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BREVET D'INTENTION.
Société dite: WILLIAM DOXFORD & SONS LIMITED, de nationalité anglaise,
Pallion Yard, Sunderland, Durham, Angleterre.
PERFECTIONNEMENTS AUX VILEBREQUINS ET AUTRES ELEMENTS DE MACHINES.
Ayant fait l'objet d'une demande de brevet en Grande-Bretagne N 21273/44 en datées des 31 octobre 1944 (demande provisoire) et 30 mai 1915 (demande définitive).
Il est bien connu que lorsqu'un arbre-vilebrequin est formé inté- gralement ou d'une pièce avec un flasque ou bras de manivelle, la point le plus faible est la jonction des deux parties, et il est de pratique courante de prévoir des congés d'un rayon aussi 'grand que permis pour éviter la concentration des tensions qui se produit à l'emplacement d'un changement brusque de forme, @es mêmes considéra- tions valent en d'autres circonstances, et l'on peut dire d'une façon générale que dans un 'élément de machine dont la forme implique des changements dans sa section.droite,
la transmission d'une force d'une partie'd'un élément à l'autre partie produit une concentration de tensibns à l'emplacement du changement de section droite, ce qui rend cet emplacement en fait plus faible que l'une ou l'autre partie de l'élément, en particulier si le changement est brusque.
Lorsque l'arbre ou autre élément comporte une partie, comme un tourillon, destiné à engager une quelconque autre partie située au voisinage du changement de ssction droite, la prévision d'un tel con- gé nécessite un accroissement de la longueur d'ensemble ou totale, du fait qu'il n'est pas généralement pratique, ou possible, de faire de la surface arrondie du congé une portion effective ,d'une surface de tourillon.
L'objet de l'invention est de prévoir une construction perfec- tionnée, grâce à laquelle on évite ce désavantage d'une longueur totale accrue,
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Conformément, l'invention comprend un élément de machine compor-
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tant une surface de tourillon, ou une surf.cB ,C1n3.logue, voisine d'un changement dans la section droite de l'élément, dans lequel la confor- mation de transition ou congé est. entièrement ou principalement formé dans un évidement de la partie plus large de l'élément.
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Conforménienu à une autre caractéristique de l'invention, le rayon de courbure de la portion conformée ou congé peut être réduit par pa- liers ou progressivement, partir de sa naissance au tourillon ou sur-
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1'uud '3,Yarluu6, l'effet de réduire les dimensions d'ensemble de l'é- videment.
L'invention englobe, en particulier, des arbres vilebrequins pré- sentant la formation décrite ci-d@ssue appliquée à la jonction du flas- que ou bras de manivelle avec l'arbre et, ou le maneton ou bouton de manivelle.
@n se référant maintenant aux dessins schématiques annexés: Fig.l montre une élévation en coupe à travers deux paliers princi- paux voisins l'un arbrevilebrequin, et illustre les parties d'un,type connu de vilebrequiny associé, destiné à un grand moteur marin du ty- PE à combustion interne, à pistons opposés; tandis que,
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-ig.2 montre une vue analogue avec la partie du vilebrequin moii- fiée conformément à la présente invention;
Fig.3 est une coupa détaillée du congé, à la jonction d'un flasque
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ou ùr"1.S ds manivelle et d'un maneton du vileorequin de la fig.2; 1<'ig, t J{u[1.,r;;; une modification de la partie du vilebrequin illustrée fig.2.
Jans Iss l;O;G;iJl3, la ou cela est désirable, des parties analogues sont indiquées par ies ,,h4 fres de référence.
Jr1 décrira I11:.1.1ï.8.1:L,lt, à titre d'exemple le l'invention, une cons- truction dû l'arbro vilebrequin pour un grand moteur marin du type à combustion interne et pistonn oppoaéa. En raison des grandes dimensions <i 3 rDr6s, il,---3 ne: euven1., pas être établis soue forme de =iécn.s for- éc3 pleines, eu ils 3ont nar conséquent du type f3ero,L-.)n3LruiL. Les flasques ou bras lé) manivelle, principaux pour les pi:1tons inférieurs du !(lv(,\:1Ur ;;ü1." J3;J pièces ou barrer d'acier plat dans lenquelles les lnan< - Lons simplement cylindriques sont mis 3. la presse ou serrés par contrac- tion ,les flasques ou bras.
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Cette ¯construction n'est toutefois pas possible pour les flas- . ques ou bras de manivelle latéraux, entre l'arbre et les manetons la- téraux, du fait que l'excentricité de ces.manetons est d'ordinaire plus réduite,,de sorte qu'il y aurait insuffisamment de matière entre les trous des flasques.ou bras de manivelle destinés à recevoir les tourillons et les trous destinés, à recevoir les manetons latéraux.
La construction normale, comme illustré fig,l, consiste, par suite, à faire usage d'une pièce forgée pleine entre des flasques ou bras de manivelle principaux voisins, ces pièces forgées comnre- nant un tourillon 11 avec un flasque ou bras de manivelle 12 et un maneton 13 à chaque extrémité, ces manetons étant mis à la presse ou serrés par contraction dans les flasques ou bras de manivelle princi-. paux 14 dans lesquels est également mis à la presse ou serré par contraction le maneton 15.
Les tourillons 11 sont supportés dans les paliers princinaux
16 de la plaque d'assise'17. A l'effet le réduire les concentrations de tensions là où les manetons 13 et les tourillons 11 rejoignent les flasques ou bras de manivelle 12, il est nécessaire de prévoir des congés 18 de grandmyon, eL cas congés sont sans utilité comme surfaces de portée.
Il s'ensuit, par conséquent, que la longueur d'ensemble ou totale du vilebrequin doit être augmentée de la lon- gueur axiale de quatre des congés 18 pour chaque unité ou cylindre 'du moteur, et comme en pratique la longueur nécessaire des tuuril- lons et des manetons, déterminée par les charges qui pèsent, sur eux, est le facteur directeur, la longueur d'ensemble ou totale du moteur doit être.augmentée pour permettre l'emploi de ces congés.
Conformément à l'invention, les surfaces d'appui ou de portée sur les. tourillons 13 et sur les tourillons d'arbre 11, fig.2, sont transversal établies de façon à s'étendre longitudinalement jusqu'au plan; ou plans transversaux des flasques ou bras de manivelle 12, et les con- @ ,gés 19 qui débutent à une ou aux deux extrémités des surfaces d'ap - pui ou de- portée s'étendent, avec une courbure appropriée, dans des évidements 20 des flasques ou bras de manivelle. Chacun de ces con- gés est établi'avec un rayon R convenablement grand (fig.3), tel que déterminé par.(l'expérience, et s'étend sur un angle de 90 .
Le tracé est alors poursuivi extérieurement avec un rayon plus petit R1, dont
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la valeur est mettons la moitié de celle au premier rayon, vers la face du flasque ou bras da miv119 et se raccorde à la dite surface par une courbure inverse R2 qui, étant convexe, peut être plus petite encore, menons d'un rayon égal au quart du rayon mentionné en premier ,
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lieu.
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ija' courbure des congés au lieu d'être réduite par paliers à partir de son point de départ, peut ebre réduite progressivement.
Céil-5 confurmation particulière du C01Jg 19 aab avantageuse en ,ce
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qu'une quantité moindre de métal doit être enlevée du flasque ou bras
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de manivelle, eu 16 rayon des bandes le frott3m"mt ou d'usure 21, aux extrbmités des paliers 22 des manetons latéraux, peut être réduit.
0n a constaté que la disposition corstr,uctive décrite permet une réduction n<Jtxbl,3 de la longueur d'ensemble ou totale du moteur, la réduction 8 tt.eigl"J.llL le cas échéant 10%.
""fin de procurer une l'1?QUv"'':'',hl 'l,a.;ii.iJî1119118 cupplémentaire de la 1')16ln=,1;:r l',,,#::';:ImO.Léi vU lobule, l:::, ;:'i.".3ques ou bras de m',rlßVAj.l2 -7rin- ±lp;.ux. 1.i,, .21.g.1, au 1::'10,) \1'Ê;t1':; établis plans, rerpendiculairement à. l'axe du vilebrequin, J611-vémt être légèrement coudés vers l'intérieur, 8. partir du ill:1naton 15 jusqu'aux manebona latéraux 13, car la, dimen- Si00 de la oielle, suivant la longueur de l'arbre vilebrequin, est >?<,iÀo1emeràt moinara que la longueur axiale du maneton lui qui est es- sentinelle pour assurer la portée d'appui nécessaire de ce maneton 15.
-1 en rciaulc que les manecons l'c:,t.érJ,11À i '"'''' 1¯.vr' 01011""Li ..le lir.i- o1ÀJg aoiit 1: 11J8 1 r,proc:,x àc1L# lu :;t:ns É= la 1'ji.gueur du vilebrequin q v '1 il\: .r"\ib 1u::.i;.le de le f'ire "'!.\Jtre7'-E-mt, set,' par suite, la dis- position procure 1.'X:', réduction 8uppl.;mGnt'lÍre de la longueur d'ensem- il< ou. tota,l" du TrGt:,iJl lût <::.1, oonservant 1". longueur 116cfEr'I'1Írè aux L-11?.ic-: 1, t..r'Gé, .,4 t,vLlo 1- TTl6i;:,tC)i .
En utilisant ceG deux carac- Lér'ist.i',1t<eu <.i, combinaison, on re1=t réa1i2er une réduction ,le la ion- ôué1=.r d'ensemble ou totale du moteur qui, dans certains cas, peut at- teindre 12)1 ou 15)%, vn observera qu'une semblable réduction eat parti- cc:li0Y't';ruGnt pr6c1heus6 dans le c:::u de moteurs marins, du fait qu'un
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espace additionnel devient ainsi disponible pour la capacité de trans-
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port du bateau. Elle <:iot G(.:Jp0n0.1x"t également avantageuse lorsqu'elle
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.-.'applique à un moteur quelconque.
On comprendra que la partie du vilebrequin illustrée dans les fi-
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gures 2 et 4 est celle associée à un quelconque, cylindre intermédiaire clu moteur et que les parties du vilebrequin associéesà des cylindres extrêmes sont analogues, sauf que les tourillons extrêmes du vilebre- - quin ne comportent de flasque ou bras de manivelle latéral et de mane- ton latéral, formés d'une pièce, qu'à leurs extrémités internes seule- ment, le tourillon à l'extrémité arrière du vilebrequin comportant une bride d'accouplement à son extrémité externe, tandis que le tourillon ,à l'extrémité avant du vilebrequin est, si on le désire, convenablement établi àson extrémité externe pour entraîner une machine ou appareil auxiliaire.
Le vilebrequin tel que décrit ci-dessus peut être établi pour l'em- ploi en association avec.un moteur à combustion interne mono-cylindri- que, ou à deux cylindrés ou poly-cylindres, du type à cylindres opposés.
Dans le cas d'un moteur mono-cylindrique, les tourillons sont forméÇ d'une 'pièce avec un seul flasque ou bras de manivelle latéral et un seul maneton latéral à leurs extrémités internes, tandis que dans le cas d'un moteur à deux cylindres, le tourillon central ou intermèdi@i- re est formé d'une pièce avec un flasque ou bras de manivelle latéral et un maneton latéral à ses deux extrémités, tandis que les tourillons extrêmes sont établis avec un seul flasque ou bras de manivelle laté- ral et un seul maneton latéral à leurs extrémités internes.
Finalement, il doit être entendu que bien qu'uneréalisation par- ticulière de l'invention, ,telle qu'appliquée au vilebrequin d'un mo- teur ait seule été décrite, l'invention n'y est pas nécessairement li- mités, car elle peut être employée avantageusement pour d'autres élé - mentsde machine.
REVENDICATIONS.
1. Un élément de machine comportant un tourillon ou surface ana- logue, voisin d'un changement dans la section droite de l'élément, dans lequel la conformation de transition ou congé est formé entière- ment ou principalement dans un évidement de la partie la plus large de l'élément.