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PERFECTIONNEMENTS AUX PALIERS
La présente invention se rapporte aux paliers et plus spé- cïalement aux paliers de vilebrequins destinés aux moteurs d'a- vions.
La construction aéronautique tend constamment vers des moteurs de plus en plus puissants. Toutefois, une puissance supplémentai- re utile ne peut être obtenue par le seul accroissement des di- mensions des groupes propulseurs ou par une simple multiplication du nombre de groupes utilisés, vu qu'une élévation concomitante du poids rendrait un tel procédé désavantageux. Les construc- teurs de moteurs d'avions doivent atteindre un maximum de puis- sance avec un minimum de poids. D'autre part, et tout en établis- sant une construction visant à économiser du poids, il y a lieu
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de ne pas sacrifier la résistance essentielle d'un organe quel- conque, ni ue diminuer la sécurité, la durée utile ou le ren- dement au moteur.
La présente invention vise à établir un palier particulière- ment approprié comme support pour le vilebrequin a'un moteur d'avion du tpe en V. L'invention vise en outre a établir une construction d'un poids plus réduit que celui des constructions courantes, cette construction comportant un support particulier pour un palier de vilebrequin, et permettant de tirer le meil- leur parti de la résistance des matériaux utilisés.
Un autre objet de l'invention consiste à établir une cons- truction pouvant faire l'objet a'une production en grande série, et permettant un montage et un démontage faciles, cette construc- tion étant réglable dans des limites admissibles, tout en étant, une fois assemblée, plus robuste, plus durable et plus légère que les dispositifs similaires connus de la demanderesse.
Ces objectifs sont réalisés dans le palier suivant la pré- sente invention,. lequel présente tous les avantages énumérés ci-dessus.
La présente invention, laquelle vise les objectifs indiqués plus haut, ainsi que d'autres, réside dans l'agencement, la cons- truction et la combinaison des diverses parties du dispositif perfectionné qui en fait l'objet, comme décrit et revendiqué dans le présent mémoire et comme représenté dans les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un moteur com- portant le dispositif suivant l'invention, une partie seulement du bloc moteur étant représentée.
Fig. 2 est une vue partielle, également en coupe transver- sale, du même moteur, mais à plus grande échelle.
Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'une partie du dispositif selon l'invention, suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1.
Fig. 4 est une vue latérale du vilebrequin du moteur, cer-
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tains organes associés à ce vilebrequin étant montrés en coupe, comme il sera décrit plus amplement dans la suite.
Comme montré dans ces dessins, où les mêmes références dé- signent les mêmes éléments dans les diverses Figures, le rnécanis- me suivant l'invention comprend le bloc moteur 1, lequel comporte un carter de vilebrequin 2, des cylindres 3 et 4 par exemple, des pistons 5 et 6,montés dans ces cylindres, et des bielles 7 et 8 fixées de la manière usuelle aux manetons du vilebrequin 9. Ce dernier est supporté de place en place, à l'intérieur du carter de vilebrequin par une série de paliers comme ceux montrés dans la Fig. 4 et qui font l'objet de la présente invention. Chaque palier est constitué principalement par une nervure supérieure prévue dans le bloc 1, comme montré en 10 ou en 11, et par un chapeau de palier 12 ou 13, s'adaptant à cette nervure.
La ner- vure et le chapeau de palier sont construits de manière à présen- ter respectivement des coussinets 14 et 15,, comme il est courant dans cette forme d'exécution.
La nervure est munie de trois bossages, par exemple 16, 17 ou 18: Quatre canaux ou passages, prévus à, même la matière de la nervure, partent depuis ces bossages et s'étendent suivant les axes 29 indiqués dans la Fig. 2. Des canaux analogues sont égale- ment prévus à même la matière du chapeau de palier, de manière à. coïncider avec les canaux de la nervure, comme montré par la conti- nuité des axes. Dans chaque bossage se trouve disposé un élément d'ancrage 19, 20 ou 21. Ces éléments d'ancrage se présentent es- sentiellement-comme des manchons fixés dans ces bossagea. Dans chacun des éléments d'ancrage 19 et 21, une douille est disposée dans le manchon précité, l'axe de cette douille étant perpendicu- laire à celui du manchon, la dite douille étant taraudée intérieu- rement. Cette construction est représentée clairement dans la Fig. 4.
L'élément d'ancrage 20 est de construction similaire, sauf que deux douilles sont prévues dans le manchon, l'angle in- térieur formé par les axes des deux douilles étant le même que
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celui du V du moteur. La construction de cet élément d'ancrage particulier est représentée dans la Fig.
Le chapeau de palier suivant la présente invention présente en général un contour généralement trapézoïdal, la grande base de ce contour coopérant avec le bord inférieur de la nervure.
Comme il a été indiqué plus haut, le chapeau de palier est traversé par quatre canaux qui coïncident avec les canaux prévus dans la nervure et allant aux éléments d'ancrage. Les surfaces inférieures du chapeau de palier sont munies d'épaulements prévus aux emboucnures des dits canaux et destinés à former des surfaces d'appui pour des écrous de serrage, tandis que la surface supérieu- re du chapeau de palier présente aes ergots 23 destinés , s'enga- ger dans des évidements 23, prévus dans la bride 4 ae la* nervure.
L'assemblage du palier est assuré par quatre goujons qui traversent les quatre canaux alignés dans le chapeau de palier et dans la nervure et qui se vissent dans les éléments d'ancrage, comme suit: le goujon 25 dans l'élément 19, les goujons 26 et 27 dans l'élément 20 et. le goujon 28 dans l'élément 21. Chaque goujon est muni a son extrémité inférieure d'un écrou qui s'enga- ge sur le chapeau de palier de manière à fixer celui-ci dans la position voulue.
On considérera maintenant la Fig. 4 dans laquelle le palier porté par la nervure 10 est montré partiellement en coupe suivant l'axe de l'élément d'ancrage 19, tandis que le reste de ce palier est représenté en élévation. Le palier porté par la nervure 11 est montré en coupe suivant un axe vertical passant par le vile- brequin. On voit que le chapeau de palier et la nervure sont mu- nis de brides à leurs bords et d'une bride entourant les coussi- nets 14 et 15 et;que les autres parties de la nervure et du cna- peau de palier sont fortement dépouillées, sauf aux endroits où l'on doit pratiquer des canaux pour les goujons. La répartition du métal est telle qu'on obtient une résistance maximum avec un minimum de poids tant pour la nervure que pour le chapeau de
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palier.
Les éléments d'ancrage et les canaux prévus dans la nervure et dans le chapeau de palier sont disposés de telle manière que les goujons logés dans ces canaux sont sensiblement'parallèles aux cylindres 3 ou 4. Ainsi,. les goujons 26 et 28 sont parallèles au cylindre 4, tandis que les goujons 25 et 27 sont parallèles au cylindre 3. Il en résulte que les efforts exercés sur le cha- peau de palier lorsque le piston se trouve à proximité de son point mort haut après une inversion du mouvement correspondant au début de la course motrice, sont absorbés par les goujons sous la forme d'une traction directe. Ce sont ces efforts qui, dans les constructions antérieures, tendaient à provoquer des battements ou un jeu dans le chapeau de palier, vu le sens d'ap- plication de ces forces.
Les éléments d'ancrage montrés aux dessins sont conçus de manière à pouvoir être d'une exécution et d'un montage aisés.
Tout déplacement latéral entre la nervure et le chapeau de pak lier est efficacement empêché grâce à la prévision de mantonnets sur ce dernier,par lesquels celui-ci est verrouillé à la nervure.
On conçoit qu'on pourrait enlever les quatre écrous du chapeau de palier et que celui-ci, bien que desserré, serait maintenu en place par les goujons seuls. Ce chapeau ne peut être enlevé qu'après dévissage des goujons des éléments d'ancrage et le re- trait de ces goujons de la nervure et du chapeau de palier.
Dans les constructions antérieures, les chapeaux de palier présentaient généralement une forme rectangulaire, vus en éléva- tion. Les boulons qui étaient utilisés pour fixer le chapeau au palier étaient généralement disposés-verticalement de manière traverser toute la profondeur du chapeau. Pour assurer la force d'adhérence et la stabilité requises, on employait parfois plusieurs boulons de chaque côté du palier. Il fallait évidew- ment que le. chapeau de palier présente une largeur considérable pour recevoir ces boulons. Comme l'effort maximum s'exerce peu
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après que les pistons ont quitté le point mort au début de la course d'explosion, les plus fortes contraintes agissant sur le bloc-palier sont dirigées plus ou moins parallèlement aux cylin- dres du moteur.
On conçoit que, dans les constructions antérieu- res, les boulons, disposes verticalement, ne remplissaient pas efficacement les conditions voulues. Dans un tel état ae choses, le métal constitutif du chapeau de palier ou des boulons avait tendance à subir un léger fluage sous l'effet au battement cons- tant, ce qui risquait de produire un relâcnement dans la fixation du chapeau. Un tel relâchement, bien que léger, avait pour effet une dislocation sérieuse des surfaces portantes du palier, à la- quelle on ne pouvait pas remédier par un resserrage des boulons. n outre, la construction du type antérieur exigeait une plus grande quantité ae métal, d'ou un poias considérable.
Nonobstant la quantité de métal qui pouvait être enlevée de la nervure, la forme de celle-ci et sa fonction comme butée exigeaient un cha- peau de palier de dimensions relativement importantes.
Dans la construction suivant l'invention, les boulons ou autres moyens de fixation sont conçus de manière à absorber le maximum d'efforts appliqués sous la forme d'une traction directe, et non pour fonctionner comme des butées. Il n'est désormais plus nécessaire d'employer un chapeau de palier de forme rectangulaire, avec l'excès de métal qui en résulte. Le chapeau de palier éta- bli suivant l'invention est d'une construction plus robuste et permet une utilisation plus efficace de la matière employée. La prévision d'un élément d'ancrage commun pour des goujons qui s'é- tendent depuis les extrémités du chapeau de palier, agit de façon à lier l'ensemble de la construction et à équilibrer dans une certaine mesure les efforts qui se présentent en différentes circonstances.
La présente invention permet donc d'établir un système de palier pour un moteur en V, ce système étant d'un poids réduit et étant conçu pour offrir une résistance mécanique adéquate en
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vertu. de la manière nouvelle et particulière dont a lieu l'ap- plication de l'effort,. et non pas en raison d'une accumulation excessive de matière. De plus, ce système n'est pas encombrant et n'occupe pas plus de place qu'un chapeau de palier classique.
REVENDICATIONS.
1) Dans un moteur dont les cylindres sont groupés en V, un système de palier comprenant: une nervure dans le carter du vilebrequin ; un chapeau de palier coopérant avec cette nervure, de façon à déterminer des surfaces portantes associées ; une série de moyens de fixation amovibles pour assujettir le dit cha- peau à la dite nervure, certains de ces moyens étant disposés d'une manière sensiblement parallèle au plan axial d'un groupe de cylindres du moteur en V, tandis que d'autres sont orientés d'une manière sensiblement parallèle à l'axe de l'autre groupe de cylindres de ce moteur.
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LEVEL UPGRADES
The present invention relates to bearings and more specifically to crankshaft bearings intended for aircraft engines.
Aircraft construction is constantly tending towards more and more powerful engines. However, additional useful power cannot be obtained by simply increasing the dimensions of the propellants or by simply increasing the number of groups used, since a concomitant increase in weight would make such a method disadvantageous. Aircraft engine manufacturers must achieve maximum power with minimum weight. On the other hand, and while establishing a construction aimed at saving weight, it is necessary
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not to sacrifice the essential resistance of any component, nor to reduce the safety, the useful life or the output of the engine.
The present invention aims to provide a particularly suitable bearing as a support for the crankshaft of a V-shaped aircraft engine. The invention further aims to provide a construction of less weight than that of current constructions. , this construction comprising a particular support for a crankshaft bearing, and making it possible to take the best advantage of the strength of the materials used.
Another object of the invention is to establish a construction capable of being mass-produced and allowing easy assembly and disassembly, this construction being adjustable within allowable limits, while being , once assembled, more robust, more durable and lighter than similar devices known to the Applicant.
These objectives are achieved in the stage according to the present invention. which has all of the advantages listed above.
The present invention, which aims at the above-mentioned objects, as well as others, resides in the arrangement, construction and combination of the various parts of the improved device which is the object thereof, as described and claimed in the invention. present memory and as shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a cross-sectional view of an engine comprising the device according to the invention, only part of the engine block being shown.
Fig. 2 is a partial view, also in cross section, of the same engine, but on a larger scale.
Fig. 6 is a cross-sectional view of part of the device according to the invention, taken on line 3-3 of FIG. 1.
Fig. 4 is a side view of the engine crankshaft, cer-
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tains members associated with this crankshaft being shown in section, as will be described more fully below.
As shown in these drawings, where the same references denote the same elements in the various Figures, the mechanism according to the invention comprises the engine block 1, which comprises a crankcase 2, cylinders 3 and 4 for example. , pistons 5 and 6, mounted in these cylinders, and connecting rods 7 and 8 fixed in the usual manner to the crankshaft pins 9. The latter is supported from place to place, inside the crankcase by a series of bearings like those shown in Fig. 4 and which are the subject of the present invention. Each bearing is formed mainly by an upper rib provided in the block 1, as shown at 10 or 11, and by a bearing cap 12 or 13, adapting to this rib.
The rib and the bearing cap are constructed to have bushings 14 and 15, respectively, as is common in this embodiment.
The rib is provided with three bosses, for example 16, 17 or 18: Four channels or passages, provided for even the material of the rib, start from these bosses and extend along the axes 29 indicated in FIG. 2. Similar channels are also provided in the material of the bearing cap, so as to. coincide with the channels of the rib, as shown by the continuity of the axes. In each boss is disposed an anchoring element 19, 20 or 21. These anchoring elements are essentially-like sleeves fixed in these bosses. In each of the anchoring elements 19 and 21, a sleeve is placed in the aforementioned sleeve, the axis of this sleeve being perpendicular to that of the sleeve, said sleeve being internally threaded. This construction is clearly shown in FIG. 4.
The anchoring element 20 is of similar construction, except that two sockets are provided in the sleeve, the internal angle formed by the axes of the two sockets being the same as
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that of the V of the motor. The construction of this particular anchor element is shown in Fig.
The bearing cap according to the present invention generally has a generally trapezoidal contour, the large base of this contour cooperating with the lower edge of the rib.
As indicated above, the bearing cap is crossed by four channels which coincide with the channels provided in the rib and going to the anchoring elements. The lower surfaces of the bearing cap are provided with shoulders provided at the recesses of said channels and intended to form bearing surfaces for clamping nuts, while the upper surface of the bearing cap has lugs 23 intended, engage in recesses 23 provided in the flange 4 of the rib.
The bearing assembly is provided by four studs which pass through the four channels aligned in the bearing cap and in the rib and which screw into the anchoring elements, as follows: stud 25 in element 19, studs 26 and 27 in element 20 and. the stud 28 in the element 21. Each stud is provided at its lower end with a nut which engages on the bearing cap so as to fix the latter in the desired position.
We will now consider FIG. 4 in which the bearing carried by the rib 10 is shown partially in section along the axis of the anchoring element 19, while the rest of this bearing is shown in elevation. The bearing carried by the rib 11 is shown in section along a vertical axis passing through the crankshaft. It is seen that the bearing cap and the rib are provided with flanges at their edges and a flange surrounding the bushings 14 and 15 and; that the other parts of the rib and the bearing collar are strongly stripped, except in places where channels for studs must be made. The distribution of the metal is such that a maximum resistance is obtained with a minimum of weight both for the rib and for the cap.
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bearing.
The anchoring elements and the channels provided in the rib and in the bearing cap are arranged such that the studs housed in these channels are substantially 'parallel to the cylinders 3 or 4. Thus ,. studs 26 and 28 are parallel to cylinder 4, while studs 25 and 27 are parallel to cylinder 3. As a result, the forces exerted on the bearing cap when the piston is near its top dead center after a reversal of movement corresponding to the start of the driving stroke, are absorbed by the studs in the form of direct traction. It is these forces which, in previous constructions, tended to cause beating or play in the bearing cap, given the direction of application of these forces.
The anchoring elements shown in the drawings are designed so that they can be easily executed and assembled.
Any lateral displacement between the rib and the pak binder cap is effectively prevented by the provision of mantonnets on the latter, by which the latter is locked to the rib.
It will be appreciated that the four nuts of the bearing cap could be removed and that the latter, although loose, would be held in place by the studs alone. This cap can only be removed after unscrewing the studs of the anchoring elements and removing these studs from the rib and the bearing cap.
In previous constructions, the bearing caps were generally rectangular in shape when viewed in elevation. The bolts that were used to secure the bonnet to the bearing were generally arranged-vertically so as to pass through the entire depth of the bonnet. To provide the required bond strength and stability, several bolts were sometimes used on each side of the bearing. Obviously, the. bearing cap has a considerable width to accommodate these bolts. As the maximum effort is exerted little
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after the pistons have left neutral at the start of the explosion stroke, the greatest stresses acting on the bearing block are directed more or less parallel to the engine cylinders.
It will be understood that, in the previous constructions, the bolts, arranged vertically, did not effectively fulfill the desired conditions. In such a state of affairs, the constituent metal of the bearing cap or bolts tended to undergo slight creep under the effect of constant beating, which could produce slack in the attachment of the cap. Such looseness, although slight, resulted in serious dislocation of the bearing surfaces of the bearing, which could not be remedied by retightening the bolts. In addition, the construction of the previous type required a greater quantity of metal, hence a considerable weight.
Notwithstanding the amount of metal that could be removed from the rib, the shape of the rib and its function as a stopper required a bearing cap of relatively large dimensions.
In the construction according to the invention, the bolts or other fixing means are designed so as to absorb the maximum force applied in the form of direct traction, and not to function as stops. It is no longer necessary to use a rectangular bearing cap, with the resulting excess metal. The bearing cap established according to the invention is of a more robust construction and allows a more efficient use of the material employed. The provision of a common anchoring element for studs which extend from the ends of the bearing cap acts in such a way as to tie the whole construction together and to some extent to balance the forces which arise. in different circumstances.
The present invention therefore makes it possible to establish a bearing system for a V-shaped motor, this system being of reduced weight and being designed to offer adequate mechanical resistance in
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virtue. of the new and particular way in which the application of effort takes place ,. and not because of an excessive accumulation of material. In addition, this system is not bulky and does not take up more space than a conventional bearing cap.
CLAIMS.
1) In an engine whose cylinders are grouped in a V, a bearing system comprising: a rib in the crankshaft housing; a bearing cap cooperating with this rib, so as to determine associated bearing surfaces; a series of removable fixing means for securing said cap to said rib, some of these means being arranged in a manner substantially parallel to the axial plane of a group of cylinders of the V-shaped engine, while others are oriented in a manner substantially parallel to the axis of the other group of cylinders of this engine.