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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES A UNE MACHINE D'EQUILIBRAGE"
L'objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif du genre connu sous le terme de machine d'équilibrage dynami- que, et permettant de réaliser l'équilibrage rotatif de corps devant exécuter un mouvement de rotation. On conçoit aisément que tous les corps rotatifs solides peuvent être statiquement équilibrés tout en étant hors d'équilibre dynamique pendant leur rotation, ce déséquilibre ayant pour effet que les forces centrifuges engendrées par des parties statiquement équilibrées mais non coaxiales, ont tendance à faire tourner l'axe du corps
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autour d'un point de ce dernier, de sorte que chaque extrémité de cet axe décrit une trajectoire circulaire.
Lorsqu'un corps est dynamiquement équilibré, son axe coïncide avec l'axe de rotation, de sorte que ce corps peut être maintenu dans ses paliers, sans nécessiter l'intervention de forces extérieures.
Un tel équilibrage, lorsqu'il est appliqué aux vilebrequins de moteurs à combustion interne, présentel'avantage de supprimer le poids non équilibré qui, autrement, aurait tendance à faire osciller les extrémités crespectives du moteur.
Il existe deux méthodes d'équilibrage dynamique de corps rotatifs. L'une consiste à enlever des quantités de matière d'un poids égal au poids non équilibré, exactement au point de déséquilibre, de manière à équilibrer statiquement chaque sec- teur ou section radiale de ce corps. Ce procédé a l'avantage de supprimer non seulement la tendance du corps à tourner au- tour d'un axe autre que son axe normal, mais aussi tous les ef- forts développés dans ce corps.
Cette méthode d'équilibrage ne peut évidemment pas s'appliquer à des vilebrequins pour mo- teurs; d'ailleurs, il n'y a aucune nécessité de les équilibrer de cette manière, étant donné que pour transmettre les efforts de torsion et de flexion produits par le moteur, un vilebrequin doit déjà posséder une rigidité plus que suffisante pour résis- ter aus efforts internes maxima pouvant résulter de l'aplica- tion d'autres méthodes d'équilibrage.
Pour cette raison, la machine suivant l'invention a été conçue en vue de produire l'équilibrage par une méthode qui diffère de celle décrite ci- dessus et qui consiste non pas à enlever directement le poids non équilibré, mais dans laquelle l'effet exercé par ce poids sur chaque extrémité de l'arbre vilebrequin est compensé par l'enlèvement d'une quantité proportionnelle de métal de flas- ques prévus sur chacune de ces extrémités de l'arbre. Les
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efforts de flexion internes produits dans l'arbre par l'appli cation de cette dernière méthode, ne suffisent pas pour provo- quer une flexion mesurable et, par conséquent, n'ont aucune tendance à faire vibrer le moteur comportant un vilebrequin ainsi équilibré.
La présente invention ne vise pas à établir une machine permettant de déterminer directement la quantité, la position angulaire et celle dans le sens axial, d'un poids non équili- bré dans un corps, le dispositif suivant l'invention ayant uni- quement pour but de montrer l'effet exercé par ce poids, non équilibré, sur les extremités respectives de l'arbre et de déterminer la valeur et la position angulaire de la portion de métal devant être enlevée aux extrémités respectives de l'arbre pour neutraliser exactement le poids non équilibré et équilibrer ainsi l'arbre.
On peut, par des calculs ultérieurs basés sur la lecture des indications de la machine, déterminer la valeur et la position exactes du poids non équilibré; toutefois, comme ce renseignement serait sans aucune utilité pour l'équilibrage de l'arbre suivant la méthode objet de l'in- vention, la machine ne comporte aucun dispositif permettant d'obtenir directement le chiffre y relatif.
Un autre objet de l'invention consiste à établir une mé- thode d'équilibrage d'arbres vilebrequins, suivant laquelle l'arbre présente à proximité de chaque extrémité un flasque radial venu de forge, du métal étant enlevé de ces flasques par forage en vue de neutraliser tout poids non équilibré dans cet arbre. Une caractéristique importante de la méthode sui- vant l'invention réside dans le fait que l'arbre est forgé in- tentionnellement de manière à être en déséquilibre dynamique, du métal en excès étant laissé aux deux extrémités de l'arbre, en des points opposés aux manetonsextrêmes de ce dernier.
Les
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flasques dont on enlève du métal sont situés du coté du vile- brequin, opposé aux manetons adjacents de l'arbre et, par con- séquent, lors de l'équilibrage d'un tel arbre, le métal en excès est toujours enlevé de la partie du flasque opposée au maneton, de manière à ne pas affaiblir la structure de l'ar- bre.
D'une manière générale, la machine suivant l'invention comporte des moyens pour produire la rotation de l'arbre autour d'un axe horizontal et à une vitesse déterminée d'avance, pen- dant que les deux extrémités de cet arbre sont logées dans des supports appropriés. Ces derniers sont construits de manière à permettre un déplacement transversal de l'arbre par rapport à son axe, ainsi qu'un pivotement de cet arbre autour d'axes verticaux passant par les flasques comprenant les portions de métal devant être enlevées de l'arbre. Pendant le fonctionne- ment de la machine, un des supports est empêché de se déplacer transversalement, tandis qu'on détermine l'amplitude de dépla- cement de l'autre extrémité de l'arbre. Cette amplitude cor- respond à la résultante de déséquilibre, en partant de la posi tion axiale exacte du flasque.
L'extrémité opposée de l'arbre est équilibrée de la même manière. On détermine également la position angulaire du poids non équilibré, de sorte que pour équilibrer l'arbre, il suffit d'enlever de chaque flasque la quantité de métal indiquée par la machine. La nouveauté carac" téristique de cette construction réside dans les moyens pour produire le pivotement de l'arbre autour d'axes traversant les centres des flasques à forages, de sorte que la machine peut être étalonnée de manière à donner des indications directes en onces-pouces, ce qui rend superflu l'emploi de règles à cal- cul et autres dispositifs analogues.
Un autre objet de l'invention consiste à établir une ma- chine du genre décrit ci-dessus, permettant d'obtenir un degré
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de précision très élevé, cette précision provenant en partie de la nouvelle méthode appliquée à la lecture des indications du dispositif. Cette méthode peut être appelée la méthode de "mise à zéro", en ce sens que la présence d'un poids non équi- libre dans la pièce placée dans la machine, provoque le dépla- cement en deux sens d'un point mobile sur un écran, dont la position verticale indique la quantité du poids non équilibré et dont la position dans le sens latéral indique la position an- gulaire du poids non équilibré.
De tels points indicateurs étaient déjà en usage jusqu'à présent, mais les écrans y asso ciés étaient toujours pourvus de lignes droites permettant de constater la position latérale et verticale du point indicateur.
Le dispositif perfectionné suivant l'invention est unique en son genre, en ce sens qu'il comporte des moyens de réglage mi crométriques par lesquels le point indicateur peut être ramené à zéro, c'est-à-dire la position qu'il occuperait dans le cas d'un arbre parfaitement équilibré. On conçoit qu'il est possi" ble de faire une lecture beaucoup plus exacte en ramenant le point indicateur au point de croisement de deux poils prévus sur l'échelle et en constatant, au moyen d'un micromètre, la valeur du déplacement nécessaire à cet effet, qu'en lisant di- rectement la quantité donnée par le point indicateur moyennant rotation de l'écran sur lequel ce point vient se projeter.
La machine suivant l'invention présente encore d'autres caractéristiques qui contribuent à sa précision et à sa marche rapide. Il y a lieu de faire remarquer à cet -égard,' , que cette vitesse de marche, bien qu'environ six fois supérieure à celle de n'importe quelle machine à équilibrer connue, n'est pas obtenue: aux dépens de la précision, mais est le résultat du principe de fonctionnement de la machine suivant l'invention et du fait qu'aucune des opérations accomplies par cette machi ne ne représente ce qu'on pourrait appeler une "opération lconsis
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tant à couper et à essayer".
Il y a lieu de retenir que la ma- chine suivant l'invention fournit des chiffres théoriquement exacts, en quoi elle diffère de la plupart des machines d'équi- librage dynamique; , dans lesquelles on n'obtient que des chif fres approximatifs. En outre, la machine suivant l'invention, par le fait qu'elle dispense l'opérateur de tout calcul, peut être mise entre les mains d'un personnel non instruit, vu qu' elle n'exige ni la connaissance des mathématiques, ni l'usage de règles à calcula , de tableaux de calcul ou d'autres dispo- sitifs analogues.
Il suffit de mentionner que l'opérateur de la machine pose simplement l'arbre sur des paliers de support ou verts, insère un mandrin d'entraînement, met le moteur en mar che et déplace deux cadrans d'une fraction de tour chacun, en vue d'amener une ligne indicatrice à un point zéro prévu sur une échelle, lit les graduations sur les deux cadrans, un des chiffres obtenus représentant les onces-pouces du poids non équilibré, et l'autre, la position angulaire en degrés, de ce poids. La simplicité de cette série d'opérations prouve que l'augmentation dans la rapidité de marche, n'est pas obtenue au détriment de la précision, mais résulte de la suppression de tout calcul à faire par l'opérateur.
Les autres caractéristiques nouvelles de la machine sui- vant l'invention seront exposées au cours de la description qui suit, les plus importantes étant: le support, en forme de pendule renversée, pour le vilebrequin, le nouvel amortisseur électrique et le système d'accord grâce auquel des poids non équilibrés, impossibles à déceler jusqu'à présent, peuvent désormais être mesurés avec précision, et en un minimum de temps.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une vue de face en élévation d'un mode d'exé-
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cution préféré d'une machine d'équilibrage suivant l'invention.
Fig. 2 est une vue en plan de la machine montrée en Fig.l.
Fig. 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, sui- vent la ligne 3-3 de la Fig. 1.
Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3.
Fig. 5 est une vue en coupe, suivant la ligne 5-5 de la Fig. 2.
Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3.
Fig. 7 est une vue en coupe, à plus grande échelle, sui- vant la ligne 7-7 de la Fig. 6.
Fig. 8 est une vue en coupe, à plus grande échelle, sui- vant la ligne 8-8 de la Fig. 6.
Fig. 9 est une vue en coupe, à plus grande échelle, sui- vant la ligne 9-9 de la Fig. 8.
Fig. 10 est une vue en coupe suivant la ligne 10-10 de la Fig. 5.
Fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la Fig. 5.
Fig. 12 est une vue en coupe suivant la ligne 12-12 de la Fig. 5.
Fig. 13 est une vue schématique montrant le système indi- cateur optique utilisé dans la machine suivant l'invention.
Fig. 14 ast une vue schématique montrant une carte oscil- lographe et une sinusoide faisant ressortir la différence entre la disposition habituelle et celle suivant l'invention.
Fig. 15 est une vue schématique montrant le système d'am- plification mécanique, par lequel les déplacements transver- eaux du mécanisme de support de la pièce à équilibrer seront amplifiés mécaniquement, avant de l'être par des moyens aptiw ques.
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Fig. 16 est une vue schématique d'un vilebrequin monté sur les supports de la machine, cette vue montrant l'aligne- ment des flasques à forages avec les centres de pivotement de la machine.
Fig. 17 est une vue en plan de quatre machines suivant l'invention, cette vue montrant une disposition permettant de réduire de moitié environ, comparativement au cas d'une seule machine utilisée, le coût de main d'oeuvre afférent à la con duite, par machine.
Fig. 16 montre un arbre vilebrequin 10 du type courant destiné à un moteur d'automobile à huit cylindres en V. On voit que ce vilebrequin comporte quatre manetons 14 décalés à 90 et que les deux manetons extrêmes sont partiellement équilibrés par des contrepoids 11 venus de forge avec l'arbre et prévus entre les manetons. On verra également que des contrepoids creux 12 sont fixés autour de chaque bouton de manivelle, l'ef- fet de chacun de ces contrepoids étant équivalent à celui du poids de la plus lourde extrémité de la bielle destinée au ma- neton respectif et à la moitié du poids du restant de cette bielle. Les extrémités du vilebrequin présentent deux flasques 13 ayant approximativement la même forme que les contrepoids 11.
Ces flasques agissent conjointement avec les dits contre- poids , de manière à équilibrer d'une quantité légèrement plus que suffisante les manetons et les contrepoids 12 adjacents, de sorte que les variations dans le poids des vilebrequins for- gés auront toujours pour effet que le poids combiné du contre- poids 11 et du flasque 13 est supérieur à celui nécessaire pour équilibrer les manetons et les parties adjacentes des bielles, de telle manière qu'il ne sera jamais nécessaire d'en- lever du métal du côté du maneton, ce qui aurait pour effet de diminuer la résistance mécanique du vilebrequin.
Comme il a été spécifié plus haut, les extrémités du vile- brequin sont supportées à tour de rôle sur des pivots verticaux
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alignés avec les f lasques 13 et l'arbre est entraîne en rota tion, de manière que l'amplitude.,, des vibrations de l'extré- mité libre de ce vilebrequin puisse être mesurée. Il ressort de la Fig. 16 qu'un excès de poids au point 65 exercera sur le pivot de droite un effort positif d'un effet réduit, cet effort étant en proportion de la masse non équilibrée comme la distance x est à la distance .
On verra en outre qu'un poids non équilibré 66, diamétralement opposé au premier et situé à l'autre extrémité de l'arbre, exercera sur le même flasque un effet négatif en proportion de son poids, comme la distance z est à la distance Par conséquent, le poids devant être enlevé du flasque de droite sera toujours inférieur au poids non équilibré en 65. Jusqu'à présent, l'équilibrage par un tel procédé exigeait l'enlèvement d'un certain poids de chacun des flasques, le poids résultant étant égal au poids d'équilibrage.
En appliquant le procédé suivant l'invention, il suffit d'en- lever un poids de métal équivalent à une faible partie seule- ment du poids non équilibré. Dans le cas décrit, il n'est pas nécessaire d'enlever du métal du flasque de gauche pour con- trebalancer le poids 65, vu que l'effet du poids 66 remplace, dans une mesure plus que suffisante, l'enlèvement de métal nécessaire jusqu'à présent.
Comme montré en Fig. 1, la machine comporte un bâti en fer, relativement lourd,15, muni de portes 16 à l'avant et à l'arrière, ainsi qu'à chaque extrémité, ce bâti étant pourvu d'une plaque-couvercle 17 fixée en place au moyen de boulons
18. Cette structure massive a été prévue pour éviter les plus légères vibrations dans la machine suivant l'invention. Cette machine permettant d'obtenir une amplification de 1500 fois, on conçoit la nécessité de prévoir une structure de support ,rigide pour le mécanisme amplificateur.
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L'arbre de vilebrequin 10 est monté à rotation dans deux supports 19 (Fig. 2 et 3) dans lesquels viennent s'engager les portées 4 du vilebrequin, les dits supports formant ainsi un appui ou berceau permettant la rotation du vilebrequin autour de son axe. Les supports 19 peuvent osciller librement dans un sens transversal à l'axe du vilebrequin, de sorte qu'il est nécessaire de prévoir un joint universel pour produire la rota- tion de l'arbre vilebrequin. Cette rotation est obtenue au moyen d'un moteur synchrone 20 monté rigidement sur la face supérieure de la plaque de base 17, ce moteur comportant un rotor 21 (Fig. 6) fixé rigidement à un arbre de rotor tubulaire 22 qui se prolonge au-delà de chaque extrémité du moteur.
L'ex- trénité se prolongeant vers l'arrière, de l'arbre 22, est réu- nie à un élément d'un joint universel 23 représenté en Fig. 8, et dont l'élément intérieur est rainuré en 24. On remarquera que les points de friction de ce joint sont garnis exclusive- ment de roulements à billes, vu qu'il est indispensable que la résistance due à la friction dans le joint soit réduite au minimum et reste constante.
Le moteur 20 entraîne en rotation, par l'intermédiaire du joint 23, un arbre rainuré 25 monté à coulissement dans les rainures 24, cet arbre se prolongeant vers l'arrière à travers l'arbre de rotor tubulaire 22. Toute- fois, une distance de jeu considérable est laissée entre l'ar- bre 25 et les parois intérieures du tube 22, de sorte que l'ex- trémité libre de l'arbre 25 peut être mise hors d'alignement avec l'axe du moteur, sans affecter sensiblement l'entraîne- ment obtenu par ce dernier.
Afin de permettre un accouplement rapide entre le vile- brequin et le moteur, la machine est pourvue d'un plateau ou mandrin d'entraînement, comme montré en Fig. 7. L'extrémité libre de l'arbre 25 est fixée à un diaphragme 26 dont le bord extérieur est serré entre deux disques 27. Le disque 27, situé
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du côté extérieur du diaphragme, présente un manchon tubulaire s'avançant en saillie et établi de manière à pouvoir s'adapter sur une extrémité du vilebrequin. Une clavette 29, réunie à pivotement au manchon 28, est forcée élastiquement vers l'in- térieur au moyen d'un ressort plat 30, cette clavette étant établie de manière à pouvoir s'adapter dans une rainure prati" quée dans le vilebrequin.
La rainure dans le vilebrequin ocuc pant toujours une position déterminée par rapport aux manetons de celui-ci, il s'ensuit que lors de son accouplement avec le manchon 28, le vilebrequin vient automatiquement se placer dans une position angulaire déterminée, par rapport au rotor du moteur.
Lors de la mise en marche, le vilebrequin est simplement posé sur les deux supports 19, le manchon 28 est enfoncé sur l'extrémité du vilebrequin et amené à tourner jusqu'à ce que la clavette vienne s'engager élastiquement dans son logement.
Une fois l'opération d'équilibrage terminée, le mandrin est déplacé vers la droite (Fig 6 et 7), en faisant coulisser l'arbre 25 dans les rainures 24, de façon que le vilebrequin puisse être enlevé des supports 19. La flexibilité du diaphrag me 26 lui permet de compenser les écarts dans le sens angu laire, du vilebrequin, par rapport à l'axe de l'arbre 25, dus au mouvement alternatif des supports 19. On remarquera en ou- tre que les disques 26, 27, agissent en combinaison avec une extrémité évasée de l'arbre 25, ce qui a pour but d'empêcher les déplacements angulaires excessifs du mécanisme d'accouple- ment, de manière à éviter la détérioration du diaphragme 26, dans le cas où le vilebrequin tomberait accidentellement sur le mandrin.
On remarquera qu'un arbre 31 est disposé dans le sens transversal de la machine. Un mécanisme interrupteur ou de
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commande 32, disposé dans le corps de la machine, est réuni à ce dernier arbre, lequel est pourvu de boutons 33 à chacune de ses extrémités, de sorte que l'interrupteur peut être commandé de l'un ou de l'autre côté de la machine. Cet interrupteur est connecté dans le circuit du moteur par l'intermédiaire de connexions et de relais appropriés, de manière à permettre la mise en marche et l'arrêt du moteur de l'un ou de l'autre côté de la machine.
Cette disposition a été prévue afin qu'une personne se trouvant derrière la machine puisse mettre le ni lebrequin en place et l'accoupler avec le mandrin d'entraîne- ment, cette même personne actionnant ensuite le bouton disposé du côté respectif de la machine, en vue de mettre le moteur en marche , tandis qu'une autre personne, se tenant devant lama- chine, puisse lire les indications de cadrans prévus sur cette dernière et, une fois cette lecture terminée, arrêter le mo- teur au moyen du bouton 33 prévu sur le côté respectif de la ma- chine. On note alors certaines indications, sur le vilebrequin, après quoi l'opérateur qui se trouve à l'arrière de la machi ne, enlève le dit vilebrequin et le remplace par un nouveau.
Il importe beaucoup que le moteur 20 puisse tourner avec une vitesse constante. En outre, il est utile d'équiper ce moteur d'un frein, de façon que la rotation du vilebrequin ou de la pièce à équilibrer puisse être arrêtée en un minimum de temps après la lecture des indications.
Fig. 5, 15 et 16 montrent la construction du mécanisme de support pour le vilebrequin. Le bâti 15 présente un chemin de guidage en queue d'aronde 34 qui est prévu approximative ment sur toute la longueur de ce bâti, à proximité de la paroi postérieure de ce dernier. Deux chariots 35 sont montés à coulissement dans ce chemin de guidage, de manière à pouvoir être arrêtés en un point quelconque de la longueur de celui-ci, ce qui permet d'adapter la machine à des vilebrequins de lon
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gueurs différentes. Chaque chariot 35 est muni de deux tirants verticaux 36 relativement longs, ces tirants étant réunis par des pièces élastiques aux faces antérieure et postérieure de chaque chariot, de manière à se diriger verticalement vers le haut.
Ces pièces élastiques sont constituées par des lames d'acier élastiques: 37 formant liaison entre la base de chaque tirant 36 et le chariot, une extrémité de chaque lame d'acier étant fixée rigidement au chariot, l'extrémité opposée étant réunie rigidement au tirant. Grâce à cette disposition, les extrémités supérieures des tirants 36 peuvent exécuter un mou" vement oscillatoire limité par rapport au chariot. Les extré- mités supérieures de chaque paire de tirants sont réunies, également d'une manière élastique, par l'intermédiaire d'une seconde paire de lames d'acier élastiques 39 à un plateau d'appui 38 présentant une partie en saillie 40, taisant corps avec ce plateau et orientée vers le bas, entre les tirants 36, pour aboutir à un point situé à proximité du chariot 35.
Il résulte de ce qui précède que le plateau 38 et son prolongement 40 peuvent exécuter un mouvement alternatif limité dans un plan transversal et que le plateau restera toujours parallèle à la base de la machine. On verra en outre que le prolongement 40 restera toujours perpendiculaire à cette même base.
Le prolongement 40 présente un alésage vertical dans le- quel est monté à pivotement un arbre 41, l'extrémité inférieu- re de l'arbre étant maintenue au moyen d'un roulement à billes usuel 42, tandis que l'extrémité supérieure de cet arbre est montée à rotation au moyen de trois galets montés sur roule- ments à billes et répartis autour de la dite extrémité de l'arbre. Comme on le remarquera dans la Fig. 11, deux de ces derniers galets à roulements à billes sont montés à pivotement dans le plateau 38, tandis que le troisième galet est monté
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sur un arbre excentrique 43, de telle manière que par la rotation de ce dernier arbre, on peut modifier la distance radiale entre le roulement et l'arbre 41.
On peut ainsi obte- nir un contact très étroit entre l'extrémité supérieure de l'arbre 41 et le plateau 38. Ceci représente une caractéris- tique très importante, vu que tout jeu, même léger, entre l'arbre et le plateau, fausserait les indications de la machine.
On verra dans la Fig. 16 que les extrémités supérieures des arbres 41 sont réunies directement aux supports 19 et que ces derniers sont désalignés en sens opposé; par rapport aux premiers, de manière que les axes des arbres 41 se trouvent en alignement avec les centres des flasques 13. L'entre-axe des arbres 41 est réglé de manière à être exactement égal à la distance entre les flasques 13 du vilebrequin devant être équilibré. Cette disposition permet d'établir une machine à lecture directe, ce qui dispense l'opérateur de tout calcul.
Etant donné qu'une seule extrémité à la fois du vilebre- quin est soumise à l'observation, l'invention prévoit des moyens par lesquels l'un ou l'autre des plateaux 38 peut être maintenu rigidement contre tout déplacement transversal. Ces moyens consistent en un dispositif de verrouillage, commandé par un solénoide, comme montré en Fig. 10 et prévu pour cha- que plateau, de sorte qu'en actionnant l'un ou l'autre de ces solénoides, le plateau correspondant 38 sera maintenu rigidement par rapport au bâti de la machine. La partie supé- rieure de chaque extension 40 est pourvue de deux blocs 44 espacés l'un de l'autre, et dont chacun présente une rainure verticale en forme de V.
Deux bras 45 sont fixés élastique- ment au moyen de lames d'acier élastiques 46, au bâti 15, les extrémités libres de chacun de ces bras affectant une forme en V, de manière à s'adapter dans les rainures en V mention-
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nées ci-dessus et prévues dans les blocs 44. Un solénoide 47 est disposé entre les deux bras 45, de telle manière que, lorsque ce solénoïde est mis sous courant, les bras 45 sont attirés par le solénoide et serrent les blocs 44, empêchant ainsi tout déplacement transversal du plateau 38. Ainsi, lorsque le solénoide est mis sous courant, l'arbre 41 et les supports 19 ne peuvent exécuter qu'un mouvement de pivotement autour d'un axe vertical.
Par contre, lorsque le solénoide est hors cou rant, l'arbre 41 peut exécuter et un mouvement de pivotement et un mouvement transversal.
Comme on le voit dans la Fig. 15, le support du vilebre- quin affecte sensiblement la forme d'un pendule renversé et est par conséquent soumis aux mêmes lois que celui-ci, en ce qui concerne son mouvement. La fréquence d'oscillations propre d'un pendule de cette longueur étant relativement peu élevée et comme, d'autre part, il est avantageux de faire tourner le vilebrequin assez rapidement afin de pouvoir déceler le moindre poids non équilibré, l'invention prévoit des moyens auxiliaires pour augmenter la fréquence! d'oscillation, pro- pre du support, d'une quantité telle que cette fréquence soit légèrement supérieure à celle qui résulterait de la rotation du vilebrequin. Cette modification de la fréquence d'oscil- latiom propre du pendule sera désignée ci-après par "accord".
Le vilebrequin tourne exactement à une vitesse de 60 tours à la minute et la fréquence d'oscillation: propre du support est réglée de manière à présenter une valeur légèrement supé- rieure à celle qui correspondrait à cette vitesse de rotation.
Si ces deux valeurs étaient égales, les forces d'inertie des supports seraient sans effet et même un faible poids non équilibré provoquerait une oscillation d'une amplitude maxi- mum, de ces supports. Ceci est évidemment indésirable, vu que
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l'amplitude d'oscillation du support sert de mesure pour la masse non équilibrée. Or, en augmentant ou en abaissant légè- rement la fréquence d'oscillation, propre du pendule, par rapport à la fréquence qui résulterait de la rotation du vilebrequin, on n'obtient qu'une faible résistance au mouve- ment d'oscillation. La valeur de cette résistance peut être réglée de manière que même une légère masse non équilibrée provoque une réaction proportionnelle dans le support.
Plus la fréquence d'oscillations propre s'approche de la fréquence de rotation, plus la machine devient sensible et plus sa portée ou limite de mesure peut être étroite. Il a été constaté que dans le cas de vilebrequins pour véhicules automobiles, une limite de 10 onces.pouces est suffisante et donne une précision permettant de mesurer des variations inférieures à un dixième de once-pouce.
Pour permettre l'accord mentionné ci-dessus, on prévoit des ressorts plats réglables, entre l'extrémité inférieure de chaque prolongement 40 et le cadre 15. Chaque chariot est pour- vu de quatre ressorts plats 48 disposés horizontalement côte à côte. Les parties médianes des deux ressorts du milieu sont fixées aux faces opposées du prolongement 40, tandis que chaque extrémité de ces deux ressorts est fixée par des moyens de serrage réglables 49(fig. 12) aux extrémités des deux ressorts extérieurs. Les parties médianes de ces derniers sont fixées à des vis de réglage 50 montées à déplacement dans les deux sens, dans deux supports 51, ces derniers faisant corps avec les chariots 35 et se dirigeant vers le haut, de chaque côté de ceux-ci.
Les vis de réglage 50 sont pourvues d'écrous ap- propriés, la disposition étant telle qu'en serrant ces écrous, les parties médianes des lames de ressort extérieures peu- vent être écartées l'une de l'autre de manière à mettre ces ressorts sous la tension voulue. L'extrémité inférieure du
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prolongement 40, fixée aux parties médianes des ressorts in térieurs, peut osciller librement en provoquant la flexion de ces ressorts.
Pour transmettre cette oscillation à un dispositif indi- cateur, on prévoit un arbre 52 fixé à l'extrémité inférieure de chaque prolongement 40. Les arbres 52 sont disposés dans le sens longitudinal de la machine. A chaque extrémité de chaque arbre 52 est fixée une barre 53 qui se prolonge vers le milieu de la machine. Les extrémités de chaque paire de barres 53 sont réunies par une tige 54. Il résulte de ce qui précède que, quelle que soit la position des chariots dans le chemin de guidage 34, un dispositif réuni aux tiges 54, en un point quelconque de leur longueur, transmettra les oscillations du support directement au mécanisme auquel il est réuni d'autre part.
La prévision de telles tiges a pour but de permettre de régler la position des chariots pour adapter la machine à des vilebrequins de longueurs différentes, sans qu'il soit néces- eaire de procéder au réglage de n'importe quelle autre partie de la machine.
Il est très utile d'amplifier mécaniquement les oscilla- tions des supports du vilebrequin, étant donnés les moyens micrométriques prévus pour mesurer l'amplitude de ces derniè- res. Sans l'amplification mécanique, il serait nécessaire d'employer un instrument de mesure extrêmement délicat, tan- dis qu'en amplifiant le mouvement, il suffit d'utiliser un instrument d'une précision ordinaire, pour déceler des fluc- tuations extrêmement faibles dans les supports. Pour obtenir cette amplification, on prévoit deux tirants 55 relativement courts (Fig. 5 et 15) dont les extrémités inférieures sont réunies élastiquement à un support approprié 56 fixé rigidement à la base du bâti 15.
La liaison entre les extrémités inférieures des tirants 55 et les supports 56 est constituée
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par des lames élastiques 57, de sorte que les extrémités supé- rieures de ces tirants peuvent osciller librement dans le sens transversal. Un plateau d'appui 58 relativement petit est réu- ni aux extrémités supérieures de chaque paire de tirants 55, par des lames de ressorts, de sorte que l'oscillation de cha que tirant 55 provoque un déplacement transversal du plateau 58. Un bras 59 se dirige vers le bas depuis chaque plateau 58, l'extrémité inférieure de ce bras portant une pièce qui sera dénommée ci-après cache* 60. Cette dernière est pourvue d'une fente verticale ayant environ 3/8 de pouce de longueur et 0,005 pouce de largeur.
Une bielle 61 réunit chacune des par- ties inférieures des petits tirants intérieurs, à la tige adjacente 54, de sorte que les oscillations transversales de chacune de ces tiges se trouvent transmises à la partie infé- rieure des petits tirants adjacents, provoquant ainsi les oscillations de ces derniers.
Le mécanisme qui vient d'être décrit représente une partie essentielle de la machine, vu qu'il constitue le système am- plificateur mécanique, grâce auquel un léger mouvement latéral des supports 19 peut être transformé en un déplacement beaucoup plus considérable de la cache 60. Comme montré dans la Fig.
15, un déplacement du support, allant d'une position extrême à l'autre, comme montré par le pointillé 116, produit un mauvement équivalent de la tige 54. Toutefois, cette dernière étant réunie aux petits tirants 55, à proximité de son point d'appui le plus bas, il en résulterait un mouvement transver- sal fortement amplifié du petit plateau 58. La cache 60 étant solidaire du plateau 58 et restant perpendiculaire à la base de la machine, il s'ensuit que la cache se déplacera également d'une distance plusieurs fois supérieure à l'amplitude de mou- vement du support 19. Par conséquent, l'amplitude du mnvement de la cache 60 constituera une mesure de la valeur ou de la
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résultante de la masse non équilibrée à l'extrémité du vile- brequin placé dans la machine.
Il a été constaté qu'il est nécessaire de prévoir des moyens pour amortir le mouvement de la cache lorsque la ma chine est réglée pour des lectures sensibles, vu que les légè- res vibrations dans les tirants exu-mêmes ont tendance à modi- fier le mouvement harmonique exécuté théoriquement par la car che. Ce dernier mouvement doit être harmonique et, lorsqu'il est indiqué par des moyens visuels et amplifié optiquement, il doit présenter la forme d'une onde sinusoïdale degré de cette onde étant synchronisé, avec le vilebrequin. Toutefois, étant données les vibrations dans les supports mêmes, le front de l'onde présente des ondulations qui empêchent la lecture exacte de la position des crêtes des ondes.
Le dispositif amortisseur qui sera décrit ci-après a pour but d'aplanir ou d'adoucir ces ondulations de façon à permettre une lecture exacte au maximum de la courbe sinusoïdale .
Les Fig. 4 et 5 montrent la construction de ce dispositif amortisseur. Comme on le voit, ces moyens comportent deux champs magnétiques relativement intenses, dont chacun est pré- vu au-dessus de l'un des petits plateaux 58. Chacun de ces champs magnétiques est obtenu au moyen d'un noyau 62 dans le- quel on prévoit un entrefer d'environ 1/16 de pouce, cet en- trefer étant traversé par une plaque de cuivre 63 disposée de manière à couper les lignes de force traversant l'entrefer.
Des enroulements appropriés 64 sont prévus autour du noyau 62, de sorte que lorsque ces enroulements sont mis sous courant, l'entrefer se trouve traversé par un flux magnétique de grande densité. Les extrémités de la plaque 63 sont fixées au pla- teau 58, de sorte que les oscillations transversales du méca- nisme de commande de la cache ont pour effet d'imprimer à la
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plaque 63 un mouvement alternatif dans l'entrefer.
Comme on le sait, en coupant les lignes de force d'un champ magnétique, on rencontre une résistance dont la valeur est directement proportionnelle à la vitesse de l'organe cou- pant, cette résistance ayant pour effet un retard dans le sys- tème indicateur. Il est bien entendu que cette résistance aura pour effet de réduire l'amplitude xxxxxxxx du mouvement de la cache, toutefois, ceci peut être compensé en diminuant la tension des ressorts d'accord ou en étalonnant le dispositif d'une façon qui tiendrait compte de l'amortissement. Toutefois, le retard produit par un dispositif amortisseur ne peut pas être compensé par une simple modification de l'étalonnage et ne peut être compensé par un moyen quelconque que lorsque le retard est directement proportionnel à la vitesse du mouvement, de manière à obtenir un élément de temps constant.
L'ugementa- tion de l'amplitude de mouvement de la cache a pour effet d'augmenter la vitesse avec laquelle la plaque 63 coupe le champ magnétique, la fréquence restant constante. Il est bien entendu que l'augmentation de la vitesse de rupture du champ magnétique a pour effet une augmentation directement proportion- nelle du retard, l'augmentation de la vitesse étant exactement suffisante pour que le retard représente une période de temps constante pour toutes les amplitudes de mouvement. Ce temps de retard constant ne peut être obtenu que lorsque la résistance du dispositif amortisseur est directement proportionnelle à la vitesse de la plaque 63.
Pour faire ressortir l'importance de cette dernière ca- ractéristique du dispositif amortisseur, il suffit de rappeler que le retard, contrairement à l'amortissement, affecte la po- sition latérale de la crête de l'onde et, comme cette dernière position sert à indiquer la position angulaire du poids non
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équilibré dans le vilebrequin, la compensation du retard doit se faire dans le dispositif micrométrique indiquant la dite position angulaire. Etant donné que ce dernier micromètre doit permettre une lecture sur la même échelle angulaire, quelle que soit l'amplitude correspondant à la masse non équilibrée, on verra qu'un retard constant est une condition essentielle si le dispositif doit donner des indications théoriquement exac- tes.
Les explications détaillées ci-dessus ont été données afin de faire ressortir les avantages du dispositif amortisseur suivant l'invention, vis-à-vis d'autres dispositifs amortis- seurs n'ayant pas les mêmes caractéristiques. Par exemple, la. résistance d'un dispositif amortisseur à friction présente une valeur constante et, par conséquent, le retard obtenu avec un tel dispositif sera inférieur à celui pouvant être compensé.
La résistance de tous les amortisseurs à fluide varie comme le carré de la vitesse environ, de sorte que le retard qui en résulterait serait plus grand que celui pouvant être compensé.
Etant donné que le retard produit par les dispositifs amortisseurs doit être constant et que ce retard dépend de l'intensité du champ magnétique, il est utile de prévoir dans le circuit de ce champ un voltmètre 105 (Fig. 2) ainsi qu'un rhéostat 106 dont la manoeuvre permet de modifier le courant dans le circuit d'amortissement.
Ci-après, la description des organes de projection ou de la partie optique du système :
Il y a lieu de remarquer out d'abord que dans la présente invention, on ne revendique pas, en général, le système optique permettant de projeter une onde sur un écran transpam rent, vu que ce système est utilisé depuis plusieurs années dans des oscillographes pour l'enregistrement visuel et perma" nent des fonctions de courants alternatifs. Dans de tels
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oscillographes, la génératrice soumise aux essais entraîne directement un miroir à huit pans, tandis que le courant pro duit par la génératrice est envoyé dans une bobine qui fait osciller une cache.
Un rayon de lumière est dirigé, à travers la cache, sur le miroir rotatif, le plan d'oscillation de la cache étant parallèle à l'axe de rotation du miroir. Par con- séquent, les déplacements latéraux du rayon lumineux sont dé- terminés par la rotation du miroir, tandis que ses déplacements verticaux sont déterminés par la cache oscillante. Cette ac- tion combinée a pour effet de projeter sur l'écran une courbe de forme sinusoïdale bien connue ou une variante de celle-ci, suivant le courant obtenu aux bornes de la génératrice. Ceci permet de se rendre compte du fonctionnement de la génératrice pour toutes les positions angulaires du rotor.
La même disposition générale est employée dans la présente invention pour déterminer les déplacements de la cache 60 et le rapport angulaire par rapport au vilebrequin qui entraîne le miroir rotatif. Toutefois, la disposition suivant l'inven- tion s'écarte de celle utilisée habituellement par le fait qu'on interpose dans le système optique une lentille spéciale permettant d'obtenir un faisceau lumineux plus concentré.
Les organes spécifiques composant le système suivant l'invention consistent en une source de lumière centrale 67 (Fig. 4, 12 et 13) logée dans un compartiment approprié 68, prévu dans la partie médiane du support 56. Un système de len- tilles convergentes 69 est monté de chaque côté de ce compar- timent, de manière à concentrer la source de lumière sur les caches 60. On voit que, étant donnée la présence de deux ca- ches entre lesquelles est disposée la source de lumière 67, il est nécessaire de prévoir deux lentilles convergentes, dont une de chaque côté du compartiment 68. On prévoit également deux télescopes 70 ayant un pouvoir grossissant égal à 300 et
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dont l'axe optique passe par la fente prévue dans la cache 60.
Le faisceau lumineux, après avoir traversé les caches 60, passent par les télescopes pour être ensuite réfléchi vers le haut à angle droit, au moyen de petits prismes 71. Les fentes dans les caches n'ayant qu'une très faible largeur, la dispersion latérale de la lumière traversant les fentes sera peu considérable. D'autre part, cette fente présente une lon- gueur d'environ 3/8 de pouce, de sorte que le prisme 71 pro- jette un faisceau lumineux en forme d'éventail, comme indiqué par le pointillé 72.
Chaque cache 60 pourrait éventuellement présenter une très petite ouverture ronde au lieu de la fente mentionnée ci-dessus, toutefois, une telle ouverture ronde, ayant un diamètre de 0,005 pouce environ, ne laisserait passer qu'une faible quantité de lumière, laquelle, après amplifica- tion par le télescope 70, ne produirait qu'une très faible in- dication pour la lecture. Par contre, lorsqu'il est fait usage d'une fente, le télescope est traversé par une quantité de lu- mière relativement grande, laquelle, comme il a été indiqué ci-dessus, est réfléchie verticalement vers le haut par le prisme 71.
Chaque faisceau lumineux vertical et en forme d'éventail est coupé par une lentille spéciale 73, laquelle est convexe dans un plan longitudinal seulement, mais dont une section la- térale présente une forme rectangulaire. La lumière venant des prismes 71 se trouve ainsi concentrée, les rayons convergents obtenus de cette façon rencontrant une deuxième paire de pris- mes 74, de manière à être réfléchis vers le milieu de la ma- ohine.
Exactement au-dessus de la source lumineuse 67, et à pro- ximité du sommet de la machine, se trouve situé un miroir 75 à huit pans,disposé dans les trajectoires des faisceaux lumineux venant des prismes 74. Ce miroir est monté à rotation et en-
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traîné, au moyen d'engrenages ayant un rapport de démultipli- cation de huit à un, en synchronisme avec le vilebrequin. Il suffit de remarquer ici que pour chaque révolution du vilebre- quin, le miroir 75 se déplace d'un huitième de tour.réfléchis" sant ainsi, le long d'une trajectoire arquée, une partie du faisceau lumineux venant du prisme 74. Comme un seul côté du système est utilisé à la fois, il n'y aura pas d'interférence entre les deux faisceaux.
On prévoit un écran arqué approprié 76 sur lequel la fente de la cache est projetée à travers le télescope. On verra d'après ce qui précède que si, pendant la rotation du vilebrequin, la cache 60 reste immobile, le miroir 75 fera simplement osciller le faisceau lumineux d'un côté à l'autre de l'écran 76, suivant une trajectoire rectiligne. Par contre, si la cache oscille pendant la rotation du vilebrequin, le mouvement transversal de cette cache sera amplifié optique- ment par le télescope et le faisceau lumineux se déplacera d'une extrémité à l'autre de l'axe du miroir et en sens in- verse, pendant que ce dernier exécutera un huitième de tour.
Par conséquent, ce faisceau lumineux décrira sur l'échelle 76 une sinusoïde, ce qui, avec un mouvement harmonique ordinaire, donnera une courbe comme montré par la ligne 77 dans la Fig.
14. Chaque position latérale du faisceau lumineux correspond à une position angulaire déterminée du vilebrequin. Il est bien entendu que si la cache reste immobile, seule une ligne droite sera projetée sur l'écran et la position angulaire du vilebrequin ne peut pas être connue. Toutefois, lorsque ce dernier n'est pas équilibré, la masse en déséquilibre oblige la cache à osciller, ce qui à son tour oblige la ligne proje- tée sur l'écran d'affecter la forme d'une onde dont la crête, compte tenu du retard apporté par le dispositif amortisseur, correspond à la position angulaire du poids non équilibré dans
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l'arbre.
Par conséquent, l'écran peut être étalonné longitudi- nalement en degrés et, verticalement, en onces-pouces, comme montré aux dessins, en vue de déterminer la position angulaire effective et la valeur du poids non équilibré dans le flasque du vilebrequin.
L'invention ne revendique pas la prévision d'une échelle visuelle ainsi étalonnée, ni le procédé exposé ci-dessus et permettant de mesurer la valeur et la position angulaire du poids non équilibré, la description qui précède n'étant don- née que pour mieux faire ressortir le moyen perfectionné ou s'écartant de la construction habituelle et permettant d'ob- tenir toujours une précision plusieurs fois supérieure à celle obtenue jusqu'à présent. La machine suivant l'invention com- porte également un système de lecture micrométrique et, comme cet appareil est partiellement interposé dans le mécanisme d'entraînement du miroir, ce dernier mécanisme sera décrit en premier lieu.
Les moyens destinés à produire la rotation du miroir 75 depuis le vilebrequin, consistent essentiellement en une vis sans fin et des pignons à vis sans fin, ainsi que des arbres de connexions. L'extrémité intérieure de l'arbre de rotor 22 du moteur présente une partie conformée en vis sans fin et engrenant avec un pignon à vis sans fin, fixé à une extrémité d'un arbre 78, lequel pénètre dans le couvercle 79 disposé au- dessus de la partie supérieure avant de la machine. Un deuxième arbre 80 est entraîné positivement par l'arbre 78, par l'inw termédiaire des pignons hélicoidaux appropriés 81, l'extrémité libre de l'arbre 80 étant disposéetransversalement par rapport à l'axe du miroir 75 et situéelégèrement au-dessous de cet axe.
Comme montré dans la Fig. 3, l'arbre 80 porte l'un des deux pignons hélicoidaux 82, ce pignon engrenant avec l'autre
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de ces deux pignons, lequel est fixé à l'arbre porte-miroir 83.
Ce dernier est monté à rotation dans deux roulements à billes espacés 84, de sorte que la rotation de l'arbre 80 produira celle de l'arbre 83, par l'intermédiaire des pignons hélicoi daux 82. L'extrémité opposée de l'arbre 83 présente une forme conique et porte un rotor à huit pans 85. Un miroir plat est fixé à chaque pan du rotor 85, de manière à former un miroir à huit pans 75 Les roulements à billes 84 sont montés à dé- placement dans les deux sens dans un manchon approprié 87 formé dans le couvercle 79, la disposition étant telle que, grâce à la denture hélicoïdale des pignons 82, les déplacements dans les deux sens de l'ensemble formé par les roulements 84, l'arbre 83, le miroir 85 et le pignon 82, auront pour effet de faire avancer ou retarder le miroir par rapport à sa position précédente, en synphronisme avec le vilebrequin.
Ce mouvement d'avance ou de retard dans la commande du miroir est extrême- ment important pour le fonctionnement du dispositif suivant l'invention, vu qu'il constitue le moyen permettant de déter- miner la position angulaire du poids non équilibré.
Le manchon 87 contient un ressort relativement rigide 86, lequel agit de manière à pousser élastiquement les paliers, l'arbre et le pignon du miroir, mentionnés ci-dessus, vers l'avant de la machine. Pour absorber la pression de ce ressort, on prévoit une butée à billes 88 disposée sur l'extrémité avant de l'arbre 83 et agissant conjointement avec l'extrémité in- térieure d'un plongeur fileté 89 vissé dans la face antérieu- re du couvercle 79 et coaxial à l'arbre 83.
Un disque indica- teur 90 est monté à rotation dans un palier approprié prévu dans la face antérieure du couvercle 79, ce disque étant monté à rotation avec le plongeur 89, de sorte que lorsqu'on fait exécuter un tour au bouton 91 fixé au dit disque, ce dernier et le plongeur 89 exécutent également une révolution, ce qui
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a pour effet d'avancer le plongeur d'une distance égale au pas de son filet. Le mouvement du plongeur 89 a pour effet de dépla- cer le pignon supérieur 82 par rapport au pignon inférieur 82, amenant ainsi le miroir 75 à avancer ou à retarder par rapport au vilebrequin.
Les différents filets et les angles d'attaque de la denture des pignons sont calculés de telle manière qu'une révolution du disque 90 fait avancer le miroir d'une distance exactement égale à 1/8 de tour, par rapport à sa position initiale.
Le but du mécanisme d'avancement du miroir sera décrit ci-après avec référence à la Fig. 14.
On verra dans cette Figure que la méthode habituelle uti- lisée pour mesurer la position angulaire du sommet de la cour be consiste à lire sur l'échelle le nombre de degrés qui coupe cette courbe le plus près de son sommet. Etant donné que le sommet d'une telle courbe ne représente pas un point très distinct, il est très difficile de déterminer, sur une échelle ayant les dimensions indiquées aux dessins, une position angu" laire, avec une approximation inférieure à 10 environ. Sur l'échelle représentée dans la Fig. 14, les lignes sont prévues tous les 30 .
Pour augmenter l'exactitude des indications ob- tenues avec la machine suivant l'invention, on prévoit, au lieu de la lecture de la position angulaire du sommet de la courbe, un mouvement angulaire relatif du miroir, ce qui a pour effet de faire avancer le sommet de la courbe jusqu'à une ligne de zéro. On peut toujours déterminer avec une grande précision l'instant où les deux côtés d'une figure symétrique sont situés symétriquement des deux côtés d'une ligne médiane, de sorte que le sommet de la courbe peut être situé avec une grande précision aur l'axe de symétrie de cette courbe.
La périphérie du disque 90 peut être divisée en degrés et même en minutes, de sorte que lorsque le sommet de la courbe est ramené
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sur une ligne centrale ou une position de zéro, comme indiqué par le pointillé 109 dans la Fig. 14, le déplacement angulaire exécuté par le disque pour arriver à ce résultat peut être fa- cilement relevé et avec beaucoup plus de précision qu'en déter- minant la position originale du sommet de la courbe sur une échelle graduée.
Une ampoule d'éclairage appropriée 92 (Fig. 3) est dispo- sée de manière à projeter une lumière directe contre la par- tie supérieure de la périphérie du disque, de manière qu'un trait de poil prévu à proximité de cette partie de la péri- phérie du disque puisse être facilement examiné en regard des graduations de ce dernier, ce qui permet de déterminer avec une grande précision la position angulaire du poids non équilibré.
La Fig. 5 représente les moyens particuliers permettant de déterminer, à l'aide de cadrans micrométriques gradués, l'amplitude du mouvement de chacune des caches. On remarquera que chacun des télescopes 70 est fixé dans un bras 93 monté à pivotement, en 94, sur le support 56. Cette connexion à pivote- ment est prévue de manière à permettre au télescope d'osciller dans son ensemble et suivant une trajectoire essentiellement transversale, en déplaçant angulairement le bras 93. Un levier approprié 95 est fixé rigidement au bras 93, une extrémité de ce levier agissant en combinaison avec un ressort comprimé 96, de telle manière que le télescope est toujours appliqué élas- tiquement vers l'arrière de la machine.
L'extrémité opposée du levier 95 présente la forme d'un sagment auquel vient se fixer l'extrémité inférieure d'une bande 117 orientée vers le haut et dont l'extrémité supérieure est fixée à un bras 97 en forme de segment, monté à pivotement dans la partie supérieure de la machine, d.irectement au-dessus du télescope 70. Le bras 97
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est monté à rotation dans le couvercle 79 et, grâce au ressort 96 et à la bande 117, tout déplacement angulaire, même léger, du bras 97, provoquera un déplacement similaire du levier 95 et du télescope 70.
Pour produire le pivotement du bras 97, on prévoit sur celui-ci un secteur à vis sans fin 98 engrenant avec une vis sans fin 99 formée sur l'extrémité d'un arbre 100 monté à rotation dans le couvercle 79. Un disque approprié 101 est calé sur l'extrémité extérieure de l'arbre 100, la périphérie de ce disque étant étalonnée en onces-pouces. La vis sans fin 90 et les proportions des autres parties de ce mécanisme sont prévues de telle manière que lorsque le disque 101 exécute un tour, le télescope se déplace latéralement d'une distance éga- le au déplacement latéral' de la cache 60 correspondant à la portée maximum de la machine.
Ce disque est destiné à modifier, par sa rotation, les positions relatives de la cache et du télescope, de sorte que le foyer de ce dernier, lequel était situé initialement dans l'axe de la fente lorsque la cache '60 était au repos, ne coin- cide désormais avec cette fente qu'en fin de course de la ca- che. Ce mouvement a pour effet de faire tomber le sommet de la courbe à une position zéro sur l'écran, c'est-à-dire la posi- tion indiquée sur la Fig. 14 par le pointillé 110. La quanti- té exacte dont le disque 101 doit être déplacé pour faire descendre le sommet de la courbe jusqu'à une ligne centrale de zéro peut être déterminée beaucoup plus exactement que la distance à laquelle ce sommet se trouve au-dessus du centre.
Cette précision est due à deux raisons. D'abord, la lon- gueur des périphéries des disques 101 et 90 est respectivement de 20 à 30 pouces environ, tandis que la longueur et la lar- geur du plus grand écran qu'il est possible d'utiliser dans la machine suivant l'invention ne pourraient présenter qu'une
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partie de ces dimensions. Ensuite, et ce qui importe le plus, le sommet de la courbe, après avoir été déplacé, vient coïnci- der avec deux poils croisés prévus sur l'échelle indicatrice et peut être très facilement centré, alors qu'en comparant la position du sommet de la courbe avec une échelle graduée, on risque toujours de commettre une grande erreur de lecture, notamment là où les courbes sont relativement plates, étant donné le faible poids non équilibré dans le vilebrequin.
Il y a lieu de remarquer que le miroir à huit pans 75 ne doit présenter qu'une longueur de 1 pouce environ, vu que seul le sommet de la courbe est projeté sur l'écran, tandis que dans les systèmes connus jusqu'à présent, il est nécessaire de prévoir un miroir dont la longueur est égale à toute la largeur de l'écran.
Il résulte de ce qui précède que l'écran utilisé dans la machine suivant l'invention ne doit être ni réglé ni calibré, mais simplement pourvu de deux traits de poil se croisant à angle droit. En outre, étant donné que toutes les lectures se font à l'intersection de ces deux traits, il est non seulement superflu, mais également désavantageux de conserver toute la partie restante de l'écran et servant à montrer la courbe en- tière. Pour cette raison, la machine ne comporte que la partie de l'échelle délimitée par le rectangle 102 dans la Fig. 14.
La seule opération que doit accomplir l'opérateur consiste à centrer le sommet de la courbe sur le point de croisement des traits de poil et à lire ensuite les graduations sur les deux cadrans. Il est bien entendu qu'il existe deux cadrans 101, dont un pour chaque télescope, et que les graduations sur un de ces cadrans peuvent être modifiées en vue de compenser l'effet du poids de l'arbre d'entraînement sur une extrémité du vilebrequin.
Pour protéger l'écran 76, on dispose au-dessus de celui-
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ci un couvercle 103 en verre à vitres, lequel couvercle est disposé à angle, comme montré aux dessins, afin de ne pas réfléchir la lumière extérieure vers les yeux de l'opérateur.
On prévoit également une cheminée 104, de manière que l'opéra- teur puisse regarder l'écran de haut en bas, à travers cette cheminée, sans que la lumière extérieure vienne tomber sur cet écran.
Pour permettre la lecture des indications à chaque extré- mité de la machine alternativement, l'invention prévoit deux interrupteurs 107 (Fig. 2) prévus sur le couvercle 79, un de chaque côté de la machine. On verra dans la Fig. 12 que les extrémités extérieures des télescopes sont pourvues d'obtura- teurs 108 constitués essentiellement par des solénoides com- portant chacun un plongeur 111, auquel est fixé un obturateur 112. Normalement, le plongeur 111 est appliqué élastiquement vers une position dans laquelle son obturateur empêche le passage du rayon de lumière venant du télescope correspondant.
Toutefois, dès que le solénoïde est mis sous courant, l'obtu- rateur se retire de la trajectoire du rayon lumineux et permet à celui-ci de passer du télescope au prisme 71.
Etant donnée la sensibilité du système indicateur, l'in- vention prévoit des moyens permettant de régler la position de la cache,de façon à obtenir exactement une indication zéro lorsque le dispositif est au repos. Ces mêmes moyens permet- tent également de compenser les effets des variations de tem- pérature sur la machine. Deux lames élastiques en bimétal sont interposées entre les plateaux 58 et le cadre 15, ces lames étant fixées au moyen de vis 119. On prévoit deux vis de ré- glage 120, ce qui permet de modifier la tension des dites lames.
Ces dernières servent à régler la position des caches et sont en outre destinées à empêcher que les positions de ces dernières ne soient faussées par les variations de température.
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La manoeuvre de l'interrupteur 107 situé sur un côté de la machine, a pour effet de mettre sous courant le solénoïde 108 disposé du même côté de la machine, de même que le solé- noide de verrouillage 47 situé sur le côté opposé de cette dernière. Ceci a pour effet que l'extrémité éloignée du vile- brequin ne peut désormais qu'exécuter un mouvement de pivote- ment, tandis que celle située du côté de l'opérateur peut exécuter un mouvement vibratoire, le solénoide 108, éloigné de l'opérateur, agissant de manière à obturer la lumière allant vers la cache immobile.
Lorsqu'on désire déterminer le poids non équilibré de l'autre côté de la machine, on manoeuvre l'autre interrupteur 107, ce qui a pour effet d'inverser au- tomatiquement les connexions avec, comme résultat, l'obtura- tion de la lumière allant vers l'autre cache et le renverse- ment des dispositifs de verrouillage.
Le dispositif suivant l'invention fonctionne comme suit :
La machine est d'abord réglée pour le vilebrequin ou autre corps devant être équilibré et les différentes lumières sont allumées. Le corps à équilibrer est alors posé dans les supports 19 et le mandrin d'entraînement enfoncé sur l'extrémi- té de ce corps jusqu'à ce que la clavette d'entraînement vienne s'engager élastiquement dans la rainure de l'arbre.
L'un des boutons 33 est ensuite actionné en vue de faire dé- marrer le moteur. L'opérateur pousse alors l'un des boutons interrupteurs 107, ce qui permet à l'image de la cache du côté correspondant de la machine, de venir se projeter sur l'écran 76. L'opérateur tourne ensuite le cadran central 90 en même temps que le cadran 101 prévu sur le côté en question de la machine, jusqu'à ce que le sommet de la courbe vienne coïncider exactement avec le point d'intersection des traits de poil prévus sur l'écran 76. L'opérateur relève ensuite, sur l'écran central, la position angulaire,et directement sur l'autre écran, l'amplitude d'oscillation ou la valeur du
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poids non équilibré.
Ces deux chiffres sont ensuite marqués sur une surface quelconque, par exemple,à. la craie sur le couvercle 79 et, sans arrêter le vilebrequin, on pousse sur l'autre bouton interrupteur 107, ce qui a pour effet de ren- verser les interrupteurs commandant les solénoïdes de ver- rouillage et les obturateurs, de sorte que les vibrations de l'autre cache seront désormais projetées sur l'écran. L'opéras teur tourne alors le cadran central et les cadrans latéraux jusqu'au moment où le sommet de la courbe projetée sur l'écran vienne coïncider avec le point d'intersection des traits de poil, après quoi la rotation de l'arbre à cames est arrêtée au moyen de l'interrupteur 33.
L'opérateur est muni d'un gabarit qu'il applique à la partie supérieure de la machine, de façon à pouvoir amener le vilebrequin à exécuter un mouvement angu- laire déterminé et indiqué par les graduations en degrés figu rant sur le mandrin d'entraînement, après quoi l'opérateur trace l'angle voulu sur l'un des flasques 13. L'angle corres- pondant au flasque opposé est tracé de la même manière sur ce dernier, après quoi la quantité des onces-pouces correspon- dant au poids non équilibré est marquée à la craie sur les côtés du flasque.
On place alors de vilebrequin dans une ma- chine à forer pourvue d'un mécanisme d'avancement comportant un dispositif d'arrêt réglable calibré de manière à fournir des indications en onces-pouces, la disposition étant telle que l'opérateur met simplement le dispositif de réglage au point suivant les indications figurant sur la face du flas- que destiné à recevoir le forage, de sorte que la ligne tra- cée sur ce f lasque arrive en regard du foret, après quoi l'opérateur met la machine en marche. La machine enlève alors, par forage,une quantité de métal suffisante pour équilibrer automatiquenient l'extrémité correspondante du vilebrequin.
L'extrémité opposée de ce dernier est équilibrée de la même manière. Le vilebrequin est désormais complètement équilibré,
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de sorte qu'il n'est plus nécessaire de le remettre sur la machine pour vérifier la précision du travail.
La Fig. 17 montre une disposition de machines préférée, particulièrement applicable pour le travail à la chaîne, où il est nécessaire d'équilibrer un grand nombre de vilebrequins.
Suivant cette disposition, quatre machines sont placées par paires, les faces antérieures des machines de chaque paire étant opposées l'une à l'autre, de même que les faces latéra- les des deux paires de machines. Des transporteurs aériens 113 longent les faces postérieures de chaque paire de machines et un ouvrier, désigné par le cercle 114, se tient au-dessous de chaque transporteur, la mission de cet ouvrier consistant à placer et à enlever les vilebrequins de deux machines avoi- sinantes. Un autre ouvrier se tient, dans le même but, à proximité de l'autre transporteur. Deux opérateurs désignés par le cercle 115 se tiennent entre les deux paires de machines ces opérateurs ayant pour mission de relever et de marquer les indications sur les vilebrequins placés sur chacune des machines avoisinantes.
L'expérience a démontré que le temps nécessaire pouf enlever un vilebrequin de la machine, le placer sur le transporteur, enlever un vilebrequin non équi- libré du transporteur et le placer sur la machine, est à peu près égal à celui nécessaire pour relever les indications de la machine et les marquer sur le vilebrequin. Par conséquent grâce à la disposition suivant l'invention, aucune des machi- nes ne reste immobilisée pendant aucune partie du cycle de travail et, d'autre part, les quatre machines fournissent une production maximum avec quatre opérateurs simplement.
Parmi les nombreux avantages de la machine suivant l'in- vention, il y a lieu de mentionner le fait que cette machine fournit des indications théoriquement exactes, ce qui la distingue des nombreuses autres machines à équilibrer, dont
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les indications ne sont qu'approximatives.
En outre, étant donné que la lecture se fait en ramenant le point indicateur à une position zéro, au moyen d'un ré- glage micrométrique, la précision obtenue avec la machine sui- vant l'invention est plusieurs fois supérieure à celle qui pourrait être obtenue si l'on essayait de relever sur une échelle l'amplitude et la position de la courbe complète, comme il était jusqu'à présent d'usage dans cette méthode de mesurage de courbes.
En outre, les moyens par lesquels tout le système de support est accordé à une fréquence telle que le nombre d'os- cillations propres de ce système soit légèrement supérieur à la fréquence correspondant à la vitesse de rotation, impri- ment à ce dispositif une amplitude de mouvement maximum pour de très faibles poids non équilibrés dans le vilebrequin.
Cette sensibilité est même accrue en raison du poids relati- vement faible des pièces en mouvement alternatif utilisées dans la machine suivant l'invention, en comparaison avec le poids élevé des tables, supports et analogues, utilisés dans la plupart des machines à équilibrer de types connus jusqu'à présent.
Certaines modifications peuvent être apportées à la dis- position, la construction et la combinaison des divers organes du dispositif perfectionné suivant l'invention, sans se dé- partir de l'esprit de cette dernière, et les revendications qui suivent sont censées couvrir toutes les modifications pou- vant être comprises raisonnablement dans le domaine de cette invention.