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Vilebrequin fabriqué par soudure.
La présente invention concerne des vilebrequins dont les différentes pièces sont juxtaposées axialement et sont reliées ensemble par soudure à rapprochement ou soudure à apport, s'étendant transversalement à l'axe. Dans tous les modes de construction connus de semblables vilebrequins, les endroits de liaison se trouvent complètement ou partiellement dans les paliers (paliers principaux ou paliers de course), c'est-à-dire en des endroits très fortement sollicités. La section transversale des endroits de liaison est limitée d'avance par le diamètre des paliers. C'est seulement si on tient compte avec soin de toutes les circonstances et en cas de liaison irréprochable qu'un vilebrequin comportant un grand nombre de semblables endroits soudés peut être considéré comme à l'abri de la rupture.
La solidité durable de l'arbre devait être influencée défavorablement en tout cas car des formations de poche même minimes et d'autres irrégularités à l'endroit de la petite section transversale et dans la partie la plus sollicitée de l'arbre ou à proximité immédiate de celle-ci ont une action nuisible. A ceci s'ajoute encore le fait que lors de la soudure de l'arbre à l'endroit des appuis, le joint
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doit être usiné en toutes circonstances après la soudure.
Les inconvénients ne résident pas seulement dans la question de la solidité, en particulier de la solidité durable, et des frais d'usinage, mais également dans les propriétés de marche de semblables arbres. Les propriétés de marche sont modifiées d'une manière non-désirée à l'endroit du joint. Il prend naissance deux matières de tourillon et par conséquent des propriétés de marche différentes à l'intérieur d'un même endroit d'appui. Finalement la soudure empêche également le traitement thermique des endroits des appuis.
Suivant la présente invention, les pièces individuelles de l'arbre consistent en des pièces de course, qui présentent chaque fois ùn endroit de palier, en particulier l'appui d'une bielle, et deux demi-flasques du vilebrequin.
En particulier les tronçons de course ont une forme en U comme le représente en construction fondamentale la fig. 1.
Chaque tronçon de course H de ce genre comprend un tourillon 1 et deux demi-flasques 2 et 3 du vilebrequin. LA soudure se fait aux demi-flasques et est donc reportée complètement en dehors des paliers. Grâce à cette disposition l'endroit de soudure est limité simplement par le contour extérieur du cercle de manivelle et il est possible d'utiliser complètement la solidité du matériau. L'ensemble du vilebrequin reçoit une solidité uniforme et par conséquent une solidité plus élevée de forme. Il est également plus insensible aux vibrations et aux oscillations. Les autres inconvénients se rapportant à l'usinage des surfaces d'appui et à la diminution des propriétés de marche sont complètement évités. Il est connu de disposer les endroits de soudure dans les flasques de manivelle.
Il est au contraire caractéristique pour la nouvelle invention que les tron- çons de course présentent une forme d'U, ne subissent aucune condition défavorable aux endroits des paliers et sont soudés seulement aux parties de flasque de manivelle, ce qui produit les avantages mentionnés.
Les vilebrequins ne doivent en outre pas être faits de pièces de forge et peuvent également être fabriqués au moyen de tronçons de tubes ou d'autres corps creux.
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Après la mise en longueur des corps creux, on soude des deux côtés des endroits de palier les moitiés de flasques. En cas de position et de forme appropriée de l'arête de coupe, on se tire d'affaire avec peu de travail de forge et une minime dépense de matériau. Si par exemple le corps creux est coupé obliquement, les arêtes de coupe s'étendant de l'endroit de palier obliquement vers l'extérieur, on produit déjà après repliement d'environ 90 de la partie dépassant l'endroit de palier la forme fondamentale de la pièce individuelle du vilebrequin.
Dans le cas de la mise à longueur du corps creux par découpage au chalumeau, la forme de flasque désirée peut être déterminée essentiellement d'avance.
La pièce individuelle du vilebrequin peut être fabriquée également par une diminution c'est-à-dire refoulement, en diamètre, d'un corps creux à l'endroit de palier ou par refoulement partiel en diamètre et application par forgeage des moitiés de flasque.
En cas de course courte, il est également possible de fabriquer une partie des appuis au moyen de tronçons tubulaires rectilignes et d'appliquer à la forge des moitiés de flasque seulement sur l'autre partie.
Il est avantageux lorsque des contrepoids sont nécessaires, de souder ceux-ci directement aux moitiés de flasque de tourillons de course pour que les endroits de liaison des différentes pièces soient maintenus exempts de forces centrifuges supplémentaires.
Pour la réalisation des vilebrequins au moyen de 'corps creux on peut avec avantage employer également des tubes dans lesquels le forage intérieur est excentré par rapport au diamètre extérieur pour produire, en particulier pour les parties de course, une répartition favorable du matériau.
Le dessin montre différentes formes de réalisation du vilebrequin suivant l'invention.
La fig. 2 montre une vue en long d'une forme de réalisation simple du vilebrequin. Les parties de course H en forme d'U sont soudées à une partie médiane M de forme correspondante à l'endroit des moitiés de flasque de manivelle 3,4 et 2,5. Aussi bien les surfaces des appuis de
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base 6 que les tourillons 1 ne souffrent nullement de 1 199
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soudure. S'il faut des contrepoids, ces poids 7 peuvent être sondés directement à une partie de flasque de manivelle par exemple à la partie 3.
Dans la réalisation suivant les fig. 3 et 4, les flasques de manivelle sont ronds ou de forme ronde allongée. Les pièces individuelles peuvent être forgées dans une masse pleine ou dans un corps creux ou être pressées.
Dans les formés de réalisation représentées en traits de chaînette, à grand cercle de flésque de manivelle, on obtient non seulement un joint soudé relativement long mais en outre l'avantage que les parties du vilebrequin, c'est- à-dire les parties de course et les parties d'appui, sont les mêmes pour des arbres à dispositions différentes des manivelles.
Dans la réalisation suivant les fig. 5,et 6, le diamètre extérieur de la liaison soudée est plus petit et se trouve à l'intérieur du cercle de manivelle. En cas de moitiés de flasque rondes ces dernières peuvent pour autant que la partie d'arbre est serrée obliquement, être usinée par tournage à la périphérie d'une manière simple; dans le cas contraire cette conformation peut être produite également par fraisage.
Les fig. 7 et 8 montrent une autre possibilité de conformation des parties d'arbre. L'arbre creux suivant la fig. 9 représente différentes réalisations des moities de flasque appliquées à la forge. A la partie droite de l'ar bre des joints soudés sont placés perpendiculairement à l'axe des manivelles tandis que dans la partie de gauche une liaison oblique est représentée en 9. D'une part la partie soudée est, de ce fait allongée et d'autre part on produit une transition moins aiguë. Le flasque de manivelle 10 est produit au moyen d'un repliement du tourillon de manivelle dans une direction. On peut réaliser ainsi un peu plus courte la partie longue du coudage.
A la fig. 10 on a représenté finalement une particularité qui peut être réalisée dans l'objet de l'invention.
Dans la transition du tourillon 1 vers la moitié de flasque
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de manivelle 3, on a créé à la presse une encoche de décharge 11 qui provoque,une déviation progressive des lignes de force et diminue le coudage des fibres du matériau.
Tous les exemples de réalisation ont ceci de commyn que les endroits des paliers sont complètement exempts de liaison soudée et que d'autre part les parties du vilebrequin sont relativement simples et peuvent être fabriquées par plusieurs moyens., On obtient ainsi un arbre composé peu sensible, même en fonctionnement de longue durée, pouvant être sollicité fortement, d'une solidité élevée alternative et de forme, qui est notablement supérieur aux constructions actuelles.
Revendications.
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1/ Vilebrequin fabriqué par soudure avec le joint de soudure dans les flasques de manivelle, caractérisé en ce que les pièces individuelles du vilebrequin ont une forme d'U, consistent en des tourillons non divisés et en des moitiés de flasque de manivelle, et sont reliées ensemble à l'endroit des moitiés de flasque de manivelle.