FR2667659A1 - Palier auto-lubrifiant et manchon flottant. - Google Patents

Palier auto-lubrifiant et manchon flottant. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne des paliers. Elle se rapporte à un palier dans lequel un manchon flottant (50) est placé entre une bague interne (10) et une bague externe (20). Selon l'invention, un matériau autolubrifiant (52) est placé à la surface du manchon flottant (57) tournée vers l'organe destiné à tourner (20) et comporte des fils d'un lubrifiant solide, placés du côté de l'organe externe, tissés avec des fils de support essentiellement tournés du côté du manchon (50). De cette manière, le coefficient de frottement du matériau autolubrifiant augmente et finit par dépasser le coefficient de frottement existant entre le manchon (50) et la bague interne (10), si bien que le manchon tourne lorsqu'il est usé. Application aux paliers utilisés dans les aéronefs.

Description

La présente invention concerne de façon générale des paliers ayant un
manchon ou une chemise et plus précisément un organe formant un manchon auquel est collé un matériau autolubrifiant. Les paliers classiques sont réalisés avec des éléments roulants placés entre une bague interne et une
bague externe et lubrifiés par une graisse Une lubrifica-
tion périodique est nécessaire pour que les performances soient conservées avec en outre une bonne résistance à la corrosion Les performances de ces paliers classiques dépendent aussi de l'efficacité des joints d'étanchéité qui non seulement assurent la conservation de la graisse qui lubrifie les paliers mais aussi empêchent la pénétration de
la contamination depuis l'extérieur.
Les aéronefs récents nécessitent un travail des
parties mobiles pendant de longues périodes avec un entre-
tien relativement faible ou nul Par exemple, les paliers destinés à la manoeuvre des ailerons sur un aéronef doivent pouvoir travailler pendant des dizaines de milliers de tours sans aucun entretien Les paliers classiques peuvent
nécessiter un graissage après 5 000 tours.
Dans une approche permettant la résolution de ce problème d'entretien périodique, une chemise de palier est fixée à la surface de la bague externe La chemise contient
un matériau autolubrifiant tel que le polytétrafluoréthy-
lène Dans une variante, le matériau autolubrifiant est
fixé à la surface de la bague interne.
Aucune de ces dispositions comportant une chemise fixée n'a donné satisfaction La chemise fixée à la bague externe ne donne pas souvent la durée nécessaire à cause de sa défaillance par fatigue La chemise est soumise à un effet de creusement dû au fléchissement induit de la chemise lorsqu'elle est soumise à une force par la bague interne au cours de la rotation de la bague externe Des chemises autolubrifiantes fixées à la surface de la bague interne sont soumises à une usure prématurée Dans les applications normales des aéronefs, la bague interne est fixe et ne tourne pas La surface d'appui de la bague externe est appliquée contre une partie limitée de la chemise de la bague interne, et cette partie est alignée sur la charge appliquée Dans ce cas, toute l'usure est concentrée dans une petite partie de la chemise qui s'use prématurément. Une autre possibilité est l'addition d'un manchon d'un matériau autolubrifiant entre les bagues interne et
externe Le manchon est libre de flotter entre les bagues.
Le manchon colle périodiquement et aléatoirement à une surface ou à l'autre Ce collage aléatoire peut provoquer une usure irrégulière et une défaillance prématurée du palier.
La description qui précède indique les restrictions
des paliers actuels Il apparaît ainsi qu'il serait avanta-
geux de réaliser une variante supprimant au moins certaines
de ces restrictions.
Dans un aspect, l'invention concerne un palier comprenant un manchon ayant une surface radiale externe et une surface radiale interne Le manchon est monté afin
qu'il puisse glisser dans le palier, et il porte un maté-
riau autolubrifiant qui lui est fixé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion seront mieux compris à la lecture de la description
qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe partielle d'un mode de réalisation de manchon flottant selon l'invention; et
la figure 2 est une coupe d'un palier connu.
la figure 1 représente un palier comprenant une première bague, par exemple la bague interne 10 et une deuxième bague, par exemple la-
bague externe 20, avec un manchon flottant 50 placé entre les bagues interne 10 et externe 20. La bague interne 10 et la bague externe 20 sont par exemple formées d'un métal résistant à la corrosion Les surfaces 30, 40 d'appui sont formées sur les surfaces de la
bague interne 10 et de la bague externe 20 qui sont tour-
nées l'une vers l'autre La surface 40 d'appui de la bague externe est polie afin que toutes les marques résiduelles
de la mise en forme du métal soient supprimées Ce polis-
sage est parfois appelé "superfinition" Un manchon flot- tant 50, ayant un matériau autolubrifiant 52 collé à sa surface radiale externe, peut glisser entre les surfaces
, 40 d'appui.
Le manchon flottant 50 est formé d'acier D'autres matériaux peuvent être utilisés dans la mesure o ils possèdent une rigidité suffisante afin qu'ils ne provoquent pas une flexion excessive du matériau autolubrifiant 52 à la surface radiale externe du manchon flottant 50 Le
matériau autolubrifiant 52 est une étoffe calandrée conte-
nant des fils d'un lubrifiant solide, formé de polytétra-
fluoréthylène, connu sous le nom "Teflon" Une étoffe telle que décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 358 167 constitue l'étoffe préférée pour le matériau
autolubrifiant 52.
L'étoffe est un tissu de fils d'un lubrifiant solide, le polytétrafluoréthylène, tissés avec des fils de support ou d'appui formés de polyétheréthercétone La polyétheréthercétone est utilisée pour les fils d'appui car
elle possède une résistance convenable aux matières conta-
minantes et aux solutions de nettoyage utilisées habituel-
lement par l'industrie aéronautique Un tissu à armure telle que décrite dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique n O 4 358 167 est utilisé La première surface est par exemple celle de la face supérieure de cette armure qui est de préférence formée de fils de lubrifiant solide et la deuxième surface est par exemple celle de face inférieure essentiellement formée des fils d'appui Cette armure donne la caractéristique voulue d'augmentation du coefficient de frottement lorsque le tissu S 1 use Par exemple, le matériau autolubrifiant 52 est collé au manchon flottant 50 par un adhésif phénolique, un
adhésif phénolique modifié ou un adhésif vinylphénolique.
Un lubrifiant est utilisé entre la surface 30 d'appui de la bague interne et le manchon flottant 50 La caractéristique primordiale du lubrifiant est que le
coefficient de frottement doit être supérieur au coeffi-
cient de frottement à la face supérieure du matériau autolubrifiant 52 Normalement, le manchon flottant 50 ne tourne pas puisque le coefficient de frottement entre le manchon 50 et la surface 40 est nettement inférieur à celui
qui existe entre le manchon 50 et la surface 30 Le lubri-
fiant préféré est un lubrifiant sous forme d'un film sec, par exemple de bisulfure de molybdène ou de "Dycronite" de Lubrication Services Inc D'autres lubrifiants tels qu'un matériau autolubrifiant solide peuvent être utilisés entre
la surface 30 et le manchon 50.
La figure 2, correspondant à la technique anté-
rieure, est une coupe d'un exemple de palier ayant un matériau autolubrifiant 66 fixé à la bague interne 64 La bague interne 64 est fixée à un arbre ou à un organe 62 de
fixation de manière que la bague interne 64 ne tourne pas.
Dans un mode de fonctionnement, la charge appliquée est dirigée verticalement comme indiqué par la flèche, si bien que la bague externe 60 est en appui contre une partie 66 a du matériau autolubrifiant 66 de la bague interne 64 dans la zone indiquée d'usure Ainsi, si la bague interne 64 est fixe, seule la partie 66 a du matériau 66 comprise dans la zone d'usure est soumise à l'usure Le manchon flottant 50 selon l'invention est destiné à tourner périodiquement et
ainsi à présenter une nouvelle surface du matériau autolu-
brifiant 52 à la zone d'usure.
Comme la surface 40 de la bague externe est en appui contre le matériau 52, celui-ci s'use La surface d'usure n'est qu'une fraction de la surface totale du manchon 50, et cette zone est alignée sur la charge appliquée Lorsque le matériau autolubrifiant 52 s'use, son coefficient de frottement augmente jusqu'à ce qu'il dépasse celui qui existe entre le manchon 50 et la surface 30 A ce moment, le manchon flottant commence à tourner avec la surface 40 de la bague externe Lorsque le manchon flottant tourne, une nouvelle zone non usée du matériau vient dans la zone d'usure de la surface 40 de la bague externe Lorsque le
coefficient de frottement du matériau 52 est devenu infé-
rieur à celui qui existe entre le manchon 50 et la surface de la bague interne, le manchon flottant 50 cesse de tourner. La nouvelle surface du matériau autolubrifiant placée dans la zone d'usure de la surface 40 commence à s'user et à augmenter le coefficient de frottement, si bien
que le processus décrit précédemment se répète Le traite-
ment répété du manchon flottant 50 provoque une usure régulière et complète du matériau autolubrifiant 52 Un palier ayant le manchon flottant décrit précédemment a une durée de vie qui est égale à plusieurs fois celle du palier classique dont le matériau autolubrifiant est collé à une
bague d'appui.
La figure 1 représente le mode de réalisation
préféré de l'invention, la bague externe 20 étant rotative.
Dans les applications dans lesquelles la bague interne 10 tourne, le matériau autolubrifiant 52 est collé à la
surface radiale interne du manchon 50.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux paliers qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs
sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 Palier, caractérisé en ce qu'il comprend une première bague ( 10) ayant une première surface périphérique ( 30) d'appui, une seconde bague coaxiale ( 20) pouvant tourner par rapport à la première bague, la seconde bague ayant une seconde surface périphérique ( 40) d'appui, un manchon ( 50) ayant une surface radiale externe et une surface radiale interne, le manchon étant placé entre la première surface d'appui avec laquelle il coopère par glissement et la seconde surface d'appui, le manchon ayant un matériau autolubrifiant ( 52) d'appui collé à la surface radiale adjacente à la seconde surface d'appui, le manchon étant mobile progressivement sous la commande de la seconde surface d'appui en fonction de l'usure du matériau, le matériau autolubrifiant ( 52) ayant une première surface, une seconde surface et des coefficients de frottement
différents des deux surfaces.
2 Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau autolubrifiant ( 52) comporte un tissu de fils d'un lubrifiant solide et de fils de support, la première surface du tissu étant essentiellement formée des fils de lubrifiant solide et la seconde surface du tissu étant essentiellement formée des fils de support, si bien que le coefficient de frottement du tissu n'est pas le même à la première et à la seconde surface, le coefficient de frottement ayant une première valeur à la première surface et une seconde valeur supérieure à la première valeur à la
seconde surface.
3 Palier selon la revendication 2, caractérisé en
ce que des fils de lubrifiant solide sont formés de poly-
tétrafluoréthylène.
4 Palier selon la revendication 2, caractérisé en
ce que les fils de support sont formés de polyéther-
éthercétone.
5 Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première bague est une bague interne et la
seconde bague une bague externe.
6 Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première bague est une bague externe et la
seconde bague une bague interne.
7 Manchon flottant destiné à un palier, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre ouvert ( 50) ayant une surface radiale externe et une surface radiale interne, destinées à coopérer par glissement avec le palier, et un matériau autolubrifiant ( 52) fixé à la surface radiale
externe du cylindre, le matériau ayant une première sur-
face, une seconde surface et un coefficient de frottement
variable, le coefficient de frottement du matériau autolu-
brifiant variant entre la première surface du matériau autolubrifiant et sa seconde surface, le coefficient de frottement ayant une première valeur à la première surface et une seconde valeur supérieure à la première valeur à la
seconde surface.
8 Manchon selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau autolubrifiant ( 52) est un tissu de fils de lubrifiant solide et de fils de support, la première surface du tissu étant essentiellement formée de fils de lubrifiant solide et la seconde surface du tissu étant
essentiellement formée de fils de support.
9 Manchon selon la revendication 8, caractérisé en
ce que les fils de lubrifiant solide sont formés de poly-
tétrafluoréthylène.
Manchon selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fils de support sont formés de polyéther-
éthercétone.
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