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"Perfectionnements apportés aux moyens pour assembler des éléments ooaxiaux, notamment des éléments d'arbres vile - brequins".
L'invention est relative aux moyens pour assembler des éléments ooaxiaux, et elle concerne plus spé- aialement (parce que o'est en leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusi- vement, parmi ces moyens, ceux pour assembler des éléments d'arbres, notamment d'arbres vilebrequins.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces mo- yens tels qu'ils soient plus simples à réaliser que jusqu'à présent, tout en permettant d'obtenir une plus grande pré- oision,
Elle consiste, principalement, pour établir les moyens du genre en question, à avoir recours à deux pièces mâle et femelle solidaires des éléments à assembler
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et comportant des surfaces en regard d'allure substantielle- ment cylindrique, l'une desdites pièces étant déformable ra- dialement, et à venir réaliser leur assemblage et leur blocage à l'aide d'au moins un organe propre, en même temps qu'à les faire pénétrer l'une dans l'autre, à exercer en fin d'assem- blage, sur celle d'entre elles qui est déformable, une action qui tend à l'appliquer sur l'autre, comme cela se passe dans un assemblage conique,
les susdites surfaces étant outre, de préférence, munies de saillies et de creux propres à pénétrer les unes dans les autres, et à réaliser une sorte de clavetage.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'applicationicelui où on l'applique aux moyens pour as- sembler les éléments d'arbres vilebrequins), ainsi que cer- tains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs mettant en oeuvre les moyens du genre en question et oomportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur éta- blissement ainsi que les ensembles, notamment les moteurs , comprenant de semblables dispositifs,
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, 1) bien entendu, donnés surtout à titre d'indication,
Les fig.
I et 2, de ce dessin, montrent, respectivement, en élévation avec portions arrachées, et en . coupe par 2-2 fig. I, un arbre vilebrequin dont les éléments sont assemblés à l'aide de moyens établis conformément à l'in- vention,
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La fig. 3 montre, en une coupe analogue celle de la fig. 2, certaines pièces utilisées pour l'as- semblage, ces pièces étant établies suivant une variante du mode de réalisation représenté sur la fig.2.
La fig. 4 montre, en coupe, l'une de ces pièces, établie suivant une autre variante.
La fig. 5, enfin, montre, en coupe partielle analogue à celle représentée sur les portions arrachées de la fig. l, certaines parties des éléments du vilebrequin, éta- blies suivant encore une autre variante de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'assembler entre eux les différents éléments d'un arbre vilebrequin, on s'y prend comme suit, ou de façon ana- logue.
On constitue par exemple chacun desdits éléments par un flasque a, auquel on fait comporter, suivant les axes des tourillons à lui adjoindre, et de préférence venues de forge ou de fonderie avec lui, deux pièces b et c destinées, respec- tivement, à constituer des pièces mâle et femelle par rapport à celles correspondantes des éléments adjacents, l'ensemble devant être tel qu'après assemblage, les surfaces extérieures des pièces femelles puissent recevoir, soit directement, si eues sont de dureté suffisante (en étant par exemple nitrurées), soit avec interposition de coussinets, les têtes de bielle d, avec ou non, utilisation de roulements à billes, à rouleaux ou aiguilles, et, pour assembler entre elles les pièces b et c, on les agence de manière telle qu'elles puissent, en pénétrant l'une dans l'autre,
venir en contact par des surfaces d'allure substantiellement cylindriques et sensiblement de même diamètre, la'pièce femelle c étant alésée intérieurement
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sur toute sa longueur, y compris la portion correspondante du flasque a, on agence de façon telle, en outre, la pièce mâle b qu'elle soit déformable radialement ce pour quoi, par exemple, on lui fait comporter, sur partie au moins de sa longueur,= évidement intérieur e, de sorte que les parois de cet évide- ment aient une épaisseur suffisamment faible pour posséder une certaine élasticité, ces parois étant en outre munies de fentes e , par exemple dirigées suivant des plans passant par l'axe de ladite pièce, et, pour assurer le blocage des deux pièces b et o l'une par rapport à l'autre, on a recours à au moins un organe propre,
en même temps qu'à les faire pénétrer l'une dans l'autre, à exercer sur la pièce mâle b une pression ten- dant à la déformer élastiquement vers la pièce femelle 0 ledit organe étant constitué, par exemple, par un boulon f traversant la pièce femelle, lequel boulon oomporte une tête conique dont les surfaces sont propres à venir s'appuyer, soit directement sur les surfaces intérieures de l'évidement e que l'on fait alors coniques, soit, comme représenté, sur les surfaces Intérieures coniques d'une pièce intermédiaire h interposée entre ladite tête de boulon et ledit évidement, les surfaces de contact entre la pièce h et cet évidement pouvant ¯;être cylindriques.
En procédant, substantiellement, de la manière qui vient d'être indiquée, et à condition, toutefois, de pré- voir au moins une clavette entre les pièces b et c, on réali- serait ainsi un assemblage qui, bien que ne comportant que des surfaces de contact cylindriques, donc ne nécessitant pas un usinage coûteux comme dans le cas des assemblages ooni- ques, présenterait tous les avantages de ces derniers, grâce à la déformabilité de la pièce intérieure mâle.
Mais il est beaucoup plus avantageux d'avoir
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recours encore à une disposition telle que soient ménagées, sur partie au moins des surfaces de contact des pièces b et o, des saillies et des creux propres, en pénétrant les unes dans les autres, non seulement à jouer un rpole de clave- tage, mais encore à augmenter, lors de la déformation radiale de la pièce mâle b, l'action de blocage, cette action de bloca- ge s'exerçant de préférence, longitudinalement, comme d'ordinaire, suivant l'axe du boulon de serrage, et à la fois radialement et périphériquement grâce à la présence de ces creux et saillies, à condition que les surfaces latérales de ces derniers soient convenablement tail- lées de façon à pouvoir former coin, donc dans les trois directions de l'espace.
A cet effet, par exemple, on ménagera des canne lures i, d'une part, sur une portion extrême de la pièce mâle, et, d'autre part, sur une portion correspondant de l'alésage ménagé dans la pièce femelle ; de préférence on laissera sub- sister, à l'extrémité libre de cet alésage situé du coté du flasque a, une portion cylindrique ne comportant pas de canne- lures, et dans laquelle viendra se loger une collerette 1 que l'on fera comporter à la pièce intermédiaire h, ladite colle- des rette prenant appui sur les extrémités libressaillies de la pièce femelle c lors de l'opération de blocage. Mais il est évident que cette collerette pourrait venir prendre appui sur ladite pièce femelle, en dehors de son alésage inté- rieur, par exemple sur la surface extérieure du flasque a.
Avantageusement, on adoptera, pour le nombre des cannelures, un nombre divisible par 3 ou 4 ou à la fois par 3 et 4, par exemple le nombre 12, de manière à permettre l'assemblage d'éléments normalisés pour constituer un vile- brequin de moteur de 1, 2, 3 etc, 8 cylindres (ou plus) en
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ligne, en faisant tourner d'un nombre correspondant à un nombre entier de dents les pièces b par rapport aux pièces c, les olavetages de ces pièces étant repérés par rapport à la ligne des centres, par exemple.
Dans le cas de moteurs à cylindres en V, on pourra prendre un nombre de cannelures fonction du nombre de cylindres et de l'angle du V pour permettre l'assemblage correct nécessaire. S'il stagit, comme représenté sur le dessin d'un aabre vilebrequin pour moteur de six cylindres en ligne avec coudes à 120 , l'assemblage se fait en opérant une rotation de quatre cannelures.
Pour ce qui est de la forme à donner à ces cannelures, on choisira, par exemple, une forme trapézoïdale ou triangulaire, cette dernière paraissant être la plus fa- vorable du point de vue du blocage, De toute façon, on adop- tera pour l'angle (fig. 3) formé par les deux faces laté-' rales d'une même rainure ou saillie, une valeur telle que ltangle B formé par les faces extrêmes d'un segment compris entre deux rentes ait lui-même une valeur telle qu'il per- mette d'obtenir, lors de la déformation radiale de la pièce mâle b, un blocage à la fois radial et périphérique;
ces conditions sont particulièrement bien satisfaites dans le cas de cannelures de forme triangulaire,
Au lieu de prévoir, comme représenté sur les fig. 1 à 3, un certain nombre de cannelures sur les surfaces en regard des pièces mâle et femelle, on pourrait se conten- ter de donner à ces pièces, sur une certaine longueur, une seotion triangulaire ou, d'une façon générale, polygonale; sur la fig,4, on a représenté une pièce mâle b, dont la partie extrême b1 est de section quadragulaire, des méplats b2 étant de préférence ménagés suivant les arêtes. De toute façon les faces de cette partie polygonale agissant de la
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même façon, vis à vis des faces correspondantes de la piè- oe femelle, que les flancs des susdites cannelures.
Dans ce qui précède, on a supposé que tous les coudes du vilebrequin étaient semblables; mais l'in- vention s'étendrait aussi au cas où certains coudes rece- vraient, par exemple, deux bielles ou davantage ; elles'é- tendrait aussi au cas ou certains coudes seraient obtenus de forge.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un ensemble dont le fonctionnement est le suivant,
Pour obtenir l'assemblage, on fait pénétrer les pièces a et b l'une dans l'autre et l'on met en place la pièce h et le boulon f, puis on effectue le serrage de ce dernier, dont on peut éviter la rotation en le mu- nissant d'une %ente à tournevis k.
Lorsque l'extrémité libre de la pièce o est venue -en contact avec la flasque suppor tant la pièce b, l'expansion de cette dernière ptèoe commen- ce, sous l'action du déplacement de la tête du boulon par rapport à la pièce intermédiaire h (il semble en effet difficile que cette expansion se produise avant que ledit contact soit établi, étant donné que la résistance au glissement des deux pièces b et c l'une sur l'autre est bien inférieure à la résistance à la déformation de la piè- ce b),
Le contact entre l'extrémité libre de la pièce c @st le flasque peut, éventuellement, s'établir à l'aide de oongés de rayons de courbure différents (fig. 5), ou de surfaces coniques, de façon à améliorer encore le cen- trage des pièces b et c.
La susdite expansion a pour effet d'appliquer les unes contre les autres les flancs des cannelures i, et, à condition qu'il existe un jeu entre les extrémités
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des saillies et les fonds des rainures correspondantes, chaque saillie agit comme un ooin, provoquant à la fois un serrage radical et périphérique,
Comme la résistance du boulon, jointe au frottement longitudinal des pièces b et c et de leurs cannelures, cons- tituent le blocage longitudinal, ledit blocage est donc réa- lisé de façon parfaite dans les trois directions de l'espace. ,
Après blocage, l'éorou de serrage 1 peut être arrête, par exemple, par un frein en tôle m logé dans une mortaise n pratiquée dans le flasque a, frein que l'on rabat sur ledit écrou, ou par tous autres moyens.
On oonçoit qu'un tel ensemble présente de nombreux avantages par rapport aux moyens du genre en question déjà. existants, notamment) celui, déjà indiqué, dtassurer un blocage particulièrement efficace, et celui d'être d'une grande simplicité d'exécution.
Jusqu'à présent, en effet, on avait recours, soit à des assemblages cylindriques, complétés par des clavettes ou autres, lesquels assemblages donnaient souvent naissance à un jeu en cours de fonctionnement, soit à des assemblages coniques, lesquels assuraient un blocage meilleur, mais nécessitaient un outillage de grande précision, étant donné la difficulté de réalisation de surfaces ooniques se oentrant exactement.
L'invention supprime les uns et les autres de ces inconvénients.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été envisagés ; en embrasse, au oontraire, toutes les variantes, notamment :
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celles où elle serait appliquée à l'assemblage de tous éléments d'arbres ou autres, notamment d'éléments né- oessitant un accouplement repéré, celles où, au lieu d'exercer une expansion sur l'une des pièces d'assemblage;, on exercerait une compression sur l'autre, on a la fois une expansion et une compression res- peotivement sur ces deux pièces, et celles où les cannelures, au lieu d'être longitudi- nales seraient radiales ou autres.