BE497263A

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Description

PROCEDE DE REALISATION DE VILBREQUINS ET MANIVELLES.

Les manivelles et,vilbrequins sont habituellement forgés à par- tir de blocs d'acier et, dans ce cas, la garantie essentielle de la qualité du produit est assurée par un forgeage répété du bloc. Le,procédé de réali- sation est multiple dans ses détails. Entre autres, les blocs sont d'abord forgés de manière à obtenir des pièces brutes de forme cubique et, ensuite, les vilbrequins ou les manivelles sont fabriqués par l'enlèvement par ma- chine outil de la matière située entre les flasques. Un autre procédé lar- gement divulgué consiste dans l'étirage, dans son sens longitudinal, d'un bloc en acier et, dans ce cas, le vilbrequin reçoit sa forme au cours du forgeage par le repliage de la manivelle.

Enfin, il est également connu.de ne pas forger les blocs dans leur sens longitudinal, mais de les perforer et d'utiliser la pièce perforée pour la réalisation d'un anneau qui est ensuite découpé et façonné en une ou plusieurs manivelles. Toutes ces formes de réa- lisation exigent des façonnages préliminaires à chaud considérables qu'il faut cependant'accepter eu égard à la grande fatigue que subissent ces élé- ments de machine. Ainsi, suivant par exemple, la réglementation du Lloyd Register Shipping anglais, il tété décidé qu'il était nécessaire de procé- der à un forgeage quintuple pour la réalisation de manivelles fabriquées à partir d'une seule pièce.

Lors de la fabrication de manivelles, telle que mentionnée plus haut, c'est-à-dire, à partir d'une pièce annulaire, il est même courant de procéder, dans la pratique, à sept forgeages successifs.

On connait évidemment des vilbrequins pour autos qui sont réalisés- par cou- lée dans des moules et ceux-ci ont été reconnus comme étant parfaits. Cepen- dant ces vilbrequins, dont la fabrication a été développée par Ford, ne sont que de dimensions assez petites et, par ce fait, il est impossible de prévoir si ces vilbrequins pourraient être utilisés pour les machines lourdes. En outre, les vilbrequins de Ford ne sont pas en acier, mais ils sont fabri- qués en une matière qui, par ses composés de graphite et sa teneur totale en carbone, représente une matière intermédiaire entre l'acier et la fonte.

Pour cette raison cette matière est désignée par les américains sous :

"bastard-metal". Cette matière connue, servant à la fabrication de vilbrequins, est de plus alliée à du cuivre et du chrome (voir Metals and Alloys, 1935, p.259). Les essais pratiques en vue de l'utilisation avec succès des mani- velles fabriquées en acier coulé ont menés à de graves déboires, étant donné que ces manivelles cédaient après un fonctionnement d'une courte durée indé- terminable.

Suivant l'invention, une nouvelle méthode est préconisée pour ob- tenir des vilbrequins en acier de haute qualité sans qu'ils doivent être sou- mis à un forgeage répété. Tout d'abord, une ébauche creuse est obtenue par coulée centrifuge, celle-ci présente une sur-épaisseur de matière (bossage) à l'endroit qui dans la suite deviendra le manneton de la manivelle. A cet effet, la coquille de coulée centrifuge est munie d'un renfoncement à sa périphérie intérieure correspondant au dit bossage. Le procédé le plus ap- 'proprié pour obtenir la symétrie consiste à prévoir dans la coquille des renfoncements disposés par paires et en opposition radiale l'un de l'autre.

Cependant il est à remarquer qu'une disposition asymétrique des renfonce- ments n'influence en rien le procédé, étant donné que L'acier s'amasse beau- coup plus rapidement dans les renfoncements, même à une vitesse de rotation relativement faible, que dans les autres parties de la coquille. Les pièces coulées sont ensuite découpées, éventuellement après division (perpendicu- lairement à l'axe central) en sections appropriées, en face du bassage et aplaties radialement en une pièce en forme de U. De cette manière la mani- velle se présente, déjà dans son ensemble, sous sa forme définitive non- façonnée. Lorsque la pièce coulée présente deux bossages disposés radiale- ment en opposition l'un de l'autre, il est préférable de procéder à l'apla- tissement avant la division des deux manivelles.

Dans le cas où plus de deux bossages seraient prévus, les pièces à façonner sont découpées utilement au centre, entre les bossages avoisinants, et aplaties en pièces en forme de U.

L'aplatissement peut se faire éventuellement lors d'un recuit, particulièrement lorsqu'il s'agit de pièces à façonner présentant deux bos- sages, par le fait que les pièces à façonner sont rangées dans le four à recuire de manière que l'axe centrifuge imaginaire soit disposé horizonta- lement et que le plan symétrique axial, passant au centre des deux bossages disposés en opposition l'un de l'autre, soit parallèle à la sole du four.

Pendant le recuit, la pièce coulée se tasse par suite de son poids propre.

Dans ce cas il est à conseiller de prévoir une pièce d'écartement à l'in- térieur de l'anneau empêchant le rapprochement trop accentué des flasques de la manivelle.

La matière utilisée pour les vilbrequins réalisés suivant l'in- vention consiste, de préférence, en un acier pur, non-allié, tel qu'utilisé habituellement pour les vilbrequins forgés. Il est utile de procéder à un recuit de normalisation. Si nécessaire, il est possible de procéder à un recuit de diffusion avant la normalisation.

La zône de ségrégation se formant à l'intérieur de la pièce creuse lors de la coulée centrifuge peut être enlevée à un moment quelconque de l'opération de façonnage.

Le nouveau procédé présente avant tout l'avantage qu'il permet la réalisation de vilbrequins de la qualité la meilleure sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de lourdes presses de forgeage, indispensables lors du forgeage. En outre, le déchet en acier est très minime.

Il entre également dans le domaine de l'invention de partir d'un bloc plein approprié, à la place du bloc creux centrifugé et d'enle- ver l'âme de ce premier, soit par forage, soit par perforation.

En outre, il est également possible, particulièrement lors de dimensions plus petites, de centrifuger des blocs cylindriques- (pleins ou creux) et de réaliser les bossages pour les manivelles par un façonnage à chaud. Même lors de ce procédé, aucun forgeage répété de l'acier n'est nécessaire. Il est également possible de renforcer les bossages centrifugés par un façonnage à chaud.

L'objet de l'invention comprend enfin les coquilles de coulée centrifuge, présentant à leur paroi intérieure un ou plusieurs renfoncements servant à la réalisation des bossages.

Les dessins représentent :
En fig, l, la vue frontale schématique d'une coquille de coulée centrifuge, représentée à la fig. 2 en coupe suivant la ligne A-B. L'action- nement (non-représenté) s'effectue de la manière connue ; la vitesse étant appropriée aux conditions locales. 2 représente le couvercle de la coquille et 3 sa bride=.

Les renfoncements 4, servant à la coulée des bossages, sont dis- posés radialement en opposition l'un de l'autre. Le cercle intérieur, en pointillé à la fig. 2, indique la limite intérieure d'un bloc creux obtenu par coulée centrifuge.

La fig. 3 représente le profil d'un bloc aplati.

Claims

REVENDICATIONS. l.- Procédé de réalisation de manivelles et vilbrequins cambrés, caractérisé en ce que les ébauches creuses obtenues par un procédé de coulée centrifuge, présentent à leur paroi extérieure, de forme généralement cylin- drique, au moins un bossage dans le sens axial et en ce que les dites ébau- ches sont, éventuellement après leur division en segments annulaires, décou- pées et aplaties latéralement de manière que les parties qui flanquent le ou les bossages, forment les bras d'une pièce en U pour le façonnage de la mani- velle. ' 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la division en segments annulaires s'effectue avant l'aplatissement.

3. - Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bossages peuvent être réalisés, soit partiellement, soit entiè- rement, par un fagonnage à chaud des blocs centrifugés, au lieu d'être ob- tenus par coulée centrifuge.

4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au lieu de blocs creux il est possible d'utiliser des blocs pleins dont l'âme est enlevée.

5. - Coquille de coulée centrifuge pour la réalisation du procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle présente à sa périphérie intérieure, au moins un renfoncement, dans le sens axial, corres- pondant au bossage.

6. - Coquille de coulée centrifuge suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les renfoncements sont disposés par paires en oppo- sition radiale l'un de l'autre. en annexe 1 dessin.