<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION. "Perfectionnements apportés aux dispositifs pour le rodage d'organes comportant une chambre à parois de révolution, notamment à ceux pour le rodage des corps de pompes pour moteurs à combustion interne."
L'invention est relative aux dispositifs pour le rodage d'organes comportant une cavité à parois de révolution, et elle concerne plus particulièrement (parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi lesdits dispositifs, ceux pour le rodage des corps de pompes pour moteurs à combustion interne.
On utilisait généralement, jusqu'à présent, pour assurer le rodage de susdits organes, un mandrin rigide, de forme appropriée,..que l'on faisait tourner dans l'intérieur de la cavité à roder, avec interposition dun abrasif approprie.
La présente invention a pour but, surtout, de tendre ces dispositifs plus efficaces qu'ils n'étaient jusqu'ici.
Elle consiste, principalement, à faire comporter
<Desc/Clms Page number 2>
aux dispositifs du genre en question, comme outil de rodage, un mandrin susceptible d'être dilaté par la pression d'un fluide introduit en son intérieur et d'être mis en rotation par rapport à l'organe à roder.
Elle consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap- plication, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations, fixes ou mobiles, comportant de semblables dispositifs et les organes établis en ayant recours à euxo
Et elle pourra, de toute façon, être bien bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. l,de ce dessin, montre, partie en coupe axiale, partie en coupe schématique, un dispositif de rodage établi sui- vant un premier mode de réalisation de l'invention.
La fig. 2 montre, partiellement, en coupe axiale, un dispositif de rodage établi suivant un deuxième mode de réali- sation de l'invention.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant d'établir un dispo sitif pour roder les parois du cylindre d'un corps de pompe a, alésé auparavant avec précision, on s'y prend comme suit, ou
<Desc/Clms Page number 3>
de façon analogue.
On établit, pour ledit corps de pompe a, un sup- porta , que l'on munit, par exemple, d'une cavité centrale cylindrique dans laquelle on vient loger ledit corps de pom- pe a, de façon telle que la tête a1 du corps de pompe repose sur la face supérieure du support (avantageusement avec interposition d'un joint d'étanchéité ± 1) et que, de préfé- rence, la base dudit corps de pompe prenne appui, par un joint c2,
1 sur un ressaut b présenté par la susdite cavité centrale, ce qui détermine, au dessous du corps de pompe, une capacité b .
On établit alors un mandrin d, rigoureusement cylin- drique propre à être introduit à frottement doux dans le cy- lindre foré dans le corps de pompe a, mandrin que l'on agence de façon qu'il puisse être animé d'une grande vitesse de rota- de référence à volonté dans l'un ou l'autre sens tien/et qu'il puisse être dilaté par la pression d'un fluide introduit en son intérieur.
A cet effet, on a, par exemple, recours à l'un ou l'au- tre des modes de réalisation indiqués par le dessin et selon lesquels on procède comme suit.
On creuse, axialement, dans le mandrin d, que l'on établit en toute matière appropriée, telle que acier, bronze, un trou borgne d , de profondeur supérieure à la hauteur du cylindre à roder, trou auquel on donne une section telle que les parois du mandrin creux ainsi obtenu soient susceptibles de se déformer élastiquement sous l'effet d'une pression suffisan- te régnant en leur intérieur, ce qu'il sera facile de déterminer expérimentalement dans chaque cas particulier selon la nature et le diamètre extérieur du mandrin et selon la pression que l'on désire utiliser.
De préférence, on donne audit trou une forme légère- ment tronconique telle que sa petite base soit disposée au débouché dudit trou.
On introduit le mandrin ainsi établi dans- le cylindre
<Desc/Clms Page number 4>
du corps de pompe, en le disposant de façon telle que le trou d1 s'étende sur toute la hauteur dudit cylindre.
On fixe en place le susdit cylindre,ce pourquoi, par exemple, on visse, sur une partie filetée b que l'on fait com- porter à la partie supérieure du support b, un chapeau e percé en son centre pour livrer passage au mandrin d et muni d'un collet el venant s'appliquer sur la face supérieure du corps de pompe a et maintenant ce dernier bien en placeo
On prévoit des moyens pour soutenir et guider le mandrin et l'entraîner, dans un parfait mouvement de rotation autour de son axe, à une vitesse angulaire de, par exemple, 10 on 20.000 tours minute.
On agence l'ensemble ainsi établi de façon que lion puisse envoyer, d'une part, entre la surface périphérique externe du mandrin-ci et les parois internes du cylindre du corps de pompe a, un abrasif approprié, de préférence un liquide contenant en solution un abrasif très divisé, et d'autre part, dans le trou borgne d1, un fluide sous pression, de préférence un liquide, propre à provoquer, pur des valeurs suffisamment élevées de cette pression, une extension du mandrin, la solution abrasive pouvant, avantageusement, jouer elle-même le rôle du liquide devant assurer la dilatation du mandrin.
Dans le cas où lion préfère prévoir deux circuits distincts pour la solution abrasive et le fluide sous pression, on a avantageusement recours au mode de réalisation représenté par la fig. 2, et selon lequel, on fore, dans le support b, un conduit f; débouchant dans la capacité b et propre à amener la solution abrasive , et, dans le chapeau e, un second conduit , propre à recueillir la solution abrasive venant s'accumuler à l'intérieur dudit
<Desc/Clms Page number 5>
chapeau, et on monte, autour de la partie inférieure du mandrin d, un manchon étanche h , traversant le support b et susceptible, lui, d'amener le fluide sous pression à l'intérieur dudit mandrin;
Dans le cas, par contre, qui semble plus avantageux, où l'on choisit, pour fluide sous pression, la solution abrasive elle-même (fig.l), on procède, par exemple, ainsi qu'indiqué fig. 1, ce pourquoi, on établit les conduits f et g comme indiqué plus haut
1 et on fait déboucher l'orifice du trou dans le capa- cité b elle-même
Si l'on opte pour le premier cas, on prévoit, d'une part, un système de réservoirs propres, l'un, à alimenter, sous pression, par le conduit f, la capacité b , et l'autre, à recueillir, par le conduit , la solution rash semblée au dessus du corps de pompe a, dans le chapeau e, et, d'autre part, une source de fluide sous pression que l'on réunit au manchon h.
Si, par contre, l'on opte pour le second cas, on prévoit un système de réservoirs, avantageusement semblable à celui venant d'être indiqué, et, en outre, des moyens propres à faire varier la pres- sion de la solution émise, système et moyens que l'on réalise, par exemple (en n'ayant évidemment recours à aucun appareil comportant des surfaces frottantes, puisqu'on prévoit une circulation de matière abra- sive),de la façon suivante :
on a recours à deux réservoirs il et i2, que l'on relie, l'un et l'autre, par des canalisations appropriées, d'une part avec le conduit f,par leur partie inférieure, d'autre part avec le conduit , par leur partie supé- rieure,
<Desc/Clms Page number 6>
et, d'autre part enfin, avec une source de gaz sous pres- j sion (constituée, par exemple, par un réservoir d'air comprimé), également par leur partie supérieure;
et on dispose judicieusement, sur ces diverses canalisations un jeu de robinets k pour faire, à volonté, jouer à l'un des susdits réservoirs le rôle. de réservoir de réception en le reliant directement au conduite, un passage d'évacuation étant prévu pour l'air, et, à l'autre, le rôle de réservoir d9alimentation, en le reliant avec la source de gaz sous -pression et avec le conduit f, l'ouverture plus ou moins grande du robinet 1 1 de la source 1 permettant de rendre plus ou moins grande la pression de la solution abrasive dans la capacité b , pression que l'on lit, par exemple, grâce à un manomètre 1 disposé sur la oanalisation du conduit fo
On prévoit avantageusement, enfin,
des moyens pour assurer le refroidissement des parties devant frotter énergi- quement les unes contre les autres, moyens que l'on réalise, par exemple, en faisant comporter au support b des chemises d'eau b1 et en les réunissant avec un système de refroidis- sement radiateur, ventilateur) approprié.
En suite de quoi, et si les dimensions et les dis- positions des divers éléments ont été convenablement établies, on a établi un dispositif de rodage dont le fonctionnement est le suivant.
Si l'on suppose le mandrin d tournant à une vitesse de, par exemple, 20. 000 tours minute (le sens de rotation étant de préférence inversé de temps à autre), l'ouverture et la fermeture convenable des divers robinets amènent l'un des réser- voirs à se vider, en envoyant la solution abrasive qu'il contient, dans la capacité b , avec une pression tout d'abord relative- ment faible (par exemple, de l'ordre de 2 kilogs) et l'autre à se remplir, en recueillant la solution rassemblée dans le chapeau e.
La solution, qui remplit évidemment le trou d1, filtre
<Desc/Clms Page number 7>
entre les parois externes du mandrin et les parois d cylindre du corps de pompe, en raison des imperfections de l'alésage,et produit son effet abrasif, ses différentes particules, soumises, d'une part, à une force d'entraînement circulaire résultant de la rotation du mandrin, d'autre part, à une force longitudinale résultant de la pression subie par la solution, décrivant des trajectoires substantiellement hélicoïdales, à pas plus ou moins serré suivant les valeurs relatives des deux susdites forces.
On obtient donc là un premier effet de rodage, une sorte de dégros- sissage du rodage, très efficace cependant, puisque les parti- cules de solution abrasive se renouvellent constamment en intéres- sant des portions sans cesse différentes des parois du cylindre.
Quand on juge que cette première opération est tennis née (ce qui peut arriver, par exemple, au bout d'un temps dépendant, notamment, de la nature des surfaces en contact), on augmente la pression de la solution dans la capacité b , pres- sion qui peut atteindre, alors, une valeur de 80 Kilogs.
La solution continue toujours à filtrer entre le mandrin et le cylindre mais avec une difficulté d'autant plus grande que le rodage est mieux effectué, parce qu'alors inter- vient une déformation des parois du mandrin, sous l'action de la pression du liquide situé dans le trou d1.
On conçoit que le rodage qui a lieu à l'entrée du cylindre est particulièrement intense:, notamment, enaison de la pression régnant encore à cet endroit entre le mandrin et le cylindre.ainsi que du fait que les particules abrasives commencent en cet endroit à émousser leurs portions actives et sont ensuite moins agissanteso Si donc le mandrin se dilatait régulièrement on aurait, dans certains cas, un léger évasement de l'embouchure du cylindre.
C'est pour éviter cet inconvénient qu'on a alors intérêt à prévoir une épaisseur des parois du mandrin d'autant plus mince qu'on s'éloigne du.débouché
<Desc/Clms Page number 8>
du trou d1, la déformation desdites parois étant alors d'autant plus accusée que leur épaisseur est plus faible, on obtiendra en fin de compte, si la conicité est judicieusement choisie ce qui sera fait expérimentalement), un rodage substantiel- lement uniforme sur toute la hauteur du corps de pompe.
Bien entendu, durant les opérations venant d'être décrites, si les dimensions des divers organes, le débit de la solution, le degré de rodage à atteindre l'exigent, on a interverti une ou plusieurs fois le rôle des réservoirs il et 1 2
Les avantages du dispositif venant d'être décrit res- sortent de sa construction et de son fonctionnement mêmes et n'ont pas besoin d'être précisés.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spéciale- ment indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où ce serait le corps de pompe qui tournerait par rapport au mandrin, et celles où le mouve- ment relatif de ces organes comporterait une composante longi- tudinale (translation).
<Desc / Clms Page number 1>
PATENT. "Improvements made to devices for lapping parts comprising a chamber with walls of revolution, in particular to those for lapping pump bodies for internal combustion engines."
The invention relates to devices for lapping members comprising a cavity with walls of revolution, and it relates more particularly (because it is in their case that its application seems to offer the most interest), but not exclusively, among said devices, those for running in pump bodies for internal combustion engines.
Generally used, until now, to ensure the lapping of the aforesaid organs, a rigid mandrel, of suitable shape, .. which was rotated in the interior of the cavity to be lapped, with the interposition of a suitable abrasive.
The object of the present invention is, above all, to make these devices more effective than they were heretofore.
It consists, mainly, in making behave
<Desc / Clms Page number 2>
devices of the kind in question, as a lapping tool, a mandrel capable of being expanded by the pressure of a fluid introduced into it and of being rotated relative to the member to be lapped.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to a certain mode of application, as well as certain embodiments, of said provisions; and it targets more particularly still, and this as new industrial products, the devices of the kind in question comprising application of these same provisions, the elements and special tools specific to their establishment, as well as the installations, fixed or mobile, comprising of similar devices and organs established by having recourse to them
And it can, in any case, be well understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Fig. 1 of this drawing shows, partially in axial section, partially in schematic section, a lapping device established according to a first embodiment of the invention.
Fig. 2 shows, partially, in axial section, a lapping device established according to a second embodiment of the invention.
According to the invention, and more particularly according to that of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it appears that preference should be given, proposing to establish a device for lapping the walls of the cylinder of a pump body a, previously bored with precision, the procedure is as follows, or
<Desc / Clms Page number 3>
analogously.
A support is established for said pump body a, which is provided, for example, with a central cylindrical cavity in which said pump body a is housed, so that head a1 of the pump body rests on the upper face of the support (advantageously with the interposition of a seal ± 1) and that, preferably, the base of said pump body is supported by a seal c2,
1 on a projection b presented by the aforesaid central cavity, which determines, below the pump body, a capacity b.
A rigorously cylindrical mandrel is then established, suitable for being introduced with gentle friction into the cylinder drilled in the pump body a, mandrel which is arranged so that it can be driven at high speed. of reference rotation at will in one or the other direction yours / and that it can be dilated by the pressure of a fluid introduced into it.
For this purpose, one has, for example, recourse to one or the other of the embodiments indicated by the drawing and according to which one proceeds as follows.
Axially, in the mandrel d, which is established in any suitable material, such as steel, bronze, a blind hole d, of depth greater than the height of the cylinder to be lapped, is hollowed out, which hole is given a section such that the walls of the hollow mandrel thus obtained are liable to deform elastically under the effect of sufficient pressure prevailing inside them, which will be easy to determine experimentally in each particular case according to the nature and the external diameter of the mandrel and depending on the pressure you want to use.
Preferably, said hole is given a slightly frustoconical shape such that its small base is placed at the outlet of said hole.
The mandrel thus established is introduced into the cylinder
<Desc / Clms Page number 4>
of the pump body, by arranging it so that the hole d1 extends over the entire height of said cylinder.
The aforesaid cylinder is fixed in place, which is why, for example, a threaded part b which is made to include at the upper part of the support b, a cap e drilled in its center to allow passage for the mandrel is screwed. d and fitted with a collar el coming to rest on the upper face of the pump body a and keeping the latter firmly in place.
Means are provided for supporting and guiding the mandrel and driving it, in a perfect rotational movement about its axis, at an angular speed of, for example, 10 or 20,000 revolutions per minute.
The assembly thus established is arranged so that lion can send, on the one hand, between the outer peripheral surface of the mandrel and the inner walls of the cylinder of the pump body, a suitable abrasive, preferably a liquid containing in solution a very divided abrasive, and on the other hand, in the blind hole d1, a pressurized fluid, preferably a liquid, capable of causing, pure sufficiently high values of this pressure, an extension of the mandrel, the abrasive solution being able to , advantageously, itself playing the role of the liquid to ensure the expansion of the mandrel.
In the case where lion prefers to provide two separate circuits for the abrasive solution and the pressurized fluid, use is advantageously made of the embodiment shown in FIG. 2, and according to which, in the support b, a conduit f is drilled; opening into the capacity b and suitable for bringing the abrasive solution, and, in the cap e, a second duct, suitable for collecting the abrasive solution which accumulates inside said
<Desc / Clms Page number 5>
cap, and a sealed sleeve h is mounted around the lower part of the mandrel d, passing through the support b and capable, for its part, of bringing the pressurized fluid inside said mandrel;
In the case, on the other hand, which seems more advantageous, where one chooses, for fluid under pressure, the abrasive solution itself (fig.l), one proceeds, for example, as indicated in fig. 1, therefore, we establish the conduits f and g as indicated above
1 and the orifice of the hole is unblocked in the capacity b itself
If we opt for the first case, we provide, on the one hand, a system of clean tanks, one to be supplied, under pressure, through the pipe f, the capacity b, and the other, to collect , by the conduit, the rash solution seemed above the pump body a, in the cap e, and, on the other hand, a source of pressurized fluid which is joined to the sleeve h.
If, on the other hand, one opts for the second case, one provides a system of reservoirs, advantageously similar to that just indicated, and, in addition, means suitable for varying the pressure of the solution emitted. , system and means that one achieves, for example (obviously not having recourse to any device comprising rubbing surfaces, since one provides for a circulation of abrasive material), as follows:
two reservoirs il and i2 are used, which are connected, one and the other, by suitable pipes, on the one hand with the duct f, by their lower part, on the other hand with the duct , by their upper part,
<Desc / Clms Page number 6>
and, on the other hand, finally, with a source of pressurized gas (constituted, for example, by a compressed air tank), also by their upper part;
and there is judiciously placed on these various pipes a set of valves k to allow one of the aforesaid reservoirs to play the role at will. receiving tank by connecting it directly to the pipe, an evacuation passage being provided for the air, and, at the other, the role of supply tank, by connecting it with the source of underpressure gas and with the conduit f, the more or less large opening of the tap 1 1 of the source 1 making it possible to make the pressure of the abrasive solution in the capacity b more or less large, pressure that can be read, for example, using a manometer 1 arranged on the channel oanalisation fo
Finally, advantageously,
means for ensuring the cooling of the parts having to rub vigorously against each other, means which are produced, for example, by making the support b include water jackets b1 and joining them together with a cooling system - appropriate radiator, fan).
As a result, and if the dimensions and arrangements of the various elements have been suitably established, a break-in device has been established, the operation of which is as follows.
Assuming the mandrel is rotating at a speed of, for example, 20,000 revolutions per minute (the direction of rotation preferably being reversed from time to time), the proper opening and closing of the various valves brings about the one of the reservoirs to be emptied, by sending the abrasive solution which it contains, into the capacity b, with a first relatively low pressure (for example, of the order of 2 kilogs) and the another to fill, collecting the collected solution in the cap e.
The solution, which obviously fills the hole d1, filters
<Desc / Clms Page number 7>
between the outer walls of the mandrel and the cylinder walls of the pump body, due to the imperfections of the bore, and produces its abrasive effect, its various particles, subjected, on the one hand, to a resulting circular driving force of the rotation of the mandrel, on the other hand, to a longitudinal force resulting from the pressure undergone by the solution, describing substantially helical trajectories, with more or less tight pitch according to the relative values of the two aforesaid forces.
There is therefore obtained a first lapping effect, a sort of roughening of the lapping, which is however very effective, since the particles of abrasive solution are constantly renewed by involving constantly different portions of the walls of the cylinder.
When we judge that this first operation is born tennis (which can happen, for example, after a time depending, in particular, on the nature of the surfaces in contact), we increase the pressure of the solution in the capacity b, pressure which can reach, then, a value of 80 Kilogs.
The solution still continues to filter between the mandrel and the cylinder, but with all the greater difficulty the better the lapping is carried out, because then deformation of the walls of the mandrel occurs, under the action of the pressure of the mandrel. liquid located in hole d1.
It will be understood that the lapping which takes place at the inlet of the cylinder is particularly intense :, in particular, due to the pressure still reigning at this location between the mandrel and the cylinder, as well as the fact that the abrasive particles begin at this location at this location. blunt their active portions and are then less effective. If therefore the mandrel expands regularly there would be, in certain cases, a slight flaring of the mouth of the cylinder.
It is to avoid this drawback that it is then advantageous to provide a thickness of the walls of the mandrel that is all the more thin as the distance from the outlet goes.
<Desc / Clms Page number 8>
of the hole d1, the deformation of said walls then being all the more marked as their thickness is lower, one will obtain in the end, if the taper is judiciously chosen which will be done experimentally), a substantially uniform lapping over the entire the height of the pump body.
Of course, during the operations just described, if the dimensions of the various components, the flow rate of the solution, the degree of lapping to be achieved so require, the role of the reservoirs 11 and 1 2 has been inverted one or more times.
The advantages of the device just described emerge from its very construction and operation and do not need to be specified.
As goes without saying, and as it emerges moreover already from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts, having been more specially indicated; it embraces, on the contrary, all the variants thereof, in particular those where it is the pump body which rotates with respect to the mandrel, and those where the relative movement of these members would include a longitudinal component (translation).