<Desc/Clms Page number 1>
procédé de fabrication de cylindres pour moteur.? à combustion, par @ déformation sans enlèvement de matière..
La présenta invention se rapporte à un procédé de fabrication de cylindres de moteurs à combustion par déformation sans snlève- ment de matière. les cylindres pour moteurs à combustion, ont été fa- briqués en général juequ'ici en donnant à un bloc forgé en forme de cylindre creux à paroi d'épaisseur uniforme ou à peu près uniflr- me, la forme cylindrique définitive par une déformation par enlè- vement de matière, par exemple par tournage et alésage, par suite de ce mode de fabrication, une grande quantité de magière généralement de grande valeur est perdue, car les blocs cylindriques oraux en acier sont faits complètement en acier trempable et le plus sou- vent allié.
Les déchets sous forme de copeaux de tournage, à peu près sans valeur, sont tout particulièrement importants, quand la cylindre comporte des parties en saillie, telles que par exemple des flasques et des nervures de refroidissement. Avec la procédé actuel de fabrication, on doit dans un tel cas donner au bloc cy- lindrique creux forgé,une épaisseur de paroi telle que las parties saillantes puissent en 'être tirées par tournage.
Des difficultés toutes spéciales se présentent dans la fabri=-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
cation de cylindres refroidis à l'air pour moteur,: à combustion
EMI2.2
équipés de nervures 6e refroidissement. Dans ce cas, Le bloc cylin- driqua creux fOl'Lé doi.i'être d'abord préaleblenent travaille au tour et alésé, Comme ainsi que - le montre la pratiqua, les nervures
EMI2.3
de refroidissement ,se courberaient lors de leur tournera hors du
EMI2.4
bloc, Ct; ,,11 :::o;Jll:'2it un3 épaisseur non uniforme de paroi, avec CO¯1- ü12 conséquence un3 évacuation, non Ltl2ïi Or u1? da cnalaur et par suite
EMI2.5
des tensions inadmissibles dans le cylindre, il faut qu'avant son
EMI2.6
achèvement, li bloc soit amané par trempe à la résistanca défini- tive requise.
Les narvurss de refroidissement sont donc Lournéas dans le bloc cylindrique crsux déjà tr3ú.pé. Ceci ne peut se faire cyu'avec les outils (les aciers à outils) les >nailleuLrs.
Le Liode de fabrication actuellement courant pour les cylindres de moteurs à combustion constitue donc un procédé extr,J1eùe::1t peu écenoniqùe, tant au point de vue de la matière de valeur ucilisée qu'au point de vue de la r2ndG usure d'aciers spéciaux pour ou- tils, .iàne quand on ni considère que le déchet au tourn8;i8 qui, en
EMI2.7
poids, est un multiple du poids du cylindre de moteur définitif.
EMI2.8
Afin d'éviter, C24,:,5 la fabrication de cylindres da lúoteu:cs à combustion, les rC;,2d8t pièces 211 matière de valeur et la c:r3n ..e usure on scie-rs spéciaux à outils, les cylindres de moteur.? 6. col bustion sont, CO:i.l:G1'ulu3r1't ; la préssnto invention, forcés en para- tant de sections dO' tbio, tubes ou sections de barres ou analogues COfw:L8 ryül'-'JrOdu.1 t, qu'i l'on déforme sans enl,ve,,8Llt de matière, par étirage, lamin8dG, refoulement, 'J.ú.bou'l;iss8fi6, cas opérations pouvant Étra ?fèci=éEs Lsoîé.,iei:t oa ea smccession oa plasiemrs om tomtes G r3 :':L..18C1:.U,2,s isolément ou 3D. succession ou plusieurs ou toutes e#is9u=blt <,à,ù+ Psr l, t. àLv.?rs aroe?sJ.às ensemble <3 .-,. ?.". ..13.112 temps.
Par la coopération de divers processus de déforma tien, on obt.i3:-.t m=. résultat étonnant, considéré JUsc,.u' ici COC1118 impossible.
Au S:<i's=1.: r-,-8:(-3, l' 0bJt de l'invention est l',r... n c .a W:.t., sché- ma ti\.i 11-3 .u>3 nt.
3i l'on )8rt p:"r 31;w.:ple d'une s3ctioü d.z iôl.a, suivant la i'.i.';o 1, 0:, 0r. tire d'abord an plusieurs pneses, da la ,.,z#Làr,e connur en soi, un cylindre'brut extri6ureillElnt lisaa, da la longueur voulue.
Le fond a, fig.2, est alors enlevé complèt9u:..ent ou.partiellemant
<Desc/Clms Page number 3>
Dans le cas. où on n'enlève que partiellement ce fond, la bord b (fig.3) concentrique'restait est amené dans la position représantée dn pointillés, ce qui donne d'une part, un allongement désiré du cy- lindre, et d'autre part, assure une plus grande économie de matière.
Les processus de travail décrits jusqu'ici sont superflus, dès qu'on part comme demi-produit, d'un tuba tiré d'une, pièce au lieu. d'un disque de tôle, La déformation en cylindre en partant d'une barre nécessite évidemment un travail en paliers, et nécessite éga- lememnt l'enlèvement, du fond.
Quand le cylindre lisse est formé, on procède à la mise on forme da la surface externe du cylindre, par déformation sans elè- vament de matière. Des parties de la paroi, telles que par exemple c,e,f,figure 4, sont amincies par étirage Q)U laminage, afin de rè- duire l'épaisseur de paroi, c'est-à-dire d'économiser encore plus de matière, tandis que d'autres parties du cylindre creux, telles que d, figuras 3 et 4, sont refoulées en forme de flasque annulaire en une ou plusieurs passes.
Si le cylindre doit être équipé de nervures de refroidissement callas-ci sont obtenues également par déformation sans enlèvement, de matière, par exemple par le moyen d'un outil complètement nouveau, tel que le cylindre lamineur représenté pour moitié en coupe à la fig.
5 ou par l'emploi simultané de plusieurs de ces cylindres de laaii- nage que l'on déroule sur la surface externe du cylindre creux.
Le fig.6 montre les nervures de refroidissement ainsi obtenues ..
Le cylindre lamineur peut être d'une pièce et comporter le nombre de rainures correspondant au nombre, et à la forme des nervures à former. Il peut cependant, comme à la fig.5, êtr constitué de dsi- ques élémentaires profilés de -tell,3 sorte qu'entre les disques suc- cessifs, il reste au bord un espace creux dont. la ssctio transver- sale correspond à la forme d'une nervure à former.
Il est étonnant qu'avec un outil aussi simple,et sans perte de matière, on puisse obtenir, de la paroi lisse et pleine du cylindre creux, des nervu res de refroidissement qui, pour une hauteur d'environ 20 mm, ne doi- vent avoir qu'une épaisseur d'environ 0,9 à 0,5 mm. par cette manière d'opérer, une quantité de matière de la paroi se transforme en ner-
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
vures et en ..18111(" tomps, de ce fait, on obtiant une nouvelle réduc- tion d.38ir88 de la section transversale de lé paroi du. cylindre.
Par rapport aux procédés connus et appliqués jusqu'ici, OJ a- formation par enlèvement Q2 matière, il y surgit déjà un projrès technique rl'1..:2.1"':.L..2b18 d?ns 18 seul fait ÇU8 le cylindre brut oit fabriqué sn3 .".nlèv.).llnt u" '¯1?t2r? ovoc flas'-..l1o rafouléo ?t \J.a- tièra Oi.? 'J*s> pour î;i ia?:7vuras, 11' A 't b 1- tièra ci? ,? 0cE-' Jour 1 D?11VUrn3, celles-ci (..16u...8s étant 0 'i.J'.U.6S par tüLlI';:-lPIJ de lr a.r 01 éi'é)2iss'2'J.r voulue.
Co'u? la <.5 éfor,,18.tiocl sii.;s e, nlèvocD.3 ::t de ùiaiiéri ne perlât tas ainsi qu'il est connu, d'oblanir de siè8 rapporter, les cylindras - et pvaut tout les sièges à rspportor - subissent évid%l.úp.1J.t :'.tlCUr2 un finissage soigi,>à ultérieur par c:nlèv8lilsnt àiz ,ilô.tl.èY'8,
EMI4.2
La figure 7 fait ressortir d'une maniera frappante l' avantage
EMI4.3
effectivei:,e:1t obtenu par la fabrication de cylindres d3 moteurs à combustion par dé.for,ú8tio1 sens onléva.4e:t de (tiatièra.
Cette fiure r8;?rés.snt'3 sn traits pleins une moitié d'un cylindre fini, An coupe at en pointillés, un cylindre fabriçué coni'0r,üé..,'3ut à l'invention, ,"vont le finiss;:8 par enlèvement de ',l8.tière, las traits mixtes rprés^z:tazt le bloc cylindrique creux forgé duquel le cylindre moteur est tiré unique,.lwnt par enlèvement de niatière. par un?, comparaison il:? la section transversale de paroi représ'3ntéo par les traits mixtes et de la section de paroi obtenue sans E:nlèvi3- Ilwnt do ttiatière et représentée par les traits pointillés, on se rend
EMI4.4
compte de l'importante économie de matière atteinte par l'emploi de
EMI4.5
la déformation sans enlèvement de l!18tièr9.
Ceci est d'ailleurs
EMI4.6
corroboré par les chiffres suivants.
EMI4.7
Par le mode connu at employé jusqu'ici de fabrication, le poids
EMI4.8
du bloc cylindrique creux brut forgé, pour un moteur d'avion, était de 42 kgs, tandis que, pour le procédé conforma à l'invention, il
EMI4.9
m faut plus que 12 lc, d'aciar ou même moins. Comme le poids final du cylindre est de 6 kg, la perte d'acier (déchets) dans le procédé connu est de 36 k.crs alors qu'elle n'est que de 6 kgs pour le pro-
EMI4.10
cédé de l'invention.
EMI4.11
Dans la fabrication da cylindres da moteurs à combustion par déformation sans enlèvament de matière, principalement ou exclusive-
<Desc/Clms Page number 5>
ment à froid, la matière emplyée doit posséder de bonnes proprié- tés d'étirage profond. Si la matière utilisée pour la cylindre est par exemple de l'acier, cet acier peut 'être un acier étirable fortement et bien trempable, ou en acier nitruré susceptible d'un bon étirage profond. un acier contenant d'avance très peu de carbone, et qui ne reçoit sans grande résistance.
- par un procédé connu - qu'après avoir reçu sa forme définitive, fait apperaitre, en une coopération particulièrement avantageuse, et précisément dans la fabrication de cylindres pour moteurs à combustion, outra l'avantage d'une dé- formabillité optima, l'avantage d'une trempe pratiquement libre de déformations par nitruration et en même temps de l'obtention d' una surface extrêmement résistante à l'usure.
<Desc / Clms Page number 1>
process for manufacturing engine cylinders.? combustion, by @ deformation without removing material.
The present invention relates to a method of manufacturing cylinders of combustion engines by deformation without removing material. cylinders for combustion engines, have generally been made up to now by giving a forged block in the form of a hollow cylinder with a wall of uniform or almost uniform thickness, the final cylindrical shape by deformation by removal of material, for example by turning and boring, as a result of this method of manufacture a large quantity of generally valuable magière is wasted, since the oral cylindrical steel blocks are made completely of hardenable steel and most often - friendly wind.
Particularly important is waste in the form of nearly worthless turning chips when the cylinder has projecting parts, such as for example flanges and cooling ribs. With the present method of manufacture, in such a case the forged hollow cylindrical block must be given a wall thickness such that the protrusions can be pulled out by turning.
Quite special difficulties arise in manufacturing
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
cation of air-cooled cylinders for, combustion engine
EMI2.2
equipped with 6th cooling ribs. In this case, the hollow cylin- driqua block fOl'Lé must first be pre-worked by turning and reaming, As as - shown in the practice, the ribs
EMI2.3
cooling, would curl when they turn out of the
EMI2.4
block, Ct; ,, 11 ::: o; Jll: '2it a3 non-uniform wall thickness, with CO¯1- ü12 resulting in a3 evacuation, no Ltl2ïi Or u1? da cnalaur and therefore
EMI2.5
unacceptable tensions in the cylinder, it is necessary that before
EMI2.6
Upon completion, the block is rolled out by quenching to the required final resistance.
The cooling narvurss are therefore Lournéas in the cylindrical block crsux already tr3ú.pé. This cannot be done with the tools (tool steels) the> nailleuLrs.
The current manufacturing method for combustion engine cylinders therefore constitutes an extremely economical process, both from the point of view of the valuable material used and from the point of view of the wear and tear of steels. special tools, .iàne when we neither consider that the waste at the turn8; i8 which, in
EMI2.7
weight, is a multiple of the weight of the final engine cylinder.
EMI2.8
In order to avoid, C24,:, 5 the manufacture of cylinders in lúoteu: cs with combustion, the rC ;, 2d8t parts 211 valuable material and the c: r3n ..e wear we saw-rs special tools, the cylinders engine.? 6. col bustion are, CO: i.l: G1'ulu3r1't; the present invention, forced by para- para- tion of sections dO 'tbio, tubes or sections of bars or the like COfw: L8 ryül' - 'JrOdu.1 t, which is deformed without enl, ve ,, 8lt of material , by stretching, lamin8dG, upsetting, 'J.ú.bou'l; iss8fi6, case operations that can be Etra? fèci = éEs Lsoîé., iei: t oa ea smccession oa plasiemrs om tomtes G r3:': L..18C1: .U, 2, s in isolation or 3D. succession or several or all e # is9u = blt <, à, ù + Psr l, t. àLv.? rs aroe? sJ.às together <3 .- ,. ?. ". ..13.112 time.
By the cooperation of various deformation processes, we obtain i3: -. T m =. amazing result, considered JUsc, .u 'here COC1118 impossible.
Au S: <i's = 1 .: r -, - 8: (- 3, the 0bJt of the invention is l ', r ... nc .a W: .t., Schema ti \ .i 11-3 .u> 3 nt.
3i on) 8rt p: "r 31; w.: Ple of a s3ctioü dz iôl.a, following the i'.i. '; O 1, 0 :, 0r. First pulls in several bolts, from there,., z # There, e know in itself, a gross cylinder outside the lisaa, of the desired length.
The bottom a, fig. 2, is then completely removed: .. ent or.partiellemant
<Desc / Clms Page number 3>
In the case. where this bottom is only partially removed, the concentric edge b (fig. 3) remains is brought into the position shown in dotted lines, which gives, on the one hand, a desired lengthening of the cylinder, and on the other hand hand, ensures a greater economy of material.
The work processes described so far are superfluous, as soon as we start as a semi-finished tuba from one piece instead. of a sheet metal disc, The deformation into a cylinder starting from a bar obviously requires working in stages, and also necessitates the removal of the bottom.
When the smooth cylinder is formed, the outer surface of the cylinder is shaped by deformation without material. Parts of the wall, such as for example c, e, f, figure 4, are thinned by stretching Q) U rolling, in order to reduce the wall thickness, i.e. to save further more material, while other parts of the hollow cylinder, such as d, figures 3 and 4, are forced out in the form of an annular flange in one or more passes.
If the roll is to be equipped with callas cooling ribs, these are also obtained by deformation without removing material, for example by means of a completely new tool, such as the rolling roll shown half in section in FIG.
5 or by the simultaneous use of several of these rolling rolls which are unwound on the outer surface of the hollow roll.
Fig. 6 shows the cooling ribs thus obtained.
The rolling roll may be in one piece and include the number of grooves corresponding to the number and to the shape of the ribs to be formed. However, as in fig.5, it can be made up of elementary profiled dsques of -tell, 3 so that between the successive discs, there remains at the edge a hollow space. the transverse ssctio corresponds to the shape of a rib to be formed.
It is astonishing that with such a simple tool, and without loss of material, it is possible to obtain, from the smooth and solid wall of the hollow cylinder, cooling ribs which, for a height of approximately 20 mm, should not be obtained. wind have a thickness of about 0.9 to 0.5 mm. by this way of operating, a quantity of material in the wall is transformed into ner-
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
vures and in ..18111 ("tomps, thereby obtaining a further reduction d.38ir88 in the cross section of the cylinder wall.
Compared to the processes known and applied hitherto, OJ a- formation by removing Q2 material, there already arises a technical project rl'1 ..: 2.1 "':. L..2b18 in 18 only fact ÇU8 le raw cylinder oit manufactured sn3. ". nlèv.). llnt u" '¯1? t2r? ovoc flas' - .. l1o rafouléo? t \ Ja- tièra Oi.?' J * s> for î; i ia ?: 7vuras, 11 'A' tb 1- tièra ci?,? 0cE- 'Day 1 D? 11VUrn3, these (..16u ... 8s being 0' i.J'.U.6S by tüLlI ';: -lPIJ of lr ar 01 éi'é) 2iss'2'Jr wanted.
Neck? the <.5 éfor ,, 18.tiocl sii.; se, nlèvocD.3 :: t of ùiaiiéri not bead heap as it is known, to obliterate from si8 bring back, the cylindras - and pvaut all the seats to rspportor - obviously undergo% l.úp.1J.t: '. tlCUr2 a soigi finishing,> to subsequent by c: nlèv8lilsnt àiz, ilô.tl.èY'8,
EMI4.2
Figure 7 highlights in a striking manner the advantage.
EMI4.3
effectivei:, e: 1t obtained by the manufacture of cylinders d3 combustion engines by de.for, ú8tio1 meaning onléva.4e: t de (tiatièra.
This fiure r8;? Res.snt'3 sn full lines one half of a finished cylinder, An cuts and dotted lines, a cylinder manufactured according to the invention,, "will finish it ;: 8 by removal of ', l8.tière, mixed lines rprés ^ z: tazt the forged hollow cylindrical block from which the engine cylinder is pulled single, .lwnt by removal of niatière. By a ?, comparison il :? section transverse wall represented by the dashed lines and of the wall section obtained without E: nlèvi3- Ilwnt do ttiatière and represented by the dotted lines, we go
EMI4.4
account of the significant saving in material achieved by the use of
EMI4.5
the deformation without removing the! 18tièr9.
This is by the way
EMI4.6
corroborated by the following figures.
EMI4.7
By the known method of manufacture, the weight
EMI4.8
of the forged crude hollow cylindrical block, for an aircraft engine, was 42 kgs, while, for the process according to the invention, it
EMI4.9
I need more than 12 lc, aciar or even less. As the final weight of the cylinder is 6 kg, the loss of steel (waste) in the known process is 36 kcrs while it is only 6 kgs for the pro
EMI4.10
assigned of the invention.
EMI4.11
In the manufacture of cylinders of combustion engines by deformation without removing material, mainly or exclusively -
<Desc / Clms Page number 5>
In cold conditions, the material employed should have good deep drawing properties. If the material used for the cylinder is for example steel, this steel may be a highly and well hardenable stretchable steel, or a nitrided steel capable of good deep drawing. a steel containing in advance very little carbon, and which does not receive without great resistance.
- by a known process - that after having received its final shape, made apparent, in a particularly advantageous cooperation, and precisely in the manufacture of cylinders for combustion engines, in addition to the advantage of optimum deformability, the the advantage of quenching which is practically free from nitriding deformations and at the same time obtaining an extremely wear resistant surface.