BE504305A

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Publication number: BE504305A
Authority: BE
Priority date: 1950-07-25
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Description


  PALIER. D'AXE OU D'ESSIEU DE CHEMIN DE,FER.

  
Il est connu, dans les paliers d'essieu à charge unilatérale, de pourvoir le coussinet d'une chambre de pression contenant un lubrifiant liquide sous pression et d'un siège en forme de châssis entourant celle-ci. De tels coussinets sont montés fixes dans le boîtier du palier et ne peuvent suivre les mouvements de la fusée de l'essieuo En conséquence, à chaque changement'du palier de l'axe de la roue, le coussinet de celui-ci se soulèvera légèrement de sa position normale de la fusée de l'essieu et par là fera cesser la pression dans l'ensemble de la chambre de pression-siège. La conséquence de ces mouvements relatifs entre la fusée de l'essieu et le coussinet et une usure rapide du siège en forme de châssis de la chambre de pression et un manque d'étanchéité de celle-ci.

   Le lubrifiant peut s'échapper facilement par les endroits peu étanches du siège et la. pression dans la chambre, qui baisse à la suite de cela, n'est plus eh état de lubrifier les surfaces de frottement qui reposent sur la fusée de l'essieu, de telle sorte qu'après un certain temps celles-ci ne reçoivent plus de lubrifiant et s'échauffent. Ce défaut de construction et de logement des coussinets connus à siège'en forme de châssis est aussi cause que, malgré la présence d'une chambre contenant un lubrifiant sous pression, ces coussinets n'ont pas fait leur preuve et même étaient inférieurs, dans leur durée, aux coussinets normaux à siège lisse.

  
Conformément à l'invention, tous ces désavantages des coussinets

  
à siège en forme de châssis et à chambre de lubrification sous pression sont éliminés, aussi bien dans les paliers d'axes que dans les essieux de chemin

  
 <EMI ID=1.1> 

  
lage d'un matelas de fluide sous pression, un coussinet mobile dans toutes les directions dans la chambre de pression, entourée par le siège en forme de châssis, est mise en communication par un canal avec le matelas de fluide sous pression et est alimenté en fluide sous pression par celui-ci, en fonction de la charge momentanée du palier. 

  
Grâce à ce matelas de fluide sous pression, le coussinet du palier, du palier d'essieu de chemin de fer par exemple, peut suivre tous 

  
les mouvements de la fusée de l'axe et, malgré cela, resté suffisamment appliqué par son siège en forme de châssis sur la périphérie de la fusée de l'axe, de telle manière que le lubrifiant liquide sous pression rencontre dans la chambre de pression formée entre l'essieu et le siège en forme de châssis, une même résistance en tous les endroits du siège et soit aussi amené à lubrifier le siège entier d'une manière régulière.

  
On obtient de plus le grand avantage que, chaque fois qu'une pression de charge est exercée sur'le palier, celle-ci est recueillie par le matelas de fluide sous pression et transmise au lubrifiant se trouvant dans la chambre de pression.

  
Le siège étanche du coussinet réalise une fermeture excellente . de l'ensemble coussinet-chambre de pression et permet un passage limité de lubrifiant. Le matelas de fluide ne travaille pas seulement comme moyen de transmission de fluide mais également comme réserve de lubrifiant sous pression, qui dans toutes circonstances peut pourvoir en lubrifiant la chambre du coussinet, même lorsque pour une raison quelconque la pompe fournissant le lubrifiant sous pression venait à suspendre momentanément son débit. Le matelas de fluide réalise ainsi que, lors du démarrage même du rotor, la lubrification nécessaire de la fusée de l'axe soit exécutée immédiatement de pleine force.

  
La condition préalable pour réaliser l'effet cité réside dans l'étanchéité du siège du coussinet sur' la fusée de l'axe, qui ne garantit une lubrification parfaite, sous une consommation économe de- lubrifiant,

  
que lorsque, dans une réalisation plus large de l'invention, la superficie décrite sur le manteau de la fusée de l'axe par le périmètre extérieur du siège en forme de châssis du coussinet correspond à la superficie de la surface frontale du piston ou, dans le cas où la largeur du cadre du châssis demeure la même, dépasse au maximum, dans un sens ou dans les deux sens

  
 <EMI ID=2.1> 

  
Aux dessins, l'invention est illustrée à titre d'exemple par deux modes d'exécution d'un essieu de chemin de fer.

  
Les figures 1 et 2 montrent, schématiquement en coupes transversale et longitudinale, un essieu de chemin de fer. Les figures 3 et 4 représentent, en coupe transversale et en élévation, le coussinet monté sur une fusée d'essieu et un boîtier de chambre de pression qui peut être disposé dans un palier approprié. A la figure 5, le coussinet est représenté en perspective.

  
Le coussinet 2 de l'essieu de chemin de fer, représenté aux figures 1 et 2, est monté par un siège en forme de châssis 3 sur la fusée de l'essieu .1, qui comprend, avec le siège en forme de châssis, une chambre peu profonde 4 taillée dans le coussinet, Ce siège 3 reposant sur la périphérie de la fusée 1 a sa largeur totale calculée de telle manière qu'elle ne repose exclusivement, sur le manteau de la fusée de l'essieu, que dans les limites de 60[deg.] à droite et 60[deg.] à gauche du plan médian vertical de la fusée de l'essieu, limites dans lesquelles agissent principalement les efforts de charges verticaux.

   La largeur de la chambre de pression 4, taillée dans le coussinet 2, doit être choisie de telle dimension qu'une zone de 14 mm. subsiste comme siège 3 de toute part de la chambre de pressiono Cette zone formant siège n'est pas influencée dans sa largeur par le diamètre de la fusée de l'axe, ni par la vitesse de rotation de celle-ci, ni par la pression qu'elle supporte. Le coussinet 2 est réalisé, dans sa partie supérieure, en forme de piston cylindrique 5 et logé par ce piston dans une chambre 7 prévue dans le boîtier 6 du palier, et cela avec un jeu garantissant une mobilité du coussinet dans toutes les directions.

   Pour le calcul de la répartition de la pression exercée-sur le palier et sur le siège du coussinet, il est d'importance que la superficie totale décrite par le. périmètre extérieur du siège en forme de châssis sur le manteau de la fusée de l'axe soit au moins égale à la superficie de la surface de tête du piston dans le but de transmettre, de manière répartie, la pression exercée sur le palier au siège du coussinet, de façon que parallèlement à une bonne étanchéité de l'ensemble; coussinet-chambre de pression:, une lubrification irréprochable soit aussi assurée malgré une consommation des plus économiques de lubrifiant.

   Dans l'un comme dans l'autre cas, il peut être utile, dans le but d'obtenir une répartition avantageuse de la pression sur l'axe, d'augmenter dans une telle mesure la superficie totale du siège par rapport à la superficie de la surface de tête du piston, que le siège soit augmenté, de façon à déborder de la superficie correspondante de 4 mm. au maximum, soit dans le sens de l'axe, soit dans le sens du pourtour de l'ar-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
La surface cylindrique du manteau du piston 5 présente une rainure dans laquelle peut être logé le segment d'étanchéité 8 qui s'appuie également à la surface cylindrique de la chambre et ferme de manière étanche au fluide la cavité subsistant entre le piston 5 du coussinet et la chambre

  
7. Le boîtier 6 du palier possède un canal d'amenée 11 (pour le lubrifiant

  
 <EMI ID=5.1> 

  
menée 11 débouche dans la chambre 7 qui, dans la description qui va suivre, est aussi dénommée matelas de fluideo Ce matelas à liquide sous pression est alimenté par une pompe à pression 13 disposée dans le réservoir à lubrifiant

  
 <EMI ID=6.1> 

  
monté sur la fusée de l'axe 1 et, au moyen de son piston d'environ 6 mm., ne délivre le lubrifiant liquide qu'en petite quantité quoique sous une-,haute pression de 100 atm. environ,. au. matelas de liquide sous .-pression. Ce dernier

  
 <EMI ID=7.1> 

  
termédiaire d'un ou plusieurs canaux 15 traversant le coussinet 2 'et transmet de cette manière la pression dé liquidera, ce dernière 

  
Lorsque le matelas de liquide 7 est vide, le boîtier de palier

  
6 repose directement sur la surface de tête du piston du coussinet 2. La rotation de la fusée 1 de l'essieu provoque la mise en marche de la pompe de pression 13 par l'intermédiaire de l'excentrique 14 et, de ce fait, on dirige du lubrifiant liquide par la conduite 10 et le canal 11 dans la chambre

  
7 créant ainsi un matelas de liquide qui provoque le soulèvement du bâti de palier 6 de la. surface de tête du piston du coussinet 2 et cela sous une pression augmentant en rapport avec la charge exercée sur le palier* Le lubrifiant s'écoulant vers la chambre 7 atteint cependant simultanément par les canaux 15 l'ensemble coussinet-chambre de pression 4 qui, de ce fait, est immédiatement mis en mesure d'alimenter en lubrifiant d'une manière ré-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
séquent la même pression dans le matelas de fluide sous pression 7 et dans la chambre de pression 4 du coussinet, pression qui contrebalance la pression de charge exercée sur le palier et garantit une lubrification irréprochable des surfaces de contact. La pression de liquide exercée sur la surface de tête du piston du coussinet 2 n'est reprise qu'en partie du siège en forme de châssis du coussinet 2, tandis que celle de l'autre partie du lubrifiant se trouvant dans la chambre de pression 4 est absorbée et amenée à disparaîtreo Le siège 3 du coussinet 2 est par conséquent appliqué avec moins de pression sur la surface de la fusée de l'essieu à la manière d'un siège léger qui peut être graissé aisément et sous une consommation réduite, et pré-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
Pour ne pas élever au-delà de la mesure réellement demandée pour chaque pression de charge, la pression du matelas de fluide par l'acheminement constant de lubrifiant et pour éviter dans ce but un soulèvement excessif du coussinet qui en résulterait, il est prévu une soupape de débordement
(figo 3) qui est réglée pour une certaine surpression et laisse échapper du lubrifiant liquide hors du-matelas à liquide, lorsque cette surpression est dépasséeo Cette soupape de débordement 16 est disposée dans une cavité centrale 17 du piston 5 du coussinet- 2 et :est constituée par une tige de soupape 19 soumise à la pression d'un ressort 18 et dont la bille formant soupape
16 obture un orifice d'un canal de reflux 20 prévu dans la voûte de la chambre 7, orifice formant siège de soupape.

Claims

Dans la cavité 17 du piston 5 est de plus logé une bague de réglage 21 qui peut être vissée, bague qui sert de contre-palier au ressort

18 prenant appui, d'autre part, dans le piston du coussinet et est constitué

sous la forme d'une butée réglable axialement par rapport à la tige de soupape 19, butée contre laquelle appuie, sous la pression du ressort 18, une

goupille 22 de la tige 19. En régime de pression normale dans le matelas de

liquide 7, la soupape de débordement.16 ferme le canal de reflux 20 de telle

façon qu'aucun lubrifiant liquide ne peut s'échapper du matelas de liquide <EMI ID=10.1>

liquide 7, par suite d'un apport constant de liquide sous pression et, par

conséquent, également l'écartement préalablement réglé entre le piston 6 et

la voûte de la chambre 7, sont dépassés, l'anneau de réglage 21 soulèvera la

bille de la soupape 16 de telle façon que le lubrifiant superflu puisse d'éohapper par le canal de reflux 20. Le canal de reflux 20 ne reste ouvert que

jusqu'au moment où la pression normale a de nouveau été atteinte et où en

conséquence le boîtier de palier 6 s'est de nouveau rapproché, à sa distance

normale, de la surface de tête au piston. Si la pression tombe dans le matelas de liquide sous pression 7, la voûte de la chambre tombera également

sur la surface de tête du piston et la tige de soupape 19 cédera sous la

tension additionnelle de son ressort maintenant fermé sous pression élevée

le canal de reflux 20. Il est évident que par un réglage axial de l'anneau

de réglage 21, l'étendue des mouvements axiaux de la tige de soupape peut

être plus ou moins modifiée et, par conséquent, peut aussi être réglée la

hauteur du matelas de liquide sous pression dans la mesure qui peut" être exi-

<EMI ID=11.1>

Conformément aux formes d'exécution représentées à titre d'exemple aux figures 3 et 4, le coussinet 2 est logé dans un bottier de chambre

de pression particulier 23, un jeu subsistant de toute part et est maintenu

de manière étanche au fluide dans la chambre 7 par l'anneau d'étanchéité.

Il règne ici dans ces boîtiers de chambre de pression les mêmes

conditions dans le matelas de fluide sous pression que celles qui ont déjà

été décrites dans le premier exemple d'exécution; c'est pourquoi ces caractéristiques ne seront pas répétées.

Le boîtier de la chambre de pression à la longueur normale du

boîtier et deux flasques s'étendent le long de la fusée de l'axe 1 presque

jusqu'au plan médian, laissant entre eux et le manteau de la fusée de l'axe

un jeu important, ces flasques ne servent exclusivement qu'à la protection.

Des figures 3 et 4 on peut clairement juger du cours des canaux

d'amenée et de reflux 11 et 20. De même, le réglage de l'anneau 21 ressort

.clairement de la figure 3.

Enfin, il sera encore fait mention du fait que le palier peut

trouver une application identique comme palier de chemin de fer et cela sous

un même fonctionnement. Le coussinet présente dans ce cas un siège plane

annulaire de 5 mm. de largeur sur lequel l'arbre repose par sa face frontale..'

Le coussinet en forme de piston est monté, dans la chambre de

pression, sur le matelas de fluide, de manière étanche au fluide mais de

façon mobile. Le matelas de fluide est alimenté en liquide sous pression et

est mis en communication par un canal traversant le coussinet avec la chambre de pression entourée par le siège annulaire.

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servent qu'à illustrer le principe de l'invention, et que celle-ci n'est en

aucune façon limitée par ces exemples. De plus, il est signalé que le palier d'axe n'est pas uniquement destiné à servir de palier pour assieux de

wagons de chemin de fer, mais est également approprié comme palier pour toute espèce de machines lourdes.

REVENDICATIONS.

<EMI ID=13.1>

charge unilatérale et dont le coussinet est appliqué sur la fusée de l'axe <EMI ID=14.1>

ne pompe à pression, plus particulièrement palier d'essieu de chemin de fer, caractérisé en ce que dans le boîtier (6) du palier est monté, par l'intermé.diaire d'un matelas de liquide sous pression 7, un coussinet (2) mobile

dans toutes les directions, dont la chambre à pression (4) entourée par le siège (3) en forme de châssis est mise en communication par un canal (15) avec le matelas de fluide sous pression (7) et est alimenté en lubrifiant sous pression par celui-ci, en fonction de la charge du moment.

2. Paliers d'axe ou d'essieu de chemin de fer selon la revendi-

<EMI ID=15.1>

que (5) agissant sur le matelas de fluide (7) et qui est monté, mobile dans toutes les directions mais de manière étanche au fluide, dans une chambre de pression du boîtier de palier 7 ou d'un boîtier de pression monté dans celuici et comprenant le matelas de fluide sous pression.

<EMI ID=16.1>

ce que le siège en forme de châssis (3) du coussinet (2) est situé dans une zone s'étendant sur 60[deg.] à gauche (1) et à droite du plan médian vertical de la fusée de l'axe et en ce que la largeur du châssis du siège comporte 14 mm.

<EMI ID=17.1>

l'arbre par le périmètre extérieur du siège en forme de châssis (3) correspond à la superficie de la face de tête du piston de palier ou dépasse cel-

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lorsque l'encadrement du châssis demeure inchangé.

5. Palier d'axe ou d'essieu de chemin de fer selon les revendi-

<EMI ID=19.1>

sous pression.

6. Palier d'axe ou d'essieu de chemin de fer selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans la chambre de pression (6 ou 23) du matelas de pression de fluide (7) est montée une soupape de débordement

(16) pouvant être réglée en fonction d'une pression déterminée, commandée par le coussinet mobile (2), et démasque un canal de reflux pour le lubrifiant liquide excédentaire.

7. Palier d'axe ou d'essieu de chemin de fer selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la soupape de débordement (16) est disposée dans une cavité (17) du piston (5) du coussinet (2) et ferme par sa'bille, sous la pression d'un ressort (17), l'orifice d'un canal de re-

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commande ainsi simultanément la tige (19) de la soupape et l'ouverture de la soupape en fonction des déplacements relatifs verticaux entre le coussinet (2) et le boîtier du palier (6 ou 23).

8. Palier d'essieu de chemin de fer selon les revendications

<EMI ID=21.1>

respond à un anneau dont la largeur comporte 5 mm.