La présente invention concerne un palier de butée comprenant un boîtier, une série circulaire de coussinets articulés, qui sont disposés dans le boîtier, et un moyen pour supporter les coussinets dans le boîtier.
Des paliers de ce genre sont utilisés avec succès pour supporter des arbres de groupes hydro-électriques, par exemple.
Un palier de butée connu du genre précité présente l'inconvénient de comporter un anneau de butée supportant, dans le boîtier du palier, les coussinets de celui-ci et dont les faces opposées doivent être usinées avec précision, ce qui représente une opération compliquée et coûteuse, en particulier lorsque le diamètre de l'anneau de butée est égal ou supérieur à 1 m par exemple. Lorsque la précision de l'usinage des deux faces opposées d'un tel anneau de butée n'est pas satisfaisante, la poussée à supporter par le palier de butée n'est pas répartie uniformément sur les coussinets de ce palier, ce qui présente l'inconvénient de provoquer une marche irrégulière de l'installation dont le palier de butée fait partie, ainsi qu'une usure prématurée, une durée de vie diminuée et souvent la destruction même de ce palier.
La présente invention a pour but de fournir un palier de butée du genre précité, qui permette d'éviter les inconvénients des paliers de butée connus de ce genre tout en conservant leurs avantages.
Le palier de butée est, selon l'invention, caractérisé par un pilier respectif pour supporter chacun des coussinets et par une cage annulaire pour maintenir en place les piliers dans le boîtier, les piliers étant supportés axialement par une paroi du boîtier.
La description suivante traite, à titre d'exemple, des modes de réalisation du palier de butée selon l'invention, en regard du dessin. Sur ce dessin:
La fig. I montre une vue en plan d'un palier de butée qui est un mode de réalisation du palier selon l'invention, certains coussinets du palier n'étant pas représentés.
La fig. 2 montre une vue latérale partielle, selon la flèche Y de la fig. 1, du palier de cette figure.
La fig. 3 montre une vue latérale partielle, selon la flèche X de la fig. 1, du palier de cette figure.
La fig. 4 montre une vue latérale, partiellement en coupe, d'une partie d'un palier de butée, qui est un autre mode de réalisation du palier selon l'invention, ainsi que d'un circuit hydraulique pour sa mise en action.
Le palier de butée, que les fig. 1, 2 et 3 illustrent, comporte un boîtier et une série annulaire de coussinets 14, dont chacun présente une surface portante. La totalité de ces surfaces forme une surface de butée approximativement annulaire, qui supporte la charge exercée par un anneau de butée d'un arbre non représenté, qui se prolonge par l'ouverture centrale formée par la surface de butée annulaire. Chacun des coussinets 14 est supporté par un pilier respectif associé 12. Ces piliers 12 sont supportés, dans la direction axiale, directement par le fond 13 du boîtier du palier.
Pour les maintenir en position espacée circonférentiellement, les paliers 12 sont logés, avec un ajustement assez serré, dans des ouvertures respectives associées 11 d'une cage annulaire 10. Un tampon de caoutchouc non représenté peut être prévu entre chacun des piliers 12 et le fond, ou paroi 13 du boîtier du palier.
La face arrière de chacun des coussinets 14 présente un évidement 16 pour recevoir l'extrémité extérieure du pilier de butée associé 12, qui se prolonge par l'ouverture associée 11 de la cage 10 vers ce coussinet 14. La partie médiane de l'évidement 16 présente une nervure radiale 15, qui est en contact avec l'extrémité extérieure du pilier associé 12, de manière à permettre à chacun des coussinets 14 de pivoter, sous la charge exercée par l'anneau de butée de l'arbre non représenté, autour d'un axe radial défini par la nervure 15 et de s'adapter ainsi à la surface portante de cet anneau de butée. Au lieu de faire partie du coussinet 14, la nervure 15 pourrait, au besoin, être formée à l'extrémité extérieure du pilier 12.
Il n'est pas nécessaire que la nervure 15 soit située, dans la direction radiale du palier de butée, dans la partie médiane du coussinet 14.
La face arrière du coussinet 14 présente, de part et d'autre du pilier 12, des brides 17 pour maintenir, dans la direction circonférentielle, le coussinet 14 dans sa position par rapport au pilier 12 associé. Lorsque le coussinet 14 est en fonte, celui-ci et les brides 17 peuvent ne former qu'une seule pièce. Les brides 17 peuvent, cependant, au besoin, être formées séparément et vissées ou soudées à la face arrière du coussinet 14. Lorsque celui-ci est formé par une plaque d'acier, au lieu d'utiliser des brides 17 on peut, comme pour le coussinet 14Z de la fig. I par exemple, usiner dans la face arrière du coussinet 14 un évidement dont les côtés 18 maintiennent, dans la direction circonférentielle, le coussinet 14 dans sa position par rapport au pilier associé 12.
Une plaque d'arrêt 19 est, par ailleurs, prévue à la surface arrière de chacun des coussinets 14, de manière à coopérer avec le côté radialement intérieur du pilier 12 associé, afin d'empêcher le coussinet 14 de se déplacer radialement vers l'extérieur. Le pilier 12 présente une gorge annulaire 21 pour recevoir la plaque d'arrêt 19 du coussinet 14, de manière à fixer la position relative de celui-ci et du pilier 12 dans la direction axiale de ce dernier.
Lorsque le palier décrit a un diamètre relativement grand, par exemple égal ou supérieur à 1 m, il présente des avantages particulièrement appréciables, du fait qu'il n'est pas nécessaire d'usiner les surfaces planes opposées de la cage annulaire 10 avec précision.
Du fait que le fond usiné 13 du boîtier du palier sert de support axial aux piliers 12, il suffit d'usiner ceux-ci à la longueur correcte, pour obtenir la position désirée des coussinets 14 par rapport à ce fond 13.
L'usinage de celui-ci et des piliers 12 est, d'ailleurs, sensiblement plus simple et moins coûteux que celui des deux faces opposées d'un anneau de butée stationnaire conventionnel. Le rôle de la cage annulaire 10 se limite au maintien en place des piliers 12 dans le boîtier du palier. Chacun des coussinets 14 peut, par ailleurs, pivoter sur le pilier 12 associé, comme sur un anneau de butée stationnaire conventionnel.
Le palier de butée, que la fig. 4 illustre et qui est un autre mode de réalisation du palier selon l'invention, comprend un boîtier et une série annulaire de coussinets 14, dont chacun présente une surface portante. La totalité de ces surfaces forme une surface de butée approximativement annulaire, qui supporte la charge exercée par un anneau de butée 22 d'un arbre non représenté, qui se prolonge par l'ouverture centrale formée par la surface de butée annulaire. Chacun des coussinets 14 est supporté par un pilier respectif associé 12'. Ces piliers 12' sont supportés, dans la direction axiale, directement par le fond 13 du boîtier du palier. Pour les maintenir en position espacée circonférentiellement, les piliers 12' sont logés, comme les piliers 12 du palier des fig. 1-3, avec un ajustement assez serré dans des ouvertures respectives associées 11 d'une cage annulaire 10.
Un tampon de caoutchouc non représenté peut être prévu entre chacun des piliers 12' et le fond 13 du boîtier du palier.
Les piliers 12' du palier de la fig. 4 sont différents de ceux du palier des fig. 1-3. Comme la fig. 4 le montre, le pilier 12' comprend un élément cylindrique de support 23 qui peut être déplacé par rapport au fond 13 du boîtier du palier en glissant sur un piston stationnaire 24 supporté par ce fond 13. Une plaque de base 25 d'une cellule fluidique 26 est logée sur le piston stationnaire 24.
La cellule 26 comporte, comme la fig. 4 le montre, une chambre 27 pour recevoir du fluide de travail. La chambre 27 est formée par une cavité de l'élément 23 et par un diaphragme 28 en élastomère flexible. Une bride 29 du diaphragme 28 est insérée, avec un ajustement de serrage, dans une rainure annulaire 31 de la paroi cylindrique de l'élément 23, qui entoure la chambre 27. La face intérieure de la bride 29 du diaphragme 28 est dentelée, ou crénelée, de manière à former un joint fluidique 29, 31 d'une étanchéité satisfaisante. La chambre 27 reçoit du fluide de travail sous pression par une conduite 32. Du fluide provenant des fuites du joint 29, 31 est drainé d'un espace 33 de la cellule 26 au moyen d'une conduite 34.
Une source commune est prévue pour alimenter les chambres 27 des piliers 12' du palier décrit en fluide de travail, de manière à exercer la même force de poussée sur chacun des éléments cylindriques 23 des piliers 12' à partir du fond 13 du boîtier du palier décrit contre la face arrière du coussinet 24 associé. Les cellules 26 présentent l'avantage de pousser tous les éléments 23 contre le coussinet associé 14 avec une force pratiquement égale et d'assurer ainsi une répartition, entre ces coussinets 14, pratiquement uniforme de la charge que l'anneau 22 exerce sur les coussinets 14 du palier.
Les conduites 32 et 34 aboutissent à des canaux respectifs 35 et 36 de la cage annulaire 10, qui sont alimentés en fluide sous pression par un circuit fluidique comportant, comme la fig. 4 l'illustre, une pompe air-hydraulique 37, un accumulateur fluidique 38, un réservoir à huile 39, auquel est reliée la conduite 34, et un manomètre 41 qui indique la pression d'alimentation ainsi que, à une autre échelle, la force de poussée supportée par les coussinets 14 du palier de butée décrit. Une description détaillée de ce circuit serait superflue dans le cadre du présent exposé.
Dans les piliers 12', la charge axiale est transmise entre le coussinet respectif 14 et le fond 13 du boîtier du palier au moyen de la cellule fluidique 26. Un déplacement du coussinet 14 vers le fond 13 du boîtier du palier provoque, en effet, au moyen de la plaque 25, un écrasement d'un ourlet, ou suage, annulaire 42 du diaphragme 28 vers la base de la chambre 27. Comme toutes les cellules fluidiques 26 sont identiques et travaillent à la même pression, chacun des piliers 12' des coussinets 14 supporte sensiblement la même poussée, la charge étant ainsi répartie de façon pratiquement uniforme sur tous les coussinets 14 et sur tous les piliers 12' du palier.
Comme le palier des fig. 1-3, le palier de la fig. 4 offre ainsi également l'avantage considérable de rendre superflu l'usinage de précision des faces opposées de la cage annulaire 10, dont le rôle est limité au maintien en place des piliers 12' dans le boîtier du palier.
The present invention relates to a thrust bearing comprising a housing, a circular series of articulated bearings, which are disposed in the housing, and means for supporting the bearings in the housing.
Bearings of this kind are used successfully to support shafts of hydroelectric groups, for example.
A known thrust bearing of the aforementioned type has the drawback of comprising a thrust ring supporting, in the housing of the bearing, the bearings of the latter and whose opposite faces must be machined with precision, which represents a complicated operation and expensive, in particular when the diameter of the stop ring is equal to or greater than 1 m for example. When the precision of the machining of the two opposite faces of such a thrust ring is not satisfactory, the thrust to be supported by the thrust bearing is not distributed uniformly over the bearings of this bearing, which presents the problem. 'disadvantage of causing irregular operation of the installation of which the thrust bearing forms part, as well as premature wear, a reduced service life and often the very destruction of this bearing.
The object of the present invention is to provide a thrust bearing of the aforementioned type, which makes it possible to avoid the drawbacks of the known thrust bearings of this type while retaining their advantages.
The thrust bearing is, according to the invention, characterized by a respective pillar for supporting each of the bearings and by an annular cage for holding the pillars in place in the housing, the pillars being supported axially by a wall of the housing.
The following description deals, by way of example, with embodiments of the thrust bearing according to the invention, with reference to the drawing. On this drawing:
Fig. I shows a plan view of a thrust bearing which is an embodiment of the bearing according to the invention, certain bearings of the bearing not being shown.
Fig. 2 shows a partial side view, according to the arrow Y of FIG. 1, of the bearing in this figure.
Fig. 3 shows a partial side view, according to the arrow X of FIG. 1, of the bearing in this figure.
Fig. 4 shows a side view, partially in section, of part of a thrust bearing, which is another embodiment of the bearing according to the invention, as well as of a hydraulic circuit for its actuation.
The thrust bearing, as in fig. 1, 2 and 3 illustrate, comprises a housing and an annular series of pads 14, each of which has a bearing surface. All of these surfaces form an approximately annular stop surface, which supports the load exerted by a stop ring of a shaft not shown, which is extended through the central opening formed by the annular stop surface. Each of the bearings 14 is supported by a respective associated pillar 12. These pillars 12 are supported, in the axial direction, directly by the bottom 13 of the housing of the bearing.
To keep them in a circumferentially spaced position, the bearings 12 are housed, with a fairly tight fit, in associated respective openings 11 of an annular cage 10. A rubber buffer, not shown, can be provided between each of the pillars 12 and the bottom. , or wall 13 of the bearing housing.
The rear face of each of the pads 14 has a recess 16 for receiving the outer end of the associated stop pillar 12, which is extended through the associated opening 11 of the cage 10 towards this pad 14. The middle part of the recess 16 has a radial rib 15, which is in contact with the outer end of the associated pillar 12, so as to allow each of the bearings 14 to pivot, under the load exerted by the stop ring of the shaft not shown, around a radial axis defined by the rib 15 and thus adapt to the bearing surface of this stop ring. Instead of being part of the pad 14, the rib 15 could, if necessary, be formed at the outer end of the pillar 12.
The rib 15 need not be located, in the radial direction of the thrust bearing, in the middle part of the bearing 14.
The rear face of the pad 14 has, on either side of the pillar 12, flanges 17 for maintaining, in the circumferential direction, the pad 14 in its position relative to the associated pillar 12. When the bearing 14 is made of cast iron, the latter and the flanges 17 may form a single piece. The flanges 17 may, however, if necessary, be formed separately and screwed or welded to the rear face of the bearing 14. When the latter is formed by a steel plate, instead of using flanges 17 it is possible, as for the 14Z bearing in fig. I for example, machine in the rear face of the pad 14 a recess whose sides 18 maintain, in the circumferential direction, the pad 14 in its position relative to the associated pillar 12.
A stopper plate 19 is furthermore provided at the rear surface of each of the pads 14, so as to cooperate with the radially inner side of the associated pillar 12, in order to prevent the pad 14 from moving radially towards it. outside. The pillar 12 has an annular groove 21 for receiving the stop plate 19 of the pad 14, so as to fix the relative position of the latter and of the pillar 12 in the axial direction of the latter.
When the described bearing has a relatively large diameter, for example equal to or greater than 1 m, it has particularly appreciable advantages, since it is not necessary to machine the opposite flat surfaces of the annular cage 10 with precision. .
Because the machined bottom 13 of the bearing housing serves as an axial support for the pillars 12, it suffices to machine the latter to the correct length, to obtain the desired position of the bearings 14 with respect to this bottom 13.
The machining of the latter and of the pillars 12 is, moreover, appreciably simpler and less expensive than that of the two opposite faces of a conventional stationary stop ring. The role of the annular cage 10 is limited to keeping the pillars 12 in place in the housing of the bearing. Each of the pads 14 can, moreover, pivot on the associated pillar 12, as on a conventional stationary stop ring.
The thrust bearing, which in fig. 4 illustrates and which is another embodiment of the bearing according to the invention, comprises a housing and an annular series of bearings 14, each of which has a bearing surface. All of these surfaces form an approximately annular stop surface, which supports the load exerted by a stop ring 22 of a shaft not shown, which is extended through the central opening formed by the annular stop surface. Each of the pads 14 is supported by an associated respective pillar 12 '. These pillars 12 'are supported, in the axial direction, directly by the bottom 13 of the housing of the bearing. To keep them in a circumferentially spaced position, the pillars 12 'are housed, like the pillars 12 of the bearing of FIGS. 1-3, with a fairly tight fit in associated respective openings 11 of an annular cage 10.
A rubber buffer, not shown, may be provided between each of the pillars 12 'and the bottom 13 of the housing of the bearing.
The pillars 12 'of the bearing of FIG. 4 are different from those of the bearing of FIGS. 1-3. As in fig. 4 shows, the pillar 12 'comprises a cylindrical support member 23 which can be moved relative to the bottom 13 of the bearing housing by sliding on a stationary piston 24 supported by this bottom 13. A base plate 25 of a cell fluidics 26 is housed on the stationary piston 24.
The cell 26 comprises, like FIG. 4 shows, a chamber 27 for receiving the working fluid. The chamber 27 is formed by a cavity of the element 23 and by a diaphragm 28 made of flexible elastomer. A flange 29 of the diaphragm 28 is inserted, with an interference fit, in an annular groove 31 of the cylindrical wall of the element 23, which surrounds the chamber 27. The inner face of the flange 29 of the diaphragm 28 is serrated, or crenellated, so as to form a fluidic seal 29, 31 with a satisfactory seal. The chamber 27 receives pressurized working fluid through a line 32. Fluid from leaks from the seal 29, 31 is drained from a space 33 of the cell 26 by means of a line 34.
A common source is provided to supply the chambers 27 of the pillars 12 'of the bearing described with working fluid, so as to exert the same thrust force on each of the cylindrical elements 23 of the pillars 12' from the bottom 13 of the housing of the bearing. described against the rear face of the associated pad 24. The cells 26 have the advantage of pushing all the elements 23 against the associated pad 14 with a practically equal force and thus ensuring a distribution, between these pads 14, practically uniform of the load that the ring 22 exerts on the pads. 14 of the landing.
The conduits 32 and 34 lead to respective channels 35 and 36 of the annular cage 10, which are supplied with pressurized fluid by a fluid circuit comprising, as in FIG. 4 illustrates, an air-hydraulic pump 37, a fluid accumulator 38, an oil tank 39, to which the pipe 34 is connected, and a manometer 41 which indicates the supply pressure as well as, on another scale, the thrust force supported by the bearings 14 of the described thrust bearing. A detailed description of this circuit would be superfluous in the context of this presentation.
In the pillars 12 ', the axial load is transmitted between the respective bearing 14 and the bottom 13 of the bearing housing by means of the fluidic cell 26. A displacement of the bearing 14 towards the bottom 13 of the bearing housing in fact causes by means of the plate 25, a crushing of an annular hem, or sweat, 42 of the diaphragm 28 towards the base of the chamber 27. As all the fluidic cells 26 are identical and work at the same pressure, each of the pillars 12 ' of the bearings 14 support substantially the same thrust, the load thus being distributed almost uniformly over all the bearings 14 and over all the pillars 12 'of the bearing.
As the bearing of fig. 1-3, the bearing of fig. 4 thus also offers the considerable advantage of making superfluous the precision machining of the opposite faces of the annular cage 10, the role of which is limited to keeping the pillars 12 'in place in the housing of the bearing.