Procédé de montage, sur un support, d'une machine comportant des pièces animées d'un mouvement alternatif. La présente invention a pour objet un procédé de montage, sur un support, d'une machine comportant des pièces animées -d'un mouvement alternatif, du genre du procédé .décrit dans le brevet français no 750029, c'est-à-dire suivant lequel on attache la ma chine au support par une attache, par exem ple telle qu'une combinaison de bandes sou ples ou .d'axes enrobés de caoutchouc, lui permettant d'osciller librement .autour de ses axes naturels .d'oscillation, la machine étant en outre portée et maintenue par au moins un système élastique.
Il a été trouvé, d'autre part, que les axes naturels d'oscillation, no tamment celui correspondant aux forces pé riodiques d'inertie, sont essentiellement va riables -en position; l'attache doit donc présen ter assez de flexibilité ou de mollesse pour permettre à la machine de toujours osciller autour de ses axes naturels malgré les d6pla- cement incessants de ceux-ci.
Le procédé de montage suivant la pré sente invention est caractérisé en ce qu'on emploie un système élastique porteur dont la ligne d'action coïncide sensiblement avec la ligne. d'actian de la résultante -des forces pé riodiques. Cette disposition a pour résultat que les déplacements de l'axe naturel d'os cillation de la machine sous l'action des forces périodiques d'inertie se trouvent ré -duits.
De préférence, on utilise un système élas tique unique pour supporter le poids de la ma chine et maintenir celle-ci à l'encontre des couples, ce système comportant alors deux ressorts ou deux ensembles de ressorts dispo sés de part et d'autre de la machine.
Dans le cas surtout où le couple moteur moyen exercé par la machine peut atteindre des valeurs élevées, le système élastique des tiné à maintenir 1a machine à l'encontre des- dits couples peut être prévu avantageusement à réaction élastique variable.
Enfin, l'on peut réaliser l'attache à l'aide d'une bande souple unique horizontale; comme la ligne .d'action du système élastique est voisine .de celle de la résultante -des forces périodiques, laquelle est en pratique peu éloi gnée -du centre de gravité, la majeure partie ,du poids de la machine est supportée par le -dit système élastique et l'attache se trouve soulagée, de telle sorte que sa réalisation est facilitée.
Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution du procédé selon l'invention, appliquées à un bloc-moteur à combustion interne.
Fig. 1 est une vue schématique en plan d'un moteur monté comme il a été expliqué au brevet français no 750029; Fig. 2 est la vue de côté correspondante; Fig. 3 est la vue de côté très schématique du même moteur monté suivant une forme d'exécution du procédé faisant l'objet -de la présente invention; Fig. 4 est la vue en bout correspondante; Fig. 5 est une vue de profil détaillée -du moteur représenté en fig. 3, monté suivant une seconde forme -d'exécution du procédé se lon l'invention; Fig. 6 est la vue en bout correspondante; Fig. 7 est une vue en plan à grande échelle de l'attache employée dans cette forme d'exécution; Fig. 8 en est une vue en bout par l'arrière, soit en .coupe suivant VIII-VIII (fig. 9); Fig. 9 en est une coupe suivant IX-IX (fig. 8);
Fig. 1.0 indique en coupe une attache em ployée dans une autre forme d'exécution; Fig. Il montre en coupe une autre va riante de réalisation de l'attache; Fig. 12 est la vue en plan correspondant à 1a fig. 11; Fig. 13 indique une autre variante d'at tache; Fig. 14 est une coupe à grande échelle par un plan transversal par rapport au moteur, d'un des ressorts du système élastique indiqué en fig. 5 et 6; Fig. 15 à 20 représentent .des systèmes élastiques employés dans différentes formes d'exécution du procédé selon l'invention; Fig. 21 est une coupe longitudinale d'une butée avant employée dans le procédé illustré en fig. 5 et 6; Fig. 22 en est une coupe transversale sui vant XXII-XXII (fig. 21); 'ii. 23 indique schématiquement en coupe un amortisseur limiteur.
Dans le brevet français précité, on consi dère (fig. 1 et 2) le centre de gravité G et le point d'application de la résultante alterna tive F des forces périodiques. .Sous l'action de .cette résultante considérée comme ayant l'effet d'une percussion, le moteur tend à os ciller autour d'un axe c-c situé dans le plan passant par G perpendiculairement à la ligne -d'action .de F et perpendiculairement au plan a-a déterminé par ladite ligne d'action et G. La distance entre cet axe c-c et G dépend de la distance entre G et la ligne d'action de F et des paramètres -du moteur.
Dans un moteur à cylindres verticaux de ,construction habituelle, la résultante F est verticale et l'angle a que fait le plan vertical passant par G et la ligne d'action de F avec l'axe motor 17-V est très réduit et peut pra tiquement être négligé. L'axe c-c est donc horizontal et transversal par rapport au mo teur.
Mais on doit en outre tenir compte du ressort s qui soutient le moteur. Ce ressort, quand le moteur oseille sous l'action .de F, est comprimé de façon périodique et exerce sur le moteur une force périodique f (fig. 2).
Celle-ci, si on la -considérait isolément, ten drait à faire osciller 1e moteur autour d'un axe c'-c', exactement comme F, considérée isolément, tendrait à le faire osciller autour de c-c. ' Comme conséquence, le moteur oscille au tour -d'un axe plus ou moins inter médiaire entre e-c et c'-c'. L'expérience et le calcul montrent que la position instanta née de cet axe c"-e" varie durant un tour de l'arbre moteur et que sa position moyenne elle-même varie quand la vitesse du moteur varie.
On doit -donc, suivant le procédé :du brevet français ci-dessus, placer l'attache, flexible 1 (bande .de toile, par .exemple) en une position intermédiaire appropriée et lui donner une liberté et une souplesse -considérables pour qu'elle puisse permettre au moteur d'osciller toujours autour de l'axe instantané c''-c'' malgré les déplacements .de celui-ci.
Suivant les formes d'exécution :du pro cédé faisant l'objet de l'invention, on :dispose le système élastique supportant le moteur, de telle sorte que sa ligne d'action se con fonde avec celle de F ou en soit très voisine. Ainsi (,fi,,. 3 :et 4), on peut utiliser :deux res sorts hélicoïdaux verticaux 2 disposés de part et d'autre du moteur, leurs axes étant dans le même plan transversal au moteur que la ligne d'action de F. On obtient ainsi que l'axe c'-c' coïncide avec l'axe c-c ou en soit très voisin.
On supprime ou on réduit ainsi la principale cause de variation de position .de l'axe instantané résultant Cet axe ne reste néanmoins pas fixe :dans l'espace, :car le bloc moteur n'est pas équilibré autour dudit axe et tout. mouvement angulaire appréciable provoque la naissance de forces d'inertie sup plémentaires qui troublent le phénomène. Mais ces variations sont pratiquement assez réduites et elles se font autour d'une position moyenne invariable ou à peu près invariable. La réalisation de l'attache 1 est ainsi grande ment facilitée.
On notera que, dans les moteurs de cons truction normale, la distance entre<I>G et F</I> est faible. Donc, en fait, les ressorts 2 sup portent la majeure partie .du poids .du moteur et l'attache 1 n'a. ainsi que peu d'effort ver tical à supporter. On peut, par exemple, ai sément la réaliser, comme montré, .à l'aide d'une bande horizontale en matière flexible (toile, cuir) armée ou non, ce -qui est souvent avantageux en pratique.
Les ressorts 2 peuvent également servir à maintenir le moteur à l'encontre des couples périodiques et du couple moteur moyen. Comme expliqué au brevet français précité, ces couples tendent à faire osciller le moteur autour d'un axe X-X passant par G et pa rallèle à l'axe V-V :de l'arbre moteur. Ce dernier étant -en pratique perpendiculaire à la ligne d'action -de F, l'axe X-X rencontre l'axe c"-c" vers l'attache 1.
Cette attache, par torsion, permet au moteur d'osciller au tour de X-X. Quand le moteur oseille ainsi, son axe instantané .s'écarte un peu :de la posi tion moyenne X-X en raison .des forces d'inertie qui prennent naissance, le moteur n'étant en général pas :dynamiquement équi libré autour de l'axe X-X. La souplesse de la bande 1 permet sans peine -de telles varia tions.
Les ressorts 2 sont établis, bien entendu, comme indiqué au brevet français susvisé, -de telle sorte que le système oscillant constitué par le moteur et ces ressorts forme filtre- bouchon pour toute les oscillations du mo teur (autour de l'axe e"-c" et autour de l'axe X-X) en marche normale.
Cette condi tion est remplie quand la fréquence naturelle n :du système oscillant est plus faible que le produit de la plus basse fréquence possible f des efforts périodiques, par
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ce qui :donne la condition
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Cette condition conduit, notamment dans à des res- le cas de moteurs sorts relativement. mous.
Or, ces ressorts 2 doivent encore suppor ter la réaction du couple moyen vi l'arbre de sortie d à travers la boîte grandes démultiplications, ce tesses 4.
conduirait couple peut être très élevé, à faire les ressorts assez :durs pour éviter que le moteur ne s'incline .exagérément.
On peut concilier :ces :deux conditions en prévoyant les ressorts 2, de telle sorte que leur réaction élastique, d'abord constante ou sensiblement telle, croisse à par tir d'une certaine :charge. De cette façon, à un couple élevé correspond une réaction élas- tique élevée et comme, d'autre part, un mo teur ne :donne généralement pas un fort,cou ple aux très basses vitesses, la condition expo sée plus haut reste satisfaite.
On verra plus loin .comment on peut réali ser des systèmes élastiques présentant une réaction élastique -de caractéristique conve nable.
On peut, la chose va sans dire, conserver à l'avant un ressort du genre de S (fig. 2) con curremment avec les ressorts latéraux 2 (fig. 8). Une telle disposition peut présenter de l'intérêt en certains cas, par exemple quand, pour satisfaire à la condition de filtre-bouchon pour les couples périodiques, on est amené :à adopter des ressorts trop fai bles pour supporter convenablement le mo teur. Dans un tel cas, un ressort supplémen taire s, relativement faible, résoudra la dif ficulté. On s'arrangera pour que la résul tante des actions -des trois ressorts coïncide avec F<I>ou</I> en soit très voisine.
Sur les fig. 2 à 4, on aperçoit encore une butée<B>5-6</B> destinée à limiter les mouvements anormaux .du moteur. Cette butée comprend un doigt 5 logé avec un jeu suffisant -dans un logement 6. Elle ne doit intervenir que pour maintenir le moteur à l'encontre d'efforts étrangers au fonctionnement normal du mo teur lui-même, par exemple à l'encontre des chocs -de la route, de la force centrifuge dans le cas d'un véhicule à moteur, bateau ou avion circulant en courbe, etc. On pourait de même prévoir -des butées limitant l'écrase ment -des ressorts 2.
Les fig. 5 et 6 montrent en détails un mo teur d'automobile monté sur un support au moyen d'une forme d'exécution du procédé selon l'invention.
L'attache flexible, détaillée en fig. 7 à 9, comprend deux bandes 7 et 8 -de toile caoutchoutée ou analogue tendues transver salement entre des bras 9 solidaires du châs- sis 10 (fig. 5). Ces bandes sont en leur mi lieu serrées par un boulon 11 entre une pla que incurvée 12 solidaire -d'un bras<B>13</B> fixé au bloc-moteur et une ,contre-plaque 14. Des lames élastiques 15 peuvent renforcer les bandes 7 et 8. Au lieu de telles lames, on pourrait utiliser des toiles métalliques noyées dans l'épaisseur des toiles textiles.
Le bloc-moteur est, d'autre part, pourvu de bras latéraux 16 (fig. 6) dont les extré mités portent des tiges 17 (voir le détail de fig. 14) pourvues de têtes 18 reposant sur .des ressorts coniques 19 dont la base porte contre une garniture 20 en matière insonore (liège, caoutchouc, fibre, ete.) recouvrant un support 21 fixé aux longerons 22 du châssis par -des boulons<B>23.</B> Les têtes 18, formant écrous sur les extrémités des tiges 17, permettent le ré glage rapide des caractéristiques du mon tage.
Les ressorts 19 sont @à réaction élastique variable. Leur réaction élastique reste cons tante tant qu'aucune spire n'est écrasée, mais quand la charge dépasse une .certaine valeur, les spires inférieures viennent porter contre la garniture 20 et deviennent inopérantes. La réaction élastique croît alors rapidiement avec la charge. Ainsi, quand le moteur exerce sur l'arbre de transmission 24 un couple élevé, l'un -des ressorts 19 va s'écraser d'une certaine quantité -et le système élastique va ainsi -exercer une réaction -de torsion élevée qui maintiendra le moteur en place.
On munit le moteur, à l'avant, d'une bu tée limitant les déplacements du moteur par rapport au châssis. Cette butée comprend (fig. 21 et 22) un paquet -de lames métal liques 25 fixées au moteur par une de leurs extrémités et recouvertes, à leur extrémité libre, d'une matière souple (caoutchouc) for mant un bloc 26 logé avec -du jeu dans une boîte 27 portée par un support 28 fixé aux longerons 22 du châssis.
Comme montré, les faces du bloc 26 ne sont pas parallèles aux parois -de la boite 27, de telle sorte que, lors que le moteur se déplace anormalement par rapport au châssis, le contact entre le bloc et la boîte ait d'abord lieu -en i, puis s'étende progressivement vers j à mesure que l'effort tendant à déplacer le moteur augmente.
Normalement, les oscillations du moteur sous l'influence des forces et couples pério diques ne doivent pas amener le bloc 26 au contact de la boîte 27, à quelque régime qu'on se trouve.
La butée s'oppose également aux d6pla- cements angulaires exagérés du moteur (autour d'un .axe perpendiculaire au plan de fig. 22), le bloc 26 se coinçant alors dans la boîte 27. En prévoyant une plaque .de ferme ture 29 à l'arrière de la boîte 27, fixée par des vis 30, on peut aussi utiliser la butée pour limiter les déplacements longitudinaux -du moteur sous l'action .des démarrages brusques ou freinages violents, -des jeux<I>k</I> et<I>l</I> étant prévus -convenables.
De préférence, comme montré, on laisse l'une .des lames 25 .dépasser vers l'avant à tra vers une fenêtre 31. Cette lame permet .de vérifier au repos le centrage -du bloc 26 dans la boîte 27.
L'élasticité des lames 25 augmente la dou ceur de fonctionnement de la butée.
La fig. 10 montre, d'autre part, une va riante de l'attache. Celle-ci comporte ici deux bandes de toile ou analogue 32, tendues longitudinalement et serrées à leurs extré mités par des boulons 33 -contre, d'une part, une plaque 34 solidaire du châssis et, d'au tre part, une plaque 35 solidaire du moteur. Le serrage s'effectue par l'intermédiaire de plaquettes appropriées venant porter contre les bandes;
mais, tandis que les plaquettes 36 du côté -du châssis sont courtes, celles, 37, -de l'extrémité -opposée sont allongées et forment des ailes 38 venant avec un certain jeu au- dessus et au-dessous des bandes 32. La plaque 34 s'étend elle aussi entre les deux bandes, mais en s'amincissant. Cette attache présente une très grande .souplesse pour -des petites -dé formations, mais toute torsion exagérée est empêchée par suite du faible jeu laissé aux bandes entre les ailes 38 et la plaque 34.
Les fig. 11 et 12 montrent une autre va riante de l'attache, comprenant une sorte de bague aplatie 39 solidaire du moteur, tra versée par une barre plate 40 solidaire du châssis. Le jeu entre la bague 39 et la barre 40 est rempli d'une masse 41 de caoutchouc suffisamment mou. On réalise ainsi une sorte d'articulation en laissant au mo teur une assez grande liberté de choisir son axe instantané d'oscillation et s'opposant toutefois radicalement à tout .déplacement exagéré dans quelque sens qu'il tende à se produire.
Fig. 13 indique encore une autre variante constituée par deux bandes verticales 42 et 43 disposées dans lin même plan, leurs axes longitudinaux étant à angle droit l'un avec l'autre. Une pièce 44 est solidaire du châssis et une pièce 45 -du moteur. Deux ailes 46 di vergentes, entourant la bande 'forment bu tées limitatrices -des mouvements -de rotation de la pièce 45.
Les fig. 15 à 20 indiquent schématique ment -des variantes du système élastique, qui sont à réaction variable.
Fig. 15 montre un ressort hélicoïdal à pas d'enroulement croissant. Quand un tel ressort est chargé, sa réaction élastique reste cons tante jusqu'au moment où les spires infé rieures commencent à se juxtaposer.. A par tir -de ce moment, l'importance de la portion juxtaposée va en .augmentant et la réaction élastique croît rapidement.
En fig. 16, c'est la section du ressort qui varie. Le résultat reste le même, les spires à faible section se juxtaposant les premières, ce qui fait augmenter la réaction élastique.
Le ressort de fig. 17 est conique. L s'é crase progressivement sur sa base en commen çant par les spires -de plus grand diamètre. La loi de variation -de la réaction élastique peut être réglée à volonté en -donnant à la base une forme plus ou moins bombée (comme indiqué -en pointillé en 47 ou 47') ou en variant le pas axial d'enroulement. On notera que les ressorts coniques 19 (fig. 5, 6 -et 14) sont du genre dernier nommé. Bien entendu, le pas radial doit être suffisant pour que les spires puissent s'emboîter les unes dans les autres.
En fig. 18, un ressort 48 supporte une douille 49 renfermant un second ressort 50, supportant une seconde douille 51 qui ren ferme un troisième ressort 52. Quand on charge ce dernier, l'ensemble présente une réaction élastique constante jusqu'au mo ment où le plus faible ressort, 48 par exemple, est écrasé. A ce moment, la. -réaction -élasti que augmente brusquement; elle reste à nou veau constante jusqu'au moment où un au tre ressort, 50 par exemple, est à son tour écrasé. A ce moment, elle augmente à nou veau.
En fig. 19, un bras 53 solidaire du mo teur porte une semelle 54 qui repose sur une enveloppe pneumatique 55 remplie d'air à une pression convenable. La réaction élas tique .croît avec la charge, notamment parce que la surface d'appui. -de la semelle 54 aug mente avec l'écrasement .de l'enveloppe 55.
En fig. 20, le moteur repose sur des lames élastiques 56 dont les extrémités, garnies -de joues latérales 57, reposent elles-mêmes sur -des blocs 58 en matière élastique (caout- ehouc). A mesure que la charge croît, l'écar tement des pointa' d'appui -des lames 56 sur les blocs 58 diminue, d'abord parce que les lames tendent à s'aplatir, ensuite parce que les faces supérieures -des blocs se déforment sous la charge. La réaction élastique croît donc régulièrement avec la charge.
Avec des lames 56 très -élastiques, les blocs 58 peu vent être presque rigides, et inversement, si les blocs sont très élastiques, les lames peu vent être pratiquement sans élasticité.
Fig. 23 indique, d'autre part, un amortis seur limiteur qui peut être associé aux res sorts latéraux 19 (fig. 5 et 6) ou 2 (fig. 2 et 3) pour limiter les mouvements anormaux -du moteur, par exemple sous l'influence des cahots de la route dans le -cas d'une automo bile, ou lors d'un brusque changement dans la valeur .du couple moyen transmis à l'arbre. Cet amortisseur comprend un cylindre 59 ren fermant un piston 60 qui s'y déplace avec -du jeu. Ce piston est libre sur une tige 61 pourvue de butées 62 .de part et d'autre -du piston 60; .des petits ressorts 63 sont dispo sés entre les butées -et le piston.
Le cylindre 59 est rempli .d'huile. Le cylindre sera, par exemple, fixé au bâti, tandis que la tige 62 sera attelée à un bras tel que 16 (fig. 6) so lidaire du moteur. Les -oscillations normales de ce dernier se feront librement -en comprimant les légers ressorts 63 et sans .déplacer le piston 60. En cas de changement lent de régime -du moteur. le piston 60 se déplacera lentement dans le cylindre 59 et la tige 61 continuera à osciller librement.
Mais en -cas de changement brutal (par exemple pour une automobile, une re prise brusque avec la plus grande démulti plication), l'un des ressorts 63 est écrasé et la tige 61 par la butée 62 correspondante, prend appui sur le piston 60 qui ralentit et limite la déviation angulaire du moteur.