WO2024094945A1 - Dispositif de suspension pour roulement - Google Patents

Dispositif de suspension pour roulement Download PDF

Info

Publication number
WO2024094945A1
WO2024094945A1 PCT/FR2023/051710 FR2023051710W WO2024094945A1 WO 2024094945 A1 WO2024094945 A1 WO 2024094945A1 FR 2023051710 W FR2023051710 W FR 2023051710W WO 2024094945 A1 WO2024094945 A1 WO 2024094945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
nut
suspension device
elastically deformable
casing
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051710
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane Xavier Gérard ROUSSELIN
Alexandrine DOSME
Clément Raphaël LAROCHE
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines filed Critical Safran Aircraft Engines
Publication of WO2024094945A1 publication Critical patent/WO2024094945A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • F16C27/045—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies with a fluid film, e.g. squeeze film damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/19—Two-dimensional machined; miscellaneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/29—Three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/294—Three-dimensional machined; miscellaneous grooved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/527—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to vibration and noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/10—Force connections, e.g. clamping
    • F16C2226/12—Force connections, e.g. clamping by press-fit, e.g. plug-in
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/60—Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50—Positive connections
    • F16C2226/70—Positive connections with complementary interlocking parts
    • F16C2226/74—Positive connections with complementary interlocking parts with snap-fit, e.g. by clips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines

Definitions

  • the technical field of the invention is that of suspension devices for a bearing ensuring the centering and guiding in rotation of a rotating shaft within a rotating machine.
  • the invention relates to the field of suspension devices for bearings which comprise an elastically deformable part in the form of a flexible cage mounted around the bearing, between the outer ring of the bearing and the part in which the rotary shaft is guided in rotation, said flexible cage allowing radial movement of the bearing.
  • a rotating shaft In a rotating machine, a rotating shaft is usually centered and guided in rotation relative to a casing by several bearings.
  • casing generally speaking, we mean the part in which the rotating shaft is guided to rotate.
  • radial vibrations can be exerted on the bearings, which are likely to deteriorate.
  • connection means extending in axial direction and comprising elastically deformable means, these connection means being distinct from a hoop interposed between the outer ring of the bearing and the bearing support.
  • the elastically deformable means consist of an annular row of tongues or columns forming a flexible cage type assembly.
  • This flexible cage has a fixing flange mounted axially on the bearing support. In their part directed towards the bearing, the tongues or columns have an upper end connected to the fixing flange, and a lower end connected to the outer ring of the bearing.
  • This flexible cage is also known under the name of “squirrel cage” in the field of aeronautics. It is usually used to allow radial movement of the bearing on which it is mounted. Said bearing is generally mounted on a rotating shaft in order to allow the centering and rotational guidance of said shaft relative to the casing in which it is housed. The flexible cage is then provided between the bearing and the housing. It usually has an external radial part provided for its attachment by hooping to the casing and a zone of smaller diameter provided at a distance from the hooped part, locally creating a radial clearance between the flexible cage and the casing. To the right of the bearing, the flexible cage also has an internal radial part intended for its attachment to the external bearing of the bearing.
  • the tabs distributed in an annular manner around the perimeter of the flexible cage define openings which, by their length and width, due to the local weakening of the structure of the flexible cage, allow the flexible cage to deform elastically and radially. This deformation, authorized by the clearance existing locally between the flexible cage and the casing, allows radial clearance for the bearing.
  • the openings in the flexible cage also allow the passage of lubricating fluids.
  • the elastic deformation of the flexible cage at the level of the tongues thus provides a certain flexibility to the rotating shaft, allowing it to vibrate radially without damaging the bearings.
  • each rotating machine may require different flexibilities.
  • This flexibility can be modified by modifying the position of the bearings, or by modifying the deformability of the flexible cages associated with them. It is this second solution which is preferred, because it is difficult and not always possible to modify the position of the bearings on a shaft.
  • the deformability of the flexible cages is usually modified by varying the overall length of the flexible cages and/or by modifying the dimensions of the columns and the openings, for example by modifying their length and/or their width.
  • Document FR3075897 discloses a suspension device with variable stiffness for the bearing of a bearing.
  • This suspension device comprises elastically deformable means in the form of a flexible cage extending in the axial direction and providing radial clearance to the bearing.
  • the adjustment of the stiffness of the suspension device in relation to the radial force is obtained by modification of the length of the axial overhang on which the radial force is transmitted by bending of the flexible cage.
  • This suspension device is very advantageous in that it makes it possible to modify the flexibility of a flexible cage during the operation of a rotating machine, in particular in order to cross resonance modes in flexion of the rotating shaft .
  • it is a complex and expensive suspension device.
  • the flexibility of such a flexible cage must be able to be modified easily and quickly in order to be able to adapt it, particularly in the event of a change in the mechanical loads undergone by the rotating shaft.
  • the critical parts or pieces of such a flexible cage must be able to be replaced quickly, easily and at lower cost.
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above, by providing a flexible cage formed of several assembled parts, including an elastically deformable part which can easily be sized and manufactured at low cost in order to provide specific flexibility to the assembly. .
  • One aspect of the invention relates to a suspension device for a bearing within a rotating machine, the bearing ensuring the centering and guiding in rotation of a rotating shaft relative to a casing within the machine rotating, the suspension device extending along an axis a fixing nut extending along the axis an elastically deformable part extending along the axis fixing by a second threaded shoulder; and in which the external diameter of the bearing nut and that of the elastically deformable part are less than the external diameter of the fixing nut.
  • the suspension device according to the invention breaks down the functions of a usual flexible cage and advantageously offers interchangeability of the components. It thus comprises a part intended to be fixed on the bearing, a part intended to be fixed to the housing and an intermediate part connecting the two previous ones, allowing radial clearance for the bearing and which is easy to replace in the context of maintenance of the suspension device or to modify the flexibility offered by it.
  • the usual flexible cages are mounted by shrink fit on the bearing and in the housing, which makes their removal very difficult.
  • only the bearing nut and the fixing nut are difficult to remove, replacing the elastically deformable part is very easy as will be described later.
  • the elastically deformable part makes it possible to adapt the flexibility of the suspension device specifically to a given use.
  • the elastically deformable part is advantageously quick, simple and inexpensive to size and manufacture.
  • the external diameter of the bearing nut and that of the elastically deformable part being less than the external diameter of the fixing nut, when the suspension device is mounted on the bearing in the casing, the outer radial part of the bearing-carrying nut and the outer radial part of the elastically deformable part are located at a distance from the casing. This creates clearance between the bearing and the housing, which advantageously allows radial movement of the bearing.
  • the elastically deformable part between the first and the second threaded shoulder, has tongues or columns extending along the axis columns delimiting axial openings. These axial openings which allow the elastically deformable part to deform elastically and radially.
  • the elastically deformable part advantageously has an elastically deformable character based on the same principle as that of conventional flexible cages, and of which those skilled in the art know how to adapt the flexibility to specific needs.
  • the bearing nut has a shoulder offset along the axis first threaded shoulder of the elastically deformable part. This threaded radial part advantageously allows the bearing nut to be assembled by screwing with the elastically deformable part.
  • the fixing nut has a shoulder offset along the axis elastically deformable part. This threaded radial part advantageously allows the fixing nut to be assembled by screwing with the elastically deformable part.
  • the bearing nut comprises an axial retaining member of the bearing.
  • a stop By forming a stop, such a member advantageously makes it possible to block the movement of the bearing along the axis X relative to the casing in one direction.
  • Providing two axial retaining members on each side of the bearing advantageously makes it possible to block movement along the X axis of the latter relative to the casing in both directions.
  • the length along the X axis of the bearing nut represents at least 30% of the length along the X axis of the suspension device. This length advantageously makes it possible to fully accommodate the bearing in the bearing nut and to provide a sufficiently large external surface for the bearing nut so that if it comes into contact with the internal face of the housing, the area contact is large, which avoids damaging the bearing nut.
  • the external diameter of the elastically deformable part is less than the external diameter of the bearing-carrying nut.
  • the distance separating the casing from the outer radial part of the elastically deformable part is greater than the distance separating the casing from the outer radial part of the bearing nut.
  • the lower diameter of the elastically deformable part relative to the bearing nut and the fixing nut advantageously facilitates the assembly of these different parts inside the casing and also facilitates the removal thereof in order to its replacement.
  • One aspect of the invention also relates to an assembly for a rotating machine comprising, centered along the axis suspension device as described previously is fixed around the bearing.
  • One aspect of the invention also relates to a rotating machine of the turbomachine type comprising, centered along the axis guiding the rotation of the latter relative to the casing, and in which the bearing is fixed to the casing via a suspension device as described above.
  • the fixing nut is fixed to the casing by shrinking and the bearing nut is fixed to the bearing by shrinking. This type of fixing advantageously makes it possible to securely immobilize the bearing-carrying nut and the fixing nut on their respective support.
  • Figure 1 is a schematic sectional view illustrating a rotating shaft equipped with a bearing mounted inside a casing via a flexible cage according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view of a flexible cage according to the prior art.
  • Figure 3 is a perspective view in vertical section of a flexible cage according to the prior art mounted on a bearing.
  • Figure 4 is a sectional view illustrating a bearing mounted between a rotating shaft and a casing via a flexible cage according to the prior art.
  • Figure 5 is a schematic perspective view of a bearing and a suspension device according to the invention shown in the dissociated state.
  • FIG. 6 is a sectional view illustrating a rotating shaft equipped with a bearing mounted inside a casing via a suspension device according to the invention.
  • Figure 7 is a detailed view of the part circled in Figure 6.
  • Figure 1 illustrates the operating principle of a flexible cage 1 according to the prior art.
  • a bearing 2 is mounted between a rotating shaft 3 of axis longitudinal Xand a casing 4 via a flexible cage 1 according to the prior art.
  • Figure 4 illustrates this assembly as it is usually carried out according to the prior art.
  • the flexible cage 1 in its middle part 5, has tongues or columns 6 distributed in an annular manner around the periphery of the flexible cage 1 and delimiting openings 7 which, by their length and their mutual spacing, allow the flexible cage 1 to deform elastically and radially.
  • the flexible cage 1 At one end located to the right of the bearing 2, the flexible cage 1 has a first annular fixing ring 8 for its fixing on the bearing 2, while at the opposite end, the flexible cage 1 has a second annular fixing ring 9 for its attachment to the casing 4.
  • These annular fixing rings 8, 9 are connected together by the tongues or columns 6.
  • all these parts 5, 6, 7, 8, 9 are made from a single, one-piece piece.
  • the second annular fixing ring 9 has a diameter smaller than that of the middle part 5 and the first annular fixing ring 8, which locally creates an empty space 10 between the flexible cage 1 and the casing 4.
  • the thickness E of this empty space 10 is deliberately accentuated in Figure 1 for greater visibility. When the flexible cage 1 deforms, this empty space 10 allows radial movement of the bearing 2 relative to the casing 4.
  • the present invention consists, among other things, of breaking down the functions of the different parts of a flexible cage in particular to offer interchangeability of the parts which compose it.
  • the suspension device 11 comprises three distinct parts, of generally tubular shape, to be assembled mutually by screwing, namely a bearing nut 12, a fixing nut 13 and an elastically deformable part 14 what is provided between the bearing nut 12 and the fixing nut 13.
  • the suspension device 11 according to the invention is used within a rotating machine in order to provide radial clearance for a bearing 2 ensuring the centering and rotational guidance of a rotating shaft 3 within a casing 4.
  • casing 4 we mean here any support having a cylindrical internal surface intended to house a rotary shaft 3 guided in rotation and centered in it by means of one or more bearing 2
  • the suspension device 11 according to the invention is intended to be interposed between the casing 4 and the bearing(s) 2 mounted on a rotating shaft 3.
  • the suspension device 11 according to the invention and a bearing 2 are shown in the dissociated state in Figure 5.
  • This assembly is shown assembled and mounted on a rotating shaft 3 within a casing 4 in the figures 6 and 7.
  • the bearing nut 12, the fixing nut 13 and the elastically deformable part 14 extend along the same axis X.
  • these three parts 12, 13, 14 and the bearing 2 are centered along the axis X around the rotating shaft 3 inside the casing 4, themselves centered along the axis 13 and the elastically deformable part 14 are preferably parts of generally cylindrical shape.
  • the bearing nut 12 serves to fix the suspension device 11 on the bearing 2. It is of generally tubular shape and is designed to receive the bearing 2.
  • the bearing 2 is preferably mounted in the bearing nut bearing 12 by shrinking an internal radial part 15 of the bearing nut 12 onto the external radial face 16 of the bearing 2.
  • the bearing nut 12 presents a thread 17 for its screwing with the elastically deformable part 14.
  • This thread 17 is preferably provided at the level of a shoulder 18 offset along the axis on the internal face of the bearing nut 12, but it can also be provided on the external face of the bearing nut 12.
  • the bearing nut 12 has an external diameter slightly smaller than the internal diameter of the bearing nut 12.
  • the fixing nut 13 serves to fix the suspension device 11 to the casing 4. It is of generally tubular shape and is intended to be housed in the casing 4.
  • the fixing nut 13 is preferably mounted in the casing 4 by shrinking an external radial part 19 of the fixing nut 13 against the internal radial face 20 of the casing 4.
  • the fixing nut 13 has a thread 21 for its screwing with the part elastically deformable 14. This thread 21 is preferably provided at the level of a shoulder 22 offset along the axis fixing 13, but it can also be provided indifferently on the internal face of the fixing nut 13.
  • the fixing nut 13 has an external diameter very slightly smaller, or even substantially equal but not greater than the internal diameter of the casing 4 in which it is housed in order to allow tight fit mounting of the fixing nut 13 in the casing 4.
  • the fixing nut 13 is not intended to move radially when the elastically deformable part 14 deforms.
  • the elastically deformable part 14 is intended to connect the bearing-carrying nut 12 to the fixing nut 13 and serves to provide the radial clearance to the bearing 2. It is of generally tubular shape and comprises two rings 23, 24 connected together by a middle part 32 comprising tongues or columns 25. It thus comprises a first ring 23 to be assembled by screwing with the bearing nut 12 and a second ring 24 to be assembled by screwing with the fixing nut 13 As in the case of a flexible cage 1 according to the prior art, the tongues or columns 25 define through openings 35 which promote the deformability of the middle part 32 and allow the free circulation of lubricating fluids.
  • the elastically deformable part 14 preferably comprises a first threaded shoulder 26 whose thread 27 is complementary to the thread 17 of the bearing nut 12.
  • the second ring 24 it preferably comprises a second threaded shoulder 28 whose thread 29 is complementary to the thread 21 of the fixing nut 13.
  • the first threaded shoulder 26 of the elastically deformable part 14 has a shape substantially complementary to that of the shoulder 18 of the bearing nut 12, while its second threaded shoulder 28 has a shape substantially complementary to that of the shoulder 22 of the fixing nut 13.
  • the elastically deformable part 14 has an external diameter slightly smaller than the internal diameter of the casing 4 in which the bearing 2 is housed. More preferably, the elastically deformable part 14 also has an external diameter smaller than that of the bearing nut 12 in order to create a free space of thickness D provided between the external radial part 31 of the elastically deformable part 14 and the casing 4 which is greater than the free space of thickness provided between the external radial part 30 of the bearing nut 12 and the casing 4. This spacing of thickness D allows the elastically deformable part 14 to deform without interfering with the radial movement of the bearing 2 inside the casing 4.
  • the suspension device 11 has a general tubular shape when its main constituent parts 12, 13, 14 are assembled.
  • the external diameter of the bearing nut 12 and that of the elastically deformable part 14 are less than the diameter of the fixing nut 13, which creates a clearance between the bearing 2 and the casing 4.
  • the casing 4 has substantially the same internal diameter.
  • the external diameter of the elastically deformable part 14 is preferably less than that of the bearing nut 12.
  • the tongues or columns 25 of the elastically deformable part 14 are arranged parallel to the longitudinal axis , said tongues or columns 25 are respectively comparable to rods or cylinders, whether they have a substantially rectangular or substantially round or oval section.
  • the bearing nut 12 comprises at least one axial retaining member 33 for the bearing 2, preferably two, each being located on either side of the bearing 2 if the latter is not against a stop shaped inside the casing 4.
  • Each axial retaining member 33 aims to limit the axial movement of the bearing 2 along the axis different axial retaining members 33 are shown in Figure 6. That on the left is in the form of a flat ring 33' mounted in a groove 34 shaped in the internal radial part 15 of the bearing nut 12, while that on the right is in the form of an annular projection 33" shaped in one piece with the internal radial part 15 of the bearing nut 12 and extending radially towards the center thereof. For reasons of simplification, no axial retaining member 33 is shown in Figure 5.
  • a lock-nut ring 36 is provided on the threaded parts of the suspension device 11.
  • a lock-nut ring 36 can thus be provided between the thread 17 of the bearing nut 12 and the first thread 27 of the elastically deformable part 14, and/or between the thread 21 of the fixing nut 13 and the second thread 29 of the elastically deformable part 14.
  • Each lock-nut ring 36 is preferably in the form of an elastomer ring.
  • the bearing nut 12, the fixing nut 13 and the elastically deformable part 14 are preferably made of metal, more preferably of steel.
  • the constituent metal of the elastically deformable part 14 may be different from that of the two other parts 12, 13 so that the elastically deformable part 14 is more easily deformable than the bearing nut 12 and the fixing nut 13.
  • the suspension device 11 according to the invention is intended to be used within a rotating machine comprising a shaft and rotating masses. It is preferably intended to be used within a turbomachine, for example a turbine or a turbojet.
  • the length of the bearing nut 12 along the axis X represents at least 30% of the total length of the suspension device 11 along the axis X.
  • the bearing 2 is mounted on the rotating shaft 3, in a conventional manner.
  • the fixing nut 13 is introduced around the rotating shaft 3 then it is screwed to the elastically deformable part 14.
  • the suspension device 11 according to invention is in situation assembled and mounted on the bearing 2, itself mounted on the rotating shaft 3.
  • this assembly is introduced by force into the casing 4 so that the fixing nut 13 is fitted by shrinking into the casing 4.
  • the assembly formed by the rotating shaft 3, the bearing 2 and the bearing-carrying nut 12 can be unscrewed relative to the elastically deformable part 14 and removed from the casing 4.
  • the elastically deformable part 14 it is then sufficient to unscrew it in relation to the fixing nut 13, then remove it from the casing 4.
  • the outer bearing of bearing 2 can be dismantled.
  • the assembly formed by this external bearing and the bearing nut 12 is then unscrewed relative to the elastically deformable part 14 and removed from the casing 4.
  • the elastically deformable part 14 is then accessible and can be extracted from the casing 4 after the have unscrewed in relation to the fixing nut 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de suspension (11) pour un roulement (2) monté sur un arbre rotatif (3) dans un carter (4). Ce dispositif de suspension (11) s'étend selon un axe longitudinal X. Il comprend un écrou porte-roulement (12) dont une partie radiale interne (15) est frettée sur le roulement (2), un écrou de fixation (13) s'étendant selon l'axe X à distance de l'écrou porte-roulement (12) et dont une partie radiale externe (19) est frettée au carter et une pièce élastiquement déformable (14) s'étendant selon l'axe X entre l'écrou porte-roulement (12) et l'écrou de fixation (13), ladite pièce élastiquement déformable (14) étant vissée à l'écrou porte-roulement (12) par un premier épaulement (26) fileté et vissée à l'écrou de fixation (13) par un second épaulement fileté (28). Le diamètre externe de l'écrou porte-roulement (12) et celui de la pièce élastiquement déformable (14) sont inférieurs au diamètre de l'écrou de fixation (13).

Description

DESCRIPTION
Dispositif de suspension pour roulement
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui des dispositifs de suspension pour un roulement assurant le centrage et le guidage en rotation d'un arbre rotatif au sein d’une machine tournante.
[0002] Plus particulièrement, l’invention concerne le domaine des dispositifs de suspension pour roulement qui comprennent une pièce élastiquement déformable sous la forme d’une cage souple montée autour du roulement, entre la bague extérieure du roulement et la pièce dans laquelle l’arbre rotatif est guidé à rotation, ladite cage souple autorisant un débattement radial du roulement.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] Dans une machine tournante, un arbre rotatif est habituellement centré et guidé en rotation par rapport à un carter par plusieurs roulements. Par carter, de manière générale, on entend la pièce dans laquelle l’arbre rotatif est guidé à rotation. Lors du fonctionnement de la machine tournante, des vibrations radiales peuvent s’exercer sur les roulements, qui sont susceptibles de se détériorer. Afin de protéger les roulements, il est donc courant de prévoir un dispositif pour absorber ces vibrations.
[0004] Par le document FR3013760 on connaît un dispositif pour le centrage et le guidage en rotation d'un arbre de turbomachine, dans lequel la bague extérieure d'un palier est reliée au support de palier par des moyens de raccordement s'étendant en direction axiale et comprenant des moyens élastiquement déformables, ces moyens de raccordement étant distincts d'une frette interposée entre la bague extérieure du palier et le support de palier. Les moyens élastiquement déformables sont constitués d'une rangée annulaire de languettes ou colonnettes formant un ensemble du type cage souple. Cette cage souple comporte une bride de fixation montée axialement sur le support de palier. Dans leur partie dirigée vers le palier, les languettes ou colonnettes présentent une extrémité supérieure raccordée à la bride de fixation, et une extrémité inférieure raccordée à la bague extérieure du palier.
[0005] Cette cage souple est également connue sous le nom de « cage d’écureuil » dans le domaine de l’aéronautique. Elle est habituellement utilisée afin d’autoriser un débattement radial du roulement sur lequel elle est montée. Ledit roulement est généralement monté sur un arbre rotatif afin de permettre le centrage et le guidage en rotation dudit arbre par rapport au carter dans lequel il est logé. La cage souple est alors prévue entre le roulement et le carter. Elle présente habituellement une partie radiale externe prévue pour sa fixation par frettage au carter et une zone de plus faible diamètre prévue à distance de la partie frettée, créant localement un jeu radial entre la cage souple et le carter. Au droit du roulement, la cage souple présente également une partie radiale interne prévue pour sa fixation sur le palier externe du roulement. Les languettes réparties de façon annulaire dans le pourtour de la cage souple délimitent des ouvertures qui, par leur longueur et leur largeur, en raison de l’affaiblissement local de la structure de la cage souple, permettent à la cage souple de se déformer élastiquement et radialement. Cette déformation, autorisée par le jeu existant localement entre la cage souple et le carter, permet un débattement radial pour le roulement. Les ouvertures de la cage souple permettent également le passage des fluides de lubrification.
[0006] La déformation élastique de la cage souple au niveau des languettes fournit ainsi une certaine souplesse à l’arbre rotatif, lui permettant de vibrer radialement sans détériorer les roulements. Plus la cage souple est susceptible de se déformer facilement, plus cette souplesse est importante. Cette souplesse dépend également de l’amplitude des déplacement radiaux du roulement autorisé par la cage souple.
[0007] Selon son mode de fonctionnement, chaque machine tournante peut nécessiter des souplesses différentes. On peut modifier cette souplesse en modifiant la position des roulements, ou en modifiant la déformabilité des cages souples qui leur sont associées. C’est cette seconde solution qui est préférée, car il est difficile et pas toujours possible de modifier la position des roulements sur un arbre. On modifie habituellement la déformabilité des cages souples en jouant sur la longueur globale des cages souples et/ou en modifiant les dimensions des colonnettes et des ouvertures, par exemple en modifiant leur longueur et/ou leur largeur.
[0008] Par le document FR3075897 on connaît un dispositif de suspension à raideur variable pour le palier d’un roulement. Ce dispositif de suspension comprend des moyens élastiquement déformables sous la forme d’une cage souple s'étendant en direction axiale et procurant un débattement radial au roulement. Le réglage de la raideur du dispositif de suspension par rapport à l’effort radial est obtenu par la modification de la longueur du porte-à-faux axial sur lequel l’effort radial est transmis par flexion de la cage souple.
[0009] Ce dispositif de suspension est très avantageux en ce qu’il permet de modifier la souplesse d’une cage souple au cours du fonctionnement d’une machine tournante, notamment afin de traverser des modes de résonance en flexion de l’arbre rotatif. Il s’agit néanmoins d’un dispositif de suspension complexe et onéreux.
[0010] Il existe donc un besoin pour une cage souple dont la souplesse peut être facilement adaptée de manière spécifique à une utilisation donnée. Les cages souples étant habituellement formées d’une seule pièce et fabriquées par usinage taillage dans la masse, dimensionner et fabriquer une cage souple fournissant une souplesse spécifique est long, compliqué et onéreux.
[0011] Il existe donc un besoin pour une cage souple qui soit à la fois rapide, simple et peu onéreuse à dimensionner et à fabriquer, tout en permettant de fournir une souplesse spécifique à une machine tournante donnée ou pour un régime de fonctionnement donné de celle-ci.
[0012] Avantageusement, la souplesse d’une telle cage souple doit pouvoir être modifiée facilement et rapidement afin de pouvoir l’adapter, notamment en cas de modification des charges mécaniques subies par l’arbre rotatif.
[0013] Avantageusement, les parties ou pièces critiques d’une telle cage souple doit pouvoir être remplacées rapidement, facilement et à moindre coût.
RESUME DE L’INVENTION
[0014] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en fournissant une cage souple formée de plusieurs pièces assemblées, dont une pièce élastiquement déformable qui peut facilement être dimensionnée et fabriquée à faible coût afin de fournir une souplesse spécifique à l’ensemble.
[0015] Un aspect de l’invention concerne un dispositif de suspension pour un roulement au sein d’une machine tournante, le roulement assurant le centrage et le guidage en rotation d'un arbre rotatif par rapport à un carter au sein de la machine tournante, le dispositif de suspension s’étendant selon un axe X et comprenant : un écrou porte-roulement dont une partie radiale interne est prévue pour être fixée sur le roulement ; un écrou de fixation s’étendant selon l’axe X à distance de l’écrou porte- roulement et dont une partie radiale externe est prévue pour être fixée au carter ; une pièce élastiquement déformable s’étendant selon l’axe X entre l’écrou porte-roulement et l’écrou de fixation, ladite pièce élastiquement déformable étant vissée à l’écrou porte-roulement par un premier épaulement fileté et vissée à l’écrou de fixation par un second épaulement fileté ; et dans lequel le diamètre externe de l’écrou porte-roulement et celui de la pièce élastiquement déformable sont inférieurs au diamètre externe de l’écrou de fixation.
[0016] Comprenant trois parties assemblées entre elles, le dispositif de suspension selon l’invention décompose les fonctions d’une cage souple habituelle et offre avantageusement une interchangeabilité des composants. Il comprend ainsi une pièce destinée à être fixée sur le roulement, une pièce destinée à être fixée au carter et une pièce intermédiaire reliant les deux précédentes, permettant un débattement radial pour le roulement et qu’il est facile de remplacer dans le cadre d’une maintenance du dispositif de suspension ou pour modifier la souplesse offerte par celui-ci. En effet, rappelons que les cages souples habituelles sont montées par frettage sur le roulement et dans le carter, ce qui rend leur retrait très difficile. Dans l’invention, seuls l’écrou porte-roulement et l’écrou de fixation sont difficiles à retirer, le remplacement de la pièce élastiquement déformable est quant à lui très facile comme cela sera décrit plus loin.
[0017] En outre, seul le remplacement de la pièce élastiquement déformable permet d’adapter la souplesse du dispositif de suspension de manière spécifique à une utilisation donnée. Par la simplicité de sa forme, la pièce élastiquement déformable est avantageusement à la fois rapide, simple et peu onéreuse à dimensionner et à fabriquer. Seule pièce véritablement critique du dispositif de suspension, elle peut avantageusement être remplacée rapidement, facilement et à moindre coût.
[0018] Le diamètre externe de l’écrou porte-roulement et celui de la pièce élastiquement déformable étant inférieurs au diamètre externe de l’écrou de fixation, lorsque le dispositif de suspension est monté sur le roulement dans le carter, la partie radiale externe de l’écrou porte-roulement et la partie radiale externe de la pièce élastiquement déformable sont situées à distance du carter. Cela crée un jeu entre le roulement et le carter, ce qui permet avantageusement un débattement radial du roulement.
[0019] Selon un autre aspect de l’invention, entre le premier et le second épaulement fileté, la pièce élastiquement déformable présente des languettes ou colonnettes s’étendant selon l’axe X et réparties de façon annulaire sur son pourtour, lesdites languettes ou colonnettes délimitant des ouvertures axiales. Ces ouvertures axiales qui permettent à la pièce élastiquement déformable de se déformer élastiquement et radialement. Ainsi, la pièce élastiquement déformable présente avantageusement un caractère élastiquement déformable basé sur le même principe que celui des cages souples classiques, et dont l’homme du métier sait adapter la souplesse à des besoins spécifiques.
[0020] Selon un aspect supplémentaire de l’invention, l’écrou porte-roulement présente un épaulement déporté selon l’axe X en direction de la pièce élastiquement déformable, ledit épaulement présentant une partie radiale filetée dont le filetage coopère avec le filetage du premier épaulement fileté de la pièce élastiquement déformable. Cette partie radiale filetée permet avantageusement à l’écrou porte- roulement d’être assemblé par vissage avec la pièce élastiquement déformable.
[0021] Selon un aspect de l’invention, l’écrou de fixation présente un épaulement déporté selon l’axe Xen direction de la pièce élastiquement déformable et présentant une partie radiale filetée dont le filetage coopère avec le filetage du second épaulement fileté de la pièce élastiquement déformable. Cette partie radiale filetée permet avantageusement à l’écrou de fixation d’être assemblé par vissage avec la pièce élastiquement déformable.
[0022] Selon un autre aspect de l’invention, l’écrou porte-roulement comprend un organe de retenue axiale du roulement. En formant une butée, un tel organe permet avantageusement de bloquer le déplacement du roulement selon l’axe X par rapport au carter dans une direction. Prévoir deux organes de retenue axiale de chaque côté du roulement permet avantageusement de bloquer le déplacement selon l’axe X de celui-ci par rapport au carter dans les deux directions. [0023] Selon un aspect de l’invention, la longueur selon l’axe X de l’écrou porte- roulement représente au moins 30% de la longueur selon l’axe X du dispositif de suspension. Cette longueur permet avantageusement de loger entièrement le roulement dans l’écrou porte-roulement et de fournir une surface externe suffisamment importante pour l’écrou porte-roulement de sorte que si celui-ci entre en contact avec la face interne du carter, la zone de contact soit grande, ce qui évite de détériorer l’écrou porte-roulement.
[0024] Selon un autre aspect de l’invention, le diamètre externe de la pièce élastiquement déformable est inférieur au diamètre externe de l’écrou porte-roulement. Ainsi, la distance séparant le carter de la partie radiale externe de la pièce élastiquement déformable est supérieure à la distance séparant le carter de la partie radiale externe de l’écrou porte-roulement. Le diamètre inférieur de la pièce élastiquement déformable par rapport à l’écrou porte-roulement et à l’écrou de fixation facilite avantageusement le montage de ces différentes pièces à l’intérieur du carter et facilite également le retrait de celle-ci en vue de son remplacement.
[0025] Un aspect de l’invention concerne également un ensemble pour machine tournante comprenant, centrés selon l’axe X : un arbre rotatif monté dans un carter de la machine tournante, un roulement monté sur l’arbre rotatif, et dans lequel un dispositif de suspension tel que décrit précédemment est fixé autour du roulement.
[0026] Un aspect de l’invention concerne aussi une machine tournante de type turbomachine comprenant, centrés selon l’axe X : un carter, un arbre rotatif monté dans le carter, un roulement monté sur l’arbre rotatif et assurant le centrage et le guidage en rotation de celui-ci par rapport au carter, et dans laquelle le roulement est fixé au carter par l’intermédiaire d’un dispositif de suspension tel que décrit précédemment. [0027] Selon un autre aspect de l’invention, au sein de la machine tournante, l’écrou de fixation est fixé au carter par frettage et l’écrou porte-roulement est fixé sur le roulement par frettage. Ce type de fixation permet avantageusement de solidement immobiliser l’écrou porte-roulement et l’écrou de fixation sur leur support respectif.
[0028] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0029] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0030] [Fig. 1] La figure 1 est une vue schématique en coupe illustrant un arbre rotatif équipé d’un roulement monté à l’intérieur d’un carter par l’intermédiaire d’une cage souple selon l’art antérieur.
[0031] [Fig. 2] La figure 2 est une vue en perspective d’une cage souple selon l’art antérieur.
[0032] [Fig. 3] La figure 3 est une vue en perspective en coupe verticale d’une cage souple selon l’art antérieur monté sur un roulement.
[0033] [Fig. 4] La figure 4 est une vue en coupe illustrant un roulement monté entre un arbre rotatif et un carter par l’intermédiaire d’une cage souple selon l’art antérieur.
[0034] [Fig. 5] La figure 5 est une vue schématique en perspective d’un roulement et d’un dispositif de suspension selon l’invention représenté à l’état dissocié.
[0035] [Fig. 6] La figure 6 est une vue en coupe illustrant un arbre rotatif équipé d’un roulement monté à l’intérieur d’un carter par l’intermédiaire d’un dispositif de suspension selon l’invention.
[0036] [Fig. 7] La figure 7 est une vue de détail de la partie encerclée sur la figure 6.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0037] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0038] La figure 1 illustre le principe de fonctionnement d’une cage souple 1 selon l’art antérieur. Sur cette figure, un roulement 2 est monté entre un arbre rotatif 3 d’axe longitudinal Xet un carter 4 par l’intermédiaire d’une cage souple 1 selon l’art antérieur.
La figure 4 illustre ce montage tel qu’il est réalisé habituellement selon l’art antérieur.
[0039] Comme cela apparaît sur les figures 2 et 3, dans sa partie médiane 5, la cage souple 1 selon l’art antérieur présente des languettes ou colonnettes 6 réparties de façon annulaire sur le pourtour de la cage souple 1 et délimitant des ouvertures 7 qui, par leur longueur et leur espacement mutuel, permettent à la cage souple 1 de se déformer élastiquement et radialement. A une extrémité située au droit du roulement 2, la cage souple 1 présente une première bague annulaire de fixation 8 pour sa fixation sur le roulement 2, tandis qu’à l’extrémité opposée, la cage souple 1 présente une seconde bague annulaire de fixation 9 pour sa fixation au carter 4. Ces bagues annulaires de fixation 8, 9 sont reliées entre elles par les languettes ou colonnettes 6. Dans une cage souple 1 selon l’art antérieur, toutes ces parties 5, 6, 7, 8, 9 sont d’une seule pièce monobloc. La seconde bague annulaire de fixation 9 présente un diamètre inférieur à celui de la partie médiane 5 et de la première bague annulaire de fixation 8, ce qui crée localement un espace vide 10 entre la cage souple 1 et le carter 4. L’épaisseur E de cet espace vide 10 est volontairement accentuée sur la figure 1 pour plus de visibilité. Lorsque la cage souple 1 se déforme, cet espace vide 10 autorise un débattement radial du roulement 2 par rapport au carter 4.
[0040] La présente invention consiste entre autres à décomposer les fonctions des différentes parties d’une cage souple pour notamment offrir une interchangeabilité des pièces qui la composent.
[0041] Ainsi, le dispositif de suspension 11 selon l’invention comprend trois pièces distinctes, de forme générale tubulaire, à assembler mutuellement par vissage, à savoir un écrou porte-roulement 12, un écrou de fixation 13 et une pièce élastiquement déformable 14 quoi est prévue entre l’écrou porte-roulement 12 et l’écrou de fixation 13.
[0042] De manière classique, le dispositif de suspension 11 selon l’invention est utilisé au sein d’une machine tournante afin d’offrir un débattement radial pour un roulement 2 assurant le centrage et le guidage en rotation d'un arbre rotatif 3 au sein d’un carter 4. De manière générale, par carter 4 on entend ici tout support présentant une surface interne cylindrique prévue pour loger un arbre rotatif 3 guidé à rotation et centré dans celui-ci par l’intermédiaire d’un ou plusieurs roulement 2 [0043] Le dispositif de suspension 11 selon l’invention est prévu pour être interposé entre le carter 4 et le ou les roulements 2 montés sur un arbre rotatif 3.
[0044] Le dispositif de suspension 11 selon l’invention et un roulement 2 sont représentés à l’état dissocié sur la figure 5. Cet ensemble est représenté assemblé et monté sur un arbre rotatif 3 au sein d’un carter 4 sur les figures 6 et 7. L’écrou porte- roulement 12, l’écrou de fixation 13 et la pièce élastiquement déformable 14 s’étendent selon le même axe X. Après assemblage et montage sur un roulement 2, ces trois pièces 12, 13, 14 et le roulement 2 se trouvent centrés selon l’axe X autour de l’arbre rotatif 3 à l’intérieur du carter 4, eux-mêmes centrés selon l’axe X. L’écrou porte- roulement 12, l’écrou de fixation 13 et la pièce élastiquement déformable 14 sont préférentiellement des pièces de forme générale cylindrique.
[0045] L’écrou porte-roulement 12 sert à fixer le dispositif de suspension 11 sur le roulement 2. Il est de forme générale tubulaire et est prévu pour recevoir le roulement 2. Le roulement 2 est préférentiellement monté dans l’écrou porte-roulement 12 par frettage d’une partie radiale interne 15 de l’écrou porte-roulement 12 sur la face radiale externe 16 du roulement 2. Au niveau de son extrémité dirigée vers la pièce élastiquement déformable 14, l’écrou porte-roulement 12 présente un filetage 17 pour son vissage avec la pièce élastiquement déformable 14. Ce filetage 17 est préférentiellement prévu au niveau d’un épaulement 18 déporté selon l’axe X en direction de la pièce élastiquement déformable 14. Sur les figures, le filetage 17 est représenté sur la face interne de l’écrou porte-roulement 12, mais il peut également être indifféremment prévu sur la face externe de l’écrou porte-roulement 12. L’écrou porte-roulement 12 présente un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne du carter 4 dans lequel le roulement 2 est logé afin de créer un espace libre d’épaisseur d entre la partie radiale externe 30 de l’écrou porte-roulement 12 et le carter 4. Cet espacement permet un débattement radial du roulement 2 à l’intérieur du carter 4 lorsque la pièce élastiquement déformable 14 se déforme.
[0046] L’écrou de fixation 13 sert à fixer le dispositif de suspension 11 au carter 4. Il est de forme générale tubulaire et est prévu pour être logé dans le carter 4. L’écrou de fixation 13 est préférentiellement monté dans le carter 4 par frettage d’une partie radiale externe 19 de l’écrou de fixation 13 contre la face radiale interne 20 du carter 4. Au niveau de son extrémité dirigée vers la pièce élastiquement déformable 14, l’écrou de fixation 13 présente un filetage 21 pour son vissage avec la pièce élastiquement déformable 14. Ce filetage 21 est préférentiellement prévu au niveau d’un épaulement 22 déporté selon l’axe X en direction de la pièce élastiquement déformable 14. Sur les figures, le filetage 21 est représenté sur la face externe de l’écrou de fixation 13, mais il peut également être indifféremment prévu sur la face interne de l’écrou de fixation 13. L’écrou de fixation 13 présente un diamètre externe très légèrement inférieur, voire sensiblement égal mais pas supérieur au diamètre interne du carter 4 dans lequel il est logé afin de permettre un montage en ajustement serré de l’écrou de fixation 13 dans le carter 4. L’écrou de fixation 13 n’est pas prévu pour se déplacer radialement lorsque la pièce élastiquement déformable 14 se déforme.
[0047] La pièce élastiquement déformable 14 est prévue pour relier l’écrou porte- roulement 12 à l’écrou de fixation 13 et sert à fournir le débattement radial au roulement 2. Elle est de forme générale tubulaire et comprend deux bagues 23, 24 reliées entre elles par une partie médiane 32 comportant des languettes ou colonnettes 25. Elle comprend ainsi une première bague 23 à assembler par vissage avec l’écrou porte-roulement 12 et une seconde bague 24 à assembler par vissage avec l’écrou de fixation 13. Comme dans le cas d’une cage souple 1 selon l’art antérieur, les languettes ou colonnettes 25 délimitent des ouvertures traversantes 35 qui favorisent la déformabilité de la partie médiane 32 et permettent la libre circulation des fluides de lubrification.
[0048] Au niveau de la première bague 23, la pièce élastiquement déformable 14 comprend préférentiellement un premier épaulement fileté 26 dont le filetage 27 est complémentaire du filetage 17 de l’écrou porte-roulement 12. Au niveau de la second bague 24, elle comprend préférentiellement un second épaulement fileté 28 dont le filetage 29 est complémentaire du filetage 21 de l’écrou de fixation 13. Bien entendu, le premier épaulement fileté 26 de la pièce élastiquement déformable 14 présente une forme sensiblement complémentaire à celle de l’épaulement 18 de l’écrou porte- roulement 12, tandis que son second épaulement fileté 28 présente une forme sensiblement complémentaire à celle de l’épaulement 22 de l’écrou de fixation 13.
[0049] La pièce élastiquement déformable 14 présente un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne du carter 4 dans lequel le roulement 2 est logé. Plus préférentiellement, la pièce élastiquement déformable 14 présente également un diamètre externe inférieur à celui de l’écrou porte-roulement 12 afin de créer un espace libre d’épaisseur D prévu entre la partie radiale externe 31 de la pièce élastiquement déformable 14 et le carter 4 qui soit supérieur à l’espace libre d’épaisseur prévu entre la partie radiale externe 30 de l’écrou porte-roulement 12 et le carter 4. Cet espacement d’épaisseur D permet à la pièce élastiquement déformable 14 de se déformer sans interférer avec le débattement radial du roulement 2 à l’intérieur du carter 4.
[0050] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de suspension 11 selon l’invention présente une forme générale tubulaire lorsque ses principales pièces constitutives 12, 13, 14 sont assemblées.
[0051] Le diamètre externe de l’écrou porte-roulement 12 et celui de la pièce élastiquement déformable 14 sont inférieurs au diamètre de l’écrou de fixation 13, ce qui crée un jeu entre le roulement 2 et le carter 4. En effet, au moins au niveau du dispositif de suspension 11 selon l’invention, le carter 4 présente sensiblement le même diamètre interne. Le diamètre externe de la pièce élastiquement déformable 14 est préférentiellement inférieur à celui de l’écrou porte-roulement 12.
[0052] Les languettes ou colonnettes 25 de la pièce élastiquement déformable 14 sont agencées parallèlement à l'axe longitudinal X de celle-ci, et sont réparties de façon annulaire sur le pourtour de la partie médiane 32 de la pièce élastiquement déformable 14. Préférentiellement, lesdites languettes ou colonnettes 25 sont respectivement assimilables à des tiges ou des cylindres, qu’elles présentent une section sensiblement rectangulaire ou sensiblement ronde ou ovale.
[0053] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’écrou porte-roulement 12 comprend au moins un organe de retenue axiale 33 pour le roulement 2, préférentiellement deux, chacun étant situé de part et d’autre du roulement 2 si celui- ci n’est pas contre une butée conformée à l’intérieur du carter 4. Chaque organe de retenue axiale 33 a pour but de limiter le déplacement axial du roulement 2 selon l’axe X. A titre d’exemple, deux organes de retenue axiale 33 différents sont représentés sur la figure 6. Celui de gauche est sous la forme d’une bague plate 33’ montée dans une gorge 34 conformée dans la partie radiale interne 15 de l’écrou porte-roulement 12, tandis que celui de droite est sous la forme d’une saillie annulaire 33" conformée d’une seule pièce avec la partie radiale interne 15 de l’écrou porte-roulement 12 et s’étendant radialement vers le centre de celui-ci. Pour des raisons de simplification, aucun organe de retenue axiale 33 n’est représenté sur la figure 5.
[0054] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, une bague frein-écrou 36, est prévue sur les parties filetées du dispositif de suspension 11 . Une bague frein- écrou 36 peut ainsi être prévue entre le filetage 17 de l’écrou porte-roulement 12 et le premier filetage 27 de la pièce élastiquement déformable 14, et/ou entre le filetage 21 de l’écrou de fixation 13 et le second filetage 29 de la pièce élastiquement déformable 14. Chaque bague frein-écrou 36 est préférentiellement sous la forme d’un anneau en élastomère.
[0055] L’écrou porte-roulement 12, l’écrou de fixation 13 et la pièce élastiquement déformable 14 sont préférentiellement fabriqués en métal, plus préférentiellement en acier. Le métal constitutif de la pièce élastiquement déformable 14 peut être différent de celui des deux autres pièces 12, 13 afin que la pièce élastiquement déformable 14 soit plus facilement déformable que l’écrou porte-roulement 12 et de l’écrou de fixation 13.
[0056] Le dispositif de suspension 11 selon l’invention est prévu pour être utilisé au sein d’une machine tournante comportant un arbre et des masses en rotation. Il est préférentiellement prévu pour être utilisé au sein d’une turbomachine, par exemple une turbine ou un turboréacteur.
[0057] La longueur de l’écrou porte-roulement 12 selon l’axe X représente au moins 30% de la longueur totale du dispositif de suspension 11 selon l’axe X.
[0058] Nous allons maintenant nous intéresser au montage du dispositif de suspension 11 selon l’invention. Le procédé donné ici n’est qu’un exemple préféré, car il est évident qu’il dépend fortement des formes spécifiques de l’arbre rotatif 3, du roulement 2 et du carter 4 avec lesquels l’invention est utilisée.
[0059] Dans un premier temps, on monte le roulement 2 sur l’arbre rotatif 3, de manière classique. On introduit alors l’écrou porte-roulement 12 autour de l’arbre rotatif 3 puis on le monte par frettage sur le roulement 2. On introduit ensuite la pièce élastiquement déformable 14 autour de l’arbre rotatif 3 puis on la visse à l’écrou porte- roulement 12. Après ces étapes, on introduit l’écrou de fixation 13 autour de l’arbre rotatif 3 puis on le visse à la pièce élastiquement déformable 14. A ce moment-là, le dispositif de suspension 11 selon l’invention est en situation assemblé et monté sur le roulement 2, lui-même monté sur l’arbre rotatif 3. Pour finir, on introduit cet ensemble à force dans le carter 4 de façon que l’écrou de fixation 13 soit monté par frettage dans le carter 4.
[0060] S’il est nécessaire de remplacer la pièce élastiquement déformable 14, par exemple dans le cadre d’une maintenance du dispositif de suspension 11 ou pour modifier la souplesse offerte par celui-ci, plusieurs modes de démontage sont envisageables. De manière générale, les pièces assemblées par frettage ne sont pas désassemblées.
[0061] Dans un premier cas, on peut dévisser l’ensemble formé par l’arbre rotatif 3, le roulement 2 et l’écrou porte-roulement 12 par rapport à la pièce élastiquement déformable 14 et le retirer du carter 4. Pour extraire la pièce élastiquement déformable 14, il suffit alors de la dévisser par rapport à l’écrou de fixation 13, puis de la sortir du carter 4.
[0062] Dans un second cas, le palier extérieur du roulement 2 peut être démonté. L’ensemble formé par ce palier externe et l’écrou porte-roulement 12 est alors dévissé par rapport à la pièce élastiquement déformable 14 et retiré du carter 4. La pièce élastiquement déformable 14 est alors accessible et peut être extraite du carter 4 après l’avoir dévissée par rapport à l’écrou de fixation 13.
[0063] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Dispositif de suspension (11 ) pour un roulement (2) au sein d’une machine tournante, le roulement (2) assurant le centrage et le guidage en rotation d'un arbre rotatif (3) par rapport à un carter (4) au sein de la machine tournante, le dispositif de suspension (11 ) s’étendant selon un axe X et étant caractérisé en ce qu’il comprend :
- un écrou porte-roulement (12) dont une partie radiale interne (15) est prévue pour être fixée sur le roulement (2) ;
- un écrou de fixation (13) s’étendant selon l’axe X à distance de l’écrou porte- roulement (12) et dont une partie radiale externe (19) est prévue pour être fixée au carter (4) ;
- une pièce élastiquement déformable (14) s’étendant selon l’axe X entre l’écrou porte-roulement (12) et l’écrou de fixation (13), ladite pièce élastiquement déformable (14) étant vissée à l’écrou porte-roulement (12) par un premier épaulement fileté (26) et vissée à l’écrou de fixation (13) par un second épaulement fileté (28) ; et en ce que, le diamètre externe de l’écrou porte-roulement (12) et celui de la pièce élastiquement déformable (14) sont inférieurs au diamètre de l’écrou de fixation (13).
[Revendication 2] Dispositif de suspension (11 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, entre le premier et le second épaulement fileté (26, 28), la pièce élastiquement déformable (14) présente des languettes ou colonnettes (25) s’étendant selon l’axe X et réparties de façon annulaire sur son pourtour, lesdites languettes ou colonnettes (25) délimitant des ouvertures (35) axiales.
[Revendication s] Dispositif de suspension (11 ) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l’écrou porte-roulement (12) présente un épaulement (18) déporté selon l’axe X en direction de la pièce élastiquement déformable (14), ledit épaulement (18) présentant une partie radiale filetée dont le filetage (17) coopère avec le filetage (27) du premier épaulement fileté (26) de la pièce élastiquement déformable (14).
[Revendication 4] Dispositif de suspension (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’écrou de fixation (13) présente un épaulement (22) déporté selon l’axe X en direction de la pièce élastiquement déformable (14) et présentant une partie radiale filetée dont le filetage (21 ) coopère avec le filetage (29) du second épaulement fileté (28) de la pièce élastiquement déformable (14).
[Revendication s] Dispositif de suspension (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’écrou porte-roulement (12) comprend un organe de retenue axiale (33) du roulement (2).
[Revendication s] Dispositif de suspension (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur selon l’axe X de l’écrou porte-roulement (12) représente au moins 30% de la longueur selon l’axe X du dispositif de suspension (11 ).
[Revendication 7] Dispositif de suspension (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre externe de la pièce élastiquement déformable (14) est inférieur au diamètre externe de l’écrou porte- roulement (12).
[Revendication 8] Ensemble pour machine tournante comprenant, centrés selon l’axe X :
- un arbre rotatif (3) monté dans un carter (4) de la machine tournante,
- un roulement (2) monté sur l’arbre rotatif (3), et caractérisé en ce qu’un dispositif de suspension (11 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes est fixé autour du roulement (2).
[Revendication 9] Machine tournante de type turbomachine comprenant, selon l’axe X :
- un carter (4),
- un arbre rotatif (3) monté dans le carter (4),
- un roulement (2) monté sur l’arbre rotatif (3) et assurant le centrage et le guidage en rotation de celui-ci par rapport au carter (4), et caractérisée en ce que le roulement (2) est fixé au carter (4) par l’intermédiaire d’un dispositif de suspension (11) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
[Revendication 10] Machine tournante selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’écrou de fixation (13) est fixé au carter (4) par frettage et en ce que l’écrou porte-roulement (12) est fixé sur le roulement (2) par frettage.
PCT/FR2023/051710 2022-10-31 2023-10-30 Dispositif de suspension pour roulement WO2024094945A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2211358A FR3141493A1 (fr) 2022-10-31 2022-10-31 Dispositif de suspension pour roulement
FRFR2211358 2022-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024094945A1 true WO2024094945A1 (fr) 2024-05-10

Family

ID=84569038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2023/051710 WO2024094945A1 (fr) 2022-10-31 2023-10-30 Dispositif de suspension pour roulement

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3141493A1 (fr)
WO (1) WO2024094945A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5052828A (en) * 1990-05-25 1991-10-01 General Electric Company Bearing assembly for use in high temperature operating environment
GB2415019A (en) * 2004-06-07 2005-12-14 Boc Group Plc A supporting arrangement for a roller bearing
FR3013760A1 (fr) 2013-11-26 2015-05-29 Snecma Dispositif pour le centrage et le guidage en rotation d'un arbre de turbomachine comprenant des moyens ameliores de retention de bague exterieure de palier
FR3075897A1 (fr) 2017-12-21 2019-06-28 Safran Aircraft Engines Dispositif de suspension de palier a raideur variable
US20200003261A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Bearing device for load reduction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5052828A (en) * 1990-05-25 1991-10-01 General Electric Company Bearing assembly for use in high temperature operating environment
GB2415019A (en) * 2004-06-07 2005-12-14 Boc Group Plc A supporting arrangement for a roller bearing
FR3013760A1 (fr) 2013-11-26 2015-05-29 Snecma Dispositif pour le centrage et le guidage en rotation d'un arbre de turbomachine comprenant des moyens ameliores de retention de bague exterieure de palier
FR3075897A1 (fr) 2017-12-21 2019-06-28 Safran Aircraft Engines Dispositif de suspension de palier a raideur variable
US20200003261A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Bearing device for load reduction

Also Published As

Publication number Publication date
FR3141493A1 (fr) 2024-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0063993B1 (fr) Dispositif de palier, en particulier pour turbomachines
EP0941414B1 (fr) Palier a roulement de colonne de direction pour vehicules automobiles
EP1561907B1 (fr) Turboréacteur à soufflante solidaire d'un arbre d'entraînement supporté par un premier et un deuxième paliers
EP2576997B1 (fr) Palier de roulement pour turboréacteur d'aéronef équipé de moyens de rétention axiale de sa bague extérieure
CA2813569C (fr) Boitier de liaison entre un arbre d'entrainement de soufflante de moteur et un palier de roulement
FR2513208A1 (fr) Pedalier pour une bicyclette
FR2463853A1 (fr) Dispositif de support d'un element tournant pouvant etre soumis a des balourds importants
EP3048701B1 (fr) Berceau pour machine électrique et système de transmission associé
EP3146218B1 (fr) Dispositif d'articulation à rotule pour une turbomachine
FR3039230A1 (fr) Assemblage comprenant un goujon de fixation verrouille
EP2071138B1 (fr) Dispositif de découplage d'un support de palier avec double centrage
EP1491778A1 (fr) Dispositif de fixation par vis et écrous
WO2024094945A1 (fr) Dispositif de suspension pour roulement
FR2976615A1 (fr) Structure de rotor comprenant un dispositif de tension hydraulique interne
EP0891496A1 (fr) Croisillon pour joint de transmission et joint de transmission correspondant
FR2955895A1 (fr) Turbomachine avec agencement optimise pour la fixation d'un palier d'arbre tournant. boulon pour une telle turbomachine
EP1409883B1 (fr) Palier a roulement de colonne de direction pour vehicule automobile
FR2782758A1 (fr) Palier a roulement
EP1764218B1 (fr) Ensemble pour presse rotative
FR3090052A1 (fr) Assemblage à pièces vissées auto-freinantes
FR3072223A1 (fr) Machine electrique tournante comprenant des moyens de montage du stator perfectionnes.
FR3017432A1 (fr) Procede de montage pour l'equilibrage d'un embrayage, et embrayage
EP3756994B1 (fr) Helice d'avancement munie de pales interchangeables et procede de montage de pales interchangeables sur une helice d'avancement
FR2482224A1 (fr) Dispositif limiteur de couple a goujons de rupture pour deux elements structuraux pouvant tourner relativement
EP1423621A1 (fr) Palier a roulement pour colonne de direction

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23813010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1