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D. NAPIER & SON LIMITED, résidantLONDRES.
ASSEMBLAGES AXE-PALIER.
La présente invention se rapporte à des assemblages axe-palier dans lesquels un mouvement relatif d'oscillation se produit entre le palier et l'axe , comme par exemple aux pieds de bielle des moteurs à combustion interne à pistons.
Dans ces moteurs, et spécialement dans ceux qui fonctionnent si- vant le cycle à deux temps en exerçant une charge de compression continue sur les bielles, la lubrification des pieds de bielle pose un problème. Il semble que, vu la pression continue exercée par la face inférieure de l'axe du pied de bielle contre le palier du pied de bielle, du lubrifiant frais n'ait pas l'occasion de pénétrer entre les surfaces en contact et, dans ces conditions, les paliers frottent bientôt à sec, quelqu'abondante que soit la quantité de lubrifiant disponible.
Un but de la présente invention est d'apporter une solution à ce problème.
Suivant la présente invention, dans un assemblage axe-palier uti- lisé lorsqu'un mouvement relatif d'oscillation se produit entre le palier et l'axe, et qu'une pression sensiblement continue et unidirectionnelle s' exerce de l'un vers l'autre, l'axe présente deux surfaces de déplacement ar- quées distinctes écartées dans le sens axial, les axes de courbure de ces surfaces étant parallèles et écartés dans un plan sensiblement perpendicu- laire à la ligne des centres du mouvement d'oscillation, le palier présente deux surfaces de portée arquées et distinctes sous-tendant chacune un angle inférieur à 180 et qui coopèrent avec les surfaces de déplacement, de sor- te que lorsque le palier ou l'axe passe d'un côté de cette ligne des centres,
une des surfaces de déplacement entre en contact avec la surface de portée correspondante tandis qu'un espace libre se crée entre l'autre surface de déplacement et la surface de portée correspondante, et vice-versa quand le
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palier ou l'axe passe de l'autre côté de la ligne des centres, et un dis- positif est prévu pour introduire du lubrifiant dans les espaces libres ainsi créés.
' De cette façon une quantité suffisante de lubrifiant peut péné- trer entre chaque surface de déplacement et la surface de portée correspon- dante, à chaque oscillation.
Les termes "surface de déplacement" et "surface de portée em- ployés ci-dessus ne signifient pas nécessairement que la surface en ques- tion est d'une pièce. La surface peut être divisée par exemple en deux ou plusieurs parties séparées dans le sens axial. Une surface de déplace- ment et la surface de portée correspondante peuvent être disposées par exem- ple au milieu du palier, tandis que l'autre surface dé déplacement et la surface de portée correspondante peuvent être divisées en deux parties disposées de part et d'autre des premières surfaces.
Les surfaces de portée peuvent être celles de minces coussinets maintenus en compression périphérique dans une cavité en forme de portion de cylindre, dans un support rigide.
Les coussinets peuvent être montés dans le support de la façon décrite dans le brevet anglais n 633.934
De préférence,l'épaisseur de la paroi d'un des coussinets est progressivement réduite d'une extrémité vers l'autre pour obtenir le déca- lage voulu de l'axe de courbure de l'autre surface de portée. Le coussi- net dans lequel est formée l'autre surface de portée peut avoir une paroi d'épaisseur uniforme mais plutôt, de préférence, une paroi dont l'épais- seur diminue d'une extrémité à l'autre en sens inverse du premier coussi- net.
L'invention peut être mise en pratique de plusieurs manières, et une forme de réalisation préférée comprenant l'assemblage du palier et du pied de bielle d'un moteur à combustion interne à deux temps est décrite à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe de l'assemblage de palier suivant un plan contenant l'axe du palier du pied de bielle,
Fig. 2 est une vue en plan de l'axe, Fig. 3 est une coupe suivant le plan A-A de la Fig. 1, la biel- le à gauche,
Fig. 4 est une coupe suivant le plan B-B de la Fig. 1, la biel- le à gauche;
Fig. 5 est une coupe suivant le plan A-A de la Fig. 1, la bielle en position médiane,
Fig. 6 est une coupe suivant le plan A-A de la Fig. 1, la bielle à droite;
Fig. 7 est une coupe suivant le plan B-B de la Fig. 1, la bielle à droite.
Cette forme de l'invention sera décrite en supposant que le cylin- dre est vertical avec la tête de cylindre vers le haut, mais l'invention peut être appliquée quelle que soit l'orientation du cylindre.
Dans les dessins, la partie inférieure du piston est représentée en trait mixte. La pression sur la couronne du piston 10 est telle qu'en fonctionnement normal une force, dirigée vers le bas, s'exerce toujours sur le pied 11 de la bielle. Un axe hémi-cylindrique 12 est fixé à l'intérieur du piston, sa surface convexe vers le bas. Le pied 11 de la bielle est creusé d'une cavité concave simple portant trois coussinets 13, 14 et 15, disposés côte-à-côte, chaque coussinet sous-tendant un angle sensiblement inférieur à 180 .
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Pour retenir la bielle en contact avec l'axe 12 lorsque la force précitée, dirigée vers le bas, ne s'applique plus, par exemple lorsque le moteur est entraîné pour le mettre en marche, des organes formant crochet
16 sont boulonnés aux extrémités de l'axe 12 par un boulon transversal 17
Les crochets 16 se placent derrière des épaulements 18 formés aux extré- mités axiales du pied 11 de la bielle, un faible jeu étant laissé entre les crochets et les épaulements. En variante, l'axe 12 pourrait être rem- placé par un axe de section transversale circulaire et une lame pourrait être prévue sur la bielle pour passer au-dessus de la partie supérieure de l'axe avec un faible jeu.
L'axe 12 est divisé en trois surfaces de déplacement, une large surface médiane 19 et deux surfaces d'extrémités 20 et 21, chacune un peu plus étroite que la surface de déplacement médiane.
La surface de déplacement médiane 19 est rodée à une forme hémi- cylindrique autour d'un axe de courbure 22 tandis que les surfaces d'extré- mités 20 et 21 sont respectivement rodées à une forme hémi-cylindrique de même rayon, mais suivant un autre axe de courbure 23 parallèle à l'axe 22, mais latéralement déplacé par rapport à lui. En regardant par le bout de l'axe 12, l'ensemble apparaît comme deux demi-cylindres qui se recouvrent, l'un étant légèrement décalé latéralement relativement à l'autre.
Les deux surfaces de déplacement hémi-cylindriques distinctes 19 et 20, 21 peuvent être facilement formées en tournant ou en rectifiant l'axe entre deux centres différents coïncidant respectivement avec les deux axes de courbure 22 et 23.
Les trois coussinets à parois minces 13, 14 et 15, montés dans la cavité du pied de bielle, présentent des surfaces intérieures concaves constituant des surfaces de portée correspondant respectivement aux surfaces de déplacement 20, 19 et 21 de l'axe. Ces coussinets sont maintenus en pla- ce par des butées 24 et 25 courant transversalement à la bielle aux bords de la cavité. Les coussinets sont coincés à force entre les butées 24 et 25, de façon qu'ils se trouvent en compression périphérique et s'appliquent solidement contre la cavité ce qui assure la rigidité nécessaire. Ce mode de montage est décrit dans le brevet anglais précité.
Pour obtenir le décalage nécessaire des axes de courbure, les coussinets ont une épaisseur qui décroît progressivement d'une extrémité à l'autre,les extrémités plus épaisses des deux coussinets extérieurs 13 et 15 se trouvant à gauche de la bielle représentée sur les figures 4 et 7, tandis que l'extrémité plus épaisse du coussinet central 14 est à droite de la bielle sur les figures 3, 5 et 6. Une façon d'obtenir des coussinets de cette forme est d'utiliser au départ des coussinets à parois d'épaisseur uniforme, de les placer sur un mandrin rotatif et de rectifier une partie des dos des coussinets, l'axe du mandrin étant décalé de son axe de rotation dans la rectifieuse.
Une autre manière de fabriquer les coussinets consiste à utili- ser des bandes de doublage d'une largeur égale à la longueur des coussinets et de forme amincie en coin, puis à découper des longueurs égales à la lon- gueur des coussinets et à donner à ces bandes en forme de coin la courbure désirée, ce qui fournit des coussinets plus épais à une extrémité qu'à 1, autre.
Il est préférable d'ajuster l'épaisseur des coussinets à partir du dos plutôt qu'à partir de la surface de portée, parce que la couche de métal anti-friction relativement tendre doit avoir une épaisseur uniforme.
Un autre procédé serait d'utiliser des coussinets d'épaisseur uniforme et de rectifier la cavité ménagée dans le pied 11 de la bielle pour obtenir deux surfaces distinctes ayant des axes de courbure différents
Les extrémités de chaque surface de portée peuvent être légère-
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ment dégagées par biseautage afin d'éviter que ces extrémités abîment la surface de déplacement correspondante de l'axe lorsque la bielle passe à sa position extrême d'oscillation du côté où un jeu se crée entre ces surfaces, comme décrit ci-dessous.
Un passage d'huile 26 traverse le centre de la bielle et com- porte des embranchements 27 à sa partie supérieure aboutissant à des trous de graissage dans les trois coussinets, ce qui permet d'alimenter le pa- lier en huile sous pression.
L'ensemble fonctionne de la manière suivante. Lorsque la biel- le passe à gauche comme sur les figures 3 et 4, le coussinet médian 14 s'applique exactement sur la surface de déplacement médiane 19 de l'axe, mais les coussinets extérieurs 13 et 15 sont légèrement écartés des sur- faces de déplacement extérieures 20 et 21 laissant un faible jeu entre les coussinets et les surfaces de déplacement comme sur la figure 4. Le lubrifiant venant du passage d'huile 26 et des embranchements 27 peut ain- si pénétrer librement dans ces espaces.
Lorsque la bielle retourne à droite, elle passe par la position médiane de point mort représentée sur la figure 5, pour laquelle les trois coussinets s'appliquent exactement sur les surfaces de déplacement corres- pondantes de l'axe. A mesure que la bielle se rapproche de sa position d' extrême droite représentée sur les figures 6 et 7, les coussinets 13 et 15 restent en contact avec les surfaces de déplacement extérieures 20 et 21 de l'axe mais le coussinet intérieur 14 est légèrement écarté de la surface de déplacement 19 de l'axe, laissant ainsi un 'faible jeu entre le coussinet et la surface de déplacement 19 pour l'introduction du lubrifiant venant du passage 26.
De cette manière, toutes les surfaces de portée et de déplace- ment sont adéquatement lubrifiées à chaque oscillation.
REVEDICATINS
1.- Assemblage axe-palier à utiliser lorsqu'un mouvement relatif d'oscillation se produit entre le palier et l'axe et qu'une pression sensi- blement continue et unidirectionnelle s'exerce de l'un vers l'autre, carac- térisé en ce que l'axe présente deux surfaces de déplacement arquées, dis- tinctes, écartées dans le sens axial, les axes de courbure de ces surfaces étant parallèles et écartés dans un plan sensiblement perpendiculaire à la ligne des centres du mouvement oscillatoire, le palier présentant deux sur- faces de portée arquées et distinctes, sous-tendant chacune un angle infé- rieur à 1800 et qui coopèrent avec les surfaces de déplacement, de sorte que lorsque le palier ou l'axe passe d'un côté de ces lignes des centres, une des surfaces de déplacement, entre en contact avec la surface de portée cor- respondante,
tandis qu'un espace libre se crée entre l'autre surface de dé- placement et la surface de portée correspondante et vice-versa quand le pa- lier ou l'axe passe de l'autre côté de la ligne des centres, et un dispo- sitif est prévu pour introduire du lubrifiant dans les espaces libres ainsi créés.