du chevauchement des coquilles, un mouvement du bord arrière d'une coquille provoque un mouvement correspondant du bord avant de la coquille adjacente supportée sur ce bord arrière et la
<EMI ID=48.1>
pièce dans le sens du mouvement de l'arbre, augmentant ainsi la charge exercée par le ressort sur un cote du palier, tout en réduisant celle exercée sur l'autre côte de ce dernier.
Etant donné qu'une réaction est exercée sur les coquilles par la nervure 34 formée sur chaque levier à ressort et venant appuyer directement sur la coquille, ainsi que par la nervure 36 venant appuyer sur cette dernière par l'intermédiaire de la coquille adjacente, un mouvement des coquilles provoque
un mouvement des points de réaction des leviers à ressort, t'està-dire les nervures 34 et 36 avec, pour résultat, une flexion des bras de levier entre les nervures 34, 36 et les points d'appui 38 des leviers sur le logement. Le moment de flexion ainsi produit dans le ressort engendre des réactions sur la coquille via les nervures 34, 36. Etant donné que ces réactions sont localisées en des points situés de part et d'autre de la charge de pression d'air résultante, elles font fléchir la coquille pour l'amener à épouser plus Miroitement la forme de l'arbre a proximité du bord arrière.
Moyennant un choix judicieux des longueurs des bras de levier entre les nervures 34, 36 et la nervure 38, ainsi que de la rigidité des coquilles et des ressorts, les charges de réaction exercées sur les coquilles peuvent être étudiées pour modifier la courbure de la coquille par rapport à celle de l'arbre et, partant, le profil de l'espace libre afin d'optimaliser ce profil comme le montre la figure 2b et obtenir ainsi une r�partion de pression aplatie du type illustre en figure 2c et pouvant avoir une pression maximale inférieure la pression de
<EMI ID=49.1>
fié. Cette pression a pour effet d'accroître fortement la capacité de charge du palier sur une importante longueur des surfaces des coquilles.
Dès lors, on peut constater que, dans le palier de la présente invention, les coquilles ne,subissent pas la déformation ou le gondolage local important que présentent les feuilles très minces des paliers dans lesquels on utilise ces dernières, étant donné que leur rigidité est telle qu'elles peuvent supporter les charges de pression de fluide exercées entre les points de réaction sur les ressorts, une déformation plus générale étant produite dans la coquille.
Comme on peut le constater en figure 5, l'assemblage des coquilles dans le logement est complété par des bagues 40 qui viennent s'engager sur des saillies circonférentielles 42 prévues aux extrémités axiales de chaque coquille, ces bagues étant retenues dans le logement par des pinces ressort 44.
Le logement, les coquilles et les leviers ressort forment ainsi un élément de palier complet dans lequel l'arbre peut être adap-
<EMI ID=50.1>
Théoriquement, on a constaté que l'on pouvait obtenir une force de sustentation plus importante en utilisant un plus petit nombre de coquilles de plus grande longueur et, bien que l'on puisse choisir n'importe quel nombre de coquilles, soit un nombre se situant entre 3 et 12, la Demanderesse a constaté qu'il était avantageux d'utiliser quatre coquilles. Avec quatre coquilles partiellement cylindriques, on peut constater que, si,
<EMI ID=51.1>
avant des coquilles, les points de tangente où les coquilles entrent en contact avec l'arbre seront situes aux bords arrière de ces coquilles en absence de charge.
Bien que, dans la description ci-dessus, les coquilles aient un rayon de courbure constant, à l'état libre, elles peu-
<EMI ID=52.1>
porte quelle loi appropriée, par exemple, une loi cubique, tandis que la hauteur des gradins pourrait dès lors être choisie
en conséquence.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'épaisseur des coquilles est de 3,556 mm, tandis que la vitesse de l'arbre pour lequel le palier est conçu, atteint 10.000 tours/minute seulement. Pour des vitesses plus élevées et des charges plus importantes, l'épaisseur des coquilles est de l'ordre de 0,060 mm par mm de diamètre de l'arbre.
Dans d'autres formes de réalisation, les organes réagissant aux charges peuvent avoir différentes formes. Par exemple, <EMI ID=53.1>
dytiques non assemblés de différentes forces en vue de produire doit réaction" proportionnelles aux différent* points lors-
<EMI ID=54.1>
que les coquilles présentent une certaine élasticité et que les supporta leur appliquent une flexion contrôlée afin d'optimali-
<EMI ID=55.1>
Les coquilles 40 sont supportées dans des éléments
de localisation de leviers a ressort 42 qui entourent leurs ex-
<EMI ID=56.1>
tement en contact avec les coquilles, tondis qu'une nervure supplémentaire 50 est formée sur leur face dorsale pour entrer <EMI ID=57.1>
vure SO.
<EMI ID=58.1>
res et l'arbre. Parmi les oxydes appropriés pour une mise en
<EMI ID=59.1>
on mentionnera l'oxyde de chromo, l'oxyde de cobalt ou une combinaison d'oxyde de nickel et d'oxyde de chrome, la couche d'oxyde pouvant avoir une épaisseur comprise entre 0,0508 et
<EMI ID=60.1>
éventuellement sur la surface de l'arbre.
<EMI ID=61.1>
férieures, on pourrait utiliser d'autres revêtements antifrictions appropriés connus.
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
digits and spherical bush bearings respectively.
In an excavation bearing, a rotating shaft is supported.
<EMI ID = 4.1>
and elastic bands which occupy a fixed position in the housing.
The rotation of the shaft causes a build-up of air pressure in the wedge-shaped spaces between the excavation surfaces and the shaft, which ultimately results in the deformation of the shaft.
<EMI ID = 5.1>
radial placements of the shaft, The bearings it digs ") have also been proposed :) for use as thrust bearings
<EMI ID = 6.1>
they may have a thickness of 0.006 mm per mm of journal diameter.
<EMI ID = 7.1>
bearing. The maximum pressure exerted in the film of fluid supporting the bearing built up in the area of a free space of minimum thickness.
<EMI ID = 8.1>
except in the immediate vicinity of the supports. The load capacity of the bearing depends on the product of the pressures generated and
<EMI ID = 9.1>
in order to allow orbital movements of the shaft and a differential thermal expansion of the different elements.
According to the present invention, this problem is solved by replacing the thin pits or the rigid bushings respectively of the known bearings by relatively thick shells, but still elastic, and by subjecting these shells to a controlled bending under the operating conditions of the bearing in order to optimize the load capacity of the latter.
As used in this specification, the term "resilient shell" means a plate, pad, or the like which may be curved or flat and the thickness of which is calculated, relative to its other dimensions, such that it can flex or bend generally in the manner of a rigid beam under the influence of the loads exerted by the pressure of a gas and of the bearing loads or of concentrated reaction, while being however sufficiently
<EMI ID = 10.1>
fluid pressure produced during service below its unsupported length between load responsive points, so that a film of fluid of substantially uniform thickness can be maintained throughout the unsupported length. supported between these points reacted to loads.
In this regard, the shell acts in a complete way-
<EMI ID = 11.1>
between a sheet of this type and a shell shows that the latter can have a thickness of the order of 10 times that of a sheet for a bearing with comparable high efficiency, so that it has a rigidity approximately 1000 times greater .
An additional advantage of the shell bearing is that, due to their relatively large thickness, the shells may have anti-friction coatings for
<EMI ID = 12.1>
by plasma spraying, which is not possible with thin sheets.
According to the present invention, there is provided a fluid bearing assembly comprising two elements mounted to move relative to each other, one of these elements being intended to support the other element on a film of fluid formed between them. elements during the movement of the latter relative to each other, one of these elements comprising a practically rigid support member, several elastic shells (of the type defined above) mounted on this member of support, each of these shells comprising a surface which extends in the direction
<EMI ID = 13.1>
of the other element with which it defines a free space
<EMI ID = 14.1>
keel, as well as at least two members reacting to loads for each shell and arranged at locations spaced apart from each other along the latter in the direction of relative movement,
while cooperating between the shells and the support member to transmit gas pressure loads from the shells to the support organ, these members reacting to the loads which can move with the shell towards or away from the 'support member under the influence of changes in the pressure exerted
<EMI ID = 15.1>
the reaction loads having predetermined relative amplitudes and which, in combination with the gas pressure loads, flex the shells to alter the profile of the headspace.
In accordance with the present invention, there is also provided a bearing member for a fluid bearing assembly of the type described above.
Preferably, the flexion is exerted by locating
the members reacting to the loads between the shells and the housing, such that a predetermined portion of the fluid pressure reacts near the trailing edge of each shell and the remainder of the radial load reacts at a point between the ends of each shell. Together with the load of the fluid pressure, these reactions exerted between the shells and the members reacting to the loads have the effect of subjecting the shells to a deformation by bending which modifies the configuration of the latter, so that they conform more closely the shape of the surface of the member supports in the area of the space having the minimum thickness, thereby forming a space of more uniform thickness over a longer length of the shell.
<EMI ID = 16.1>
shells according to the invention can be used as shaft bearings, both for radial loads and thrusts exerted on the shafts; they can also be used as linear bearings.
The film of fluid provided in the bearing may be a film of a liquid or a gas. However, for most applications, the fluid film will be beneficial.
<EMI ID = 17.1>
the latter, while the film of fluid is a film of air.
The elements reacting to the loads can be elastic mechanisates, for example, springs or their pneumatic or hydraulic equivalents, or else 3-lever mechanisms.
According to one characteristic of the invention, there is provided a fluid bearing intended for use with a rotary shaft and comprising a housing, several shells (of the type defined above) mounted in this housing and each comprising a surface which, during commissioning, is placed facing a surface of the shaft to define, with this surface, a space
<EMI ID = 18.1>
pace in which is formed a film of fluid intended to support the shaft for its rotation, as well as several levers arranged between the housing and the shells to transmit the operating fluid pressure loads from the shells to the housing, each of which these levers resting on the housing in one place, as well as on the respective shell in two places spaced from each other in the direction of rotation of the shaft and on either side of the place mentioned in first place. The levers may be rigid or dytic, but resilient levers are preferred, so that the elasticity required to allow movement of the shaft can be ensured.
<EMI ID = 19.1>
the elasticity that the shells must have in order to flex to conform to the shape of the tree.
The lever can be in the form of a lever
<EMI ID = 20.1>
lies directed towards the inside to come to rest on a shell, as well as a projection directed towards the outside and which
<EMI ID = 21.1>
between the extracts of the lever.
In a preferred embodiment of the invention, the two ends of each splint are notched to form steps of different heights, such that when the shells are assembled in an overlapping relationship with the shaft in the housing, a step is formed between the rear edge of a shell and the front edge of the adjacent shell.
As used in this specification, the terms "leading edge" and "trailing edge" define the ends of the shells relative to the direction of movement of the surfaces relative to each other.
Embodiments of the present invention will be described more particularly hereinafter by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a schematic representation in section of a bearing produced in accordance with the principles of the present invention. Invention;
figures 2a, 2b and 2c are diagrams respectively illustrating the benefits of the free space of a bearing
<EMI ID = 22.1>
as well as the air pressure created in this space during commissioning;
<EMI ID = 23.1>
supported to rotate in a housing 12 by means of a film of fluid formed, during commissioning, between the surface of the shaft and the surfaces of four shells
14. The front edge of each shell is supported by the rear edge of the previous shell, thus defining a step,
<EMI ID = 24.1>
back of each shell.
During commissioning, while shaft 10 is rotating
<EMI ID = 25.1>
of rotation increases, the pressure created in the air film rises until it lifts the shell away from the ar- <EMI ID = 26.1>
air from the shells to the housing, thus creating reaction charges which act on the shells in order to modify their
<EMI ID = 27.1>
From an analytical point of view, this load can be considered
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
This load A is transmitted to the housing via the levers
<EMI ID = 30.1>
reaction B and C, as well as on the housing at point D. The reactions exerted on the shells in B and C have the effect
<EMI ID = 31.1>
complementing the balance of the shells is exerted at point B where the two shells overlap.
<EMI ID = 32.1>
The effects exerted on the shell may have the effect of forming, on the underside of the shells, a free space of an optimum profile for an operating speed and a planned load of the shaft,
<EMI ID = 33.1>
beam * elastic ot that one can calculate the air pressures created for a free space of any given profile, one can calculate the dimensions of the springs, as well as the posi-
<EMI ID = 34.1>
shells, other reaction points may be spaced
<EMI ID = 35.1>
Figures 2a, 2b and 2c illustrate curves for a bearing of a specific type which will be described below with reference to
<EMI ID = 36.1>
the free space formed below a shell at zero load and in the absence of rotation of the shaft. It can be seen that the free space is reduced to nothing at the rear edge of the shell.
Figure 2b illustrates the profile of the free space obtained at the expected load and, as can be seen, as a result of the char- <EMI ID = 37.1>
fixed free space [pound] at the end between the radial inner surface of the shell and the radial outer surface of the shaft. Since the rear edge of each shell comes into contact with the shaft or that a very small clearance is left between this edge and the shaft during the commissioning of the pad
<EMI ID = 38.1>
to converge in the sounds of rotation of the shaft, i.e. towards the rear edge of the shell, so that the rotation of the shaft has the effect of compressing the air below the shells,
<EMI ID = 39.1>
bre on a film of air during its rotation.
In this particular example, the radius R of the shaft
<EMI ID = 40.1>
as well as the height [pound] of the step at the leading edge when no load is exerted on the shaft (other than an initial pre-load) and while the latter is not rotating, is 0.101 mm.
The shells themselves are in turn supported in the housing 22 by curved spring levers 28. These spring levers are each located relative to a shell and the entire assembly of the shells and levers 1 spring mounted in the housing is prevented from turning by four spindles
<EMI ID = 41.1>
the outer surfaces of the shells and the levers are arranged so that one of the ribs comes to rest on a
<EMI ID = 42.1>
that the other rib comes to rest on the adjacent shell at a point situated between the ends of the latter. Each spring lever also comprises, on its radial outer surface, a similar rib 38 intended to come into contact with the outer housing. In this way, the spring levers can apply, to the shells, the preliminary load necessary to locate the shaft in its rest position.
During commissioning, air pressure builds up below each of the shells as described above, thus creating a pressure distribution which reaches
<EMI ID = 43.1> keel where the free space has a minimum thickness.
As soon as sufficient pressure has built up to overcome the pre-load excreted on the shells, these
<EMI ID = 44.1>
thus forming, below the shells, a thin film of air on which the rotating shaft is supported in the manner described above.
<EMI ID = 45.1>
act as follows:
Any radial movement of the shaft has initially
<EMI ID = 46.1>
directly trust the pressure created in the air film below the shells. As a result, the movement of the shaft
<EMI ID = 47.1>
overlap of the shells, movement of the trailing edge of a shell causes a corresponding movement of the leading edge of the adjacent shell supported on that trailing edge and the
<EMI ID = 48.1>
part in the direction of movement of the shaft, thus increasing the load exerted by the spring on one side of the bearing, while reducing that exerted on the other side of the latter.
Since a reaction is exerted on the shells by the rib 34 formed on each spring lever and coming to bear directly on the shell, as well as by the rib 36 coming to bear on the latter via the adjacent shell, a movement of the shells causes
a movement of the reaction points of the spring levers, i.e. the ribs 34 and 36, resulting in bending of the lever arms between the ribs 34, 36 and the support points 38 of the levers on the housing . The bending moment thus produced in the spring generates reactions on the shell via the ribs 34, 36. Since these reactions are localized at points located on either side of the resulting air pressure load, they flex the shell to make it more closely match the shape of the tree near the rear edge.
By carefully choosing the lengths of the lever arms between the ribs 34, 36 and the rib 38, as well as the rigidity of the shells and the springs, the reaction loads exerted on the shells can be studied to modify the curvature of the shell. relative to that of the shaft and hence the profile of the free space in order to optimize this profile as shown in figure 2b and thus obtain a flattened pressure distribution of the type illustrated in figure 2c and may have a maximum pressure lower than the pressure of
<EMI ID = 49.1>
trusted. This pressure has the effect of greatly increasing the load capacity of the bearing over a considerable length of the surfaces of the shells.
Therefore, it can be seen that, in the bearing of the present invention, the shells do not undergo the significant local deformation or curling exhibited by the very thin sheets of the bearings in which the latter are used, given that their rigidity is such that they can withstand the fluid pressure loads exerted between the reaction points on the springs, with more general strain being produced in the shell.
As can be seen in Figure 5, the assembly of the shells in the housing is completed by rings 40 which engage on circumferential projections 42 provided at the axial ends of each shell, these rings being retained in the housing by spring clips 44.
The housing, shells and spring levers thus form a complete bearing element into which the shaft can be fitted.
<EMI ID = 50.1>
Theoretically, it has been found that a greater lifting force can be obtained by using a smaller number of shells of greater length and, although any number of shells can be chosen, either a number is between 3 and 12, the Applicant has found that it was advantageous to use four shells. With four partially cylindrical shells, it can be seen that, if,
<EMI ID = 51.1>
before the shells, the tangent points where the shells come into contact with the shaft will be located at the rear edges of these shells in the absence of load.
Although, in the above description, the shells have a constant radius of curvature, in the free state they may
<EMI ID = 52.1>
carries which appropriate law, for example, a cubic law, while the height of the steps could therefore be chosen
Consequently.
In the example described above, the thickness of the shells is 3.556 mm, while the speed of the shaft for which the bearing is designed, reaches only 10,000 revolutions / minute. For higher speeds and greater loads, the thickness of the shells is of the order of 0.060 mm per mm of shaft diameter.
In other embodiments, the load responsive members can have different shapes. For example, <EMI ID = 53.1>
unassembled dytics of different forces in order to produce a reaction "proportional to the different * points when
<EMI ID = 54.1>
that the shells have a certain elasticity and that the supports apply a controlled flexion to them in order to optimize
<EMI ID = 55.1>
The shells 40 are supported in elements
locating spring levers 42 which surround their ex-
<EMI ID = 56.1>
in contact with the shells, so that an additional rib 50 is formed on their dorsal face to enter <EMI ID = 57.1>
vure SO.
<EMI ID = 58.1>
res and the tree. Among the oxides suitable for use
<EMI ID = 59.1>
mention will be made of chromo oxide, cobalt oxide or a combination of nickel oxide and chromium oxide, the oxide layer possibly having a thickness of between 0.0508 and
<EMI ID = 60.1>
possibly on the surface of the tree.
<EMI ID = 61.1>
Further, other suitable known anti-friction coatings could be used.