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Vilebrequin coulé.
La présente invention a pour objet un vilebrequin coulé comportant un bras médian ayant la forme d'une nervure.
Dans la construction d'un vilebrequin, il faut faire en sorte que les déformations aussi bien de flexion que de torsion deviennent minimum, c'est pourquoi, il faut choisir des profils tels, respectivement une répartition de matière telle,que les moments d'inertie et de résistance respectivement deviennent maximum pour un poids minimum. Toutefois, un vilebrequin possé- dant une masse d'inertie déterminée est sollicité par des for- ces périodiques variables, de sorte que l'oscillation de tor- sion contrainte, ensemble avec la fréquence des oscillations propres et le risque de résonance, détermine en dernier lieu les dimensions des vilebrequins.
Il s'ensuit que les vilebre- quins dimensionnés pour tenir compte des oscillations de torsion et exécutés en une matière forgée de haute qualité sont en réa- lité surdimensionnés du point de vue purement dynamique.
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Par conséquent, en utilisant pour un vilebrequin une ma- tière ayant un amortissement intérieur élevé et en donnant à celle-ci une forme appropriée, on diminue sensiblement la con- trainte due aux oscillations de torsion ee qui permet d'exécu- ter le vilebrequin, qui était surdimensionné à l'origine, en une matière d'une résistance moindre, et souvent encore de ré- duire son poids. la fonte, par exemple, présente par rapport à l'acier non seulement l'avantage d'un amortissement intérieur élevé et d'une sensibilité moindre aux entailles, mais encore une résistance élevée à l'usure tout en possédant une bonne rigidité.
Par rapport à l'acier, la fonte constitue une matière première meilleur matché et la fabrication et l'usinage de vilebrequins coulés sont encore plus simples et meilleur marché que ceux des vilebrequins forgés.
On peut agencer la construction de tout vilebrequin coulé de façon à satisfaire, malgré un prix de revient comparative- ment faible, la condition de rigidité. Il faut choisir la forme des tourillons et des bras, c'est-à-dire de leurs sections, de façon à répartir la contrainte sur toute la section et à utili- ser la matière d'une façon convenable. Etant donné que, pour la fonte, on ne peut pas toujours assurer l'homogénéité de la pièce coulée, il faut éviter une accumulation de matière locale.
Il s'ensuit de ce qui précède, que le procédé de fabrica- tion et l'utilisation de vilebrequins coulés présentent des avantages importants par rapport aux vilebrequins forgés. Le problème essentiel est constitué par la forme du vilebrequin coulé, et, dans le cas d'un vilebrequin plan pour un moteur standard, notamment par la forme du bras médian.
L'invention vise précisément ce problème et réside dans le fait d'agencer le bras médian du vilebrequin de telle façon que les tourillons ne soient pas reliés par la voie la plus courte, mais suivant la voie la plus longue, pour que les li- gnes de force de la tension transmise soient réparties convena-
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blement de façon à ne pas pouvoir se concentrer nulle part de manière à former une contrainte en pointe. la forme du bras com- portant des évidements et des nervures permet de disposer la matière aussi loin que possible des axes neutres et aux endroits où elle a l'efficacité maximum du point de vue résistance, tout en évitant une accumulation de matière locale qui ne permet pas de contrôler la qualité de la pièce coulée.
les figures 1 à 7 représentent deux modes de réalisation du bras médian suivant l'invention. le bras, qui relie les deux tourillons 1, 2 présente dans le plan de déportement la forme extérieure d'un rhomboïde dont les angles obtus sont arrondis.
Il comporte quatre évidements venus de fonderie dont deux ayant en principe une forme conique 3 et 4, se trouvent dans les axes des tourillons qui sont accollés extérieurement à ceux-ci, tandis que les deux autres évidements, sont disposés latéralement et possèdent un axe commun perpendiculaire au plan de déporte- ment vers lequel ils convergent de façon à former les nervures 5,6 et 5', 6'.
Les deux modes de réalisation mentionnés se distinguent l'un de l'autre uniquement par le fait que, dans le premier mode de réalisation suivant fig. 1 à 4, les évidements latéraux ayant axe commun sont séparés l'un de l'autre par l'entretoise- ment 7 se trouvant dans le plan de déportement du vilebrequin, tandis que, dans le deuxième mode de réalisation, ces deux évi- dements sont reliés directement par une ouverture circulaire 8 située dans le plan de déportement. le vilebrequin coulé comportant un bras médian suivant l'invention possède une résistance à la flexion et à la torsion accrue grâce à la disposition de lamatière aux parties les plus portantes du bras.
Etant donné que la matière est bien utilisée, le poids du vilebrequin entier est plus petit pour la m'orne contrainte ou inversement pour le même poids, la con- trainte du vilebrequin est plus faible. Les évidements augmen-
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tent en outre la surface du bras de sorte que le refroidissement des tourillons par l'évacuation dans l'air ambiant de la chaleur produite par le frottement est plus efficace.
Toutefois, l'avan- tage le plus important du vilebrequin coulé suivant l'invention réside dans la résistance à la fatigue de la matière accrue, étant donné que les profils portants sont mieux équilibrés le long de tout le vilebrequin et que leurs parties individuelles se raccordent les unes aux autres d'une façon continue de ma- nière à éviter une accumulation de matière locale ou un affai- blissement subit de la section, tels qu'on les trouve par exem- ple dans un vilebrequin forgé entre le tourillon assez faible et éventuellement alésé et le bras médian massif. -Le bras com- portant les évidements et les nervures est également avantageux du point de vue de la fabrication, étant donné qu'on peut pré- voir un plan de séparation passant par le plan de déportement du vilebrequin.
R E S U M E.
L'invention cencerne un vilebrequin coulé qui est caracté- risé en ce que le bras, qui relie les deux tourillons présente dans le plan de déportement le contour extérieur d'un rhomboïde dont les angles obtus sont arrondis, ce bras comportant quatre évidements venus de fonderie dont deux, ayant en principe une forme conique, se trouvent dans les axes des tourillons qui sont accollés extérieurement à ceux-ci, tandis que les deux autres évidements sont disposés latéralement et possèdent un axe commun perpendiculaire au plan de déportement, vers lequel ils convergent de façon à former des nervures.
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Cast crankshaft.
The present invention relates to a cast crankshaft comprising a medial arm having the shape of a rib.
In the construction of a crankshaft, it is necessary to ensure that the deformations as well of bending as of torsion become minimum, this is why, it is necessary to choose profiles such, respectively a distribution of material such, as the moments of inertia and resistance respectively become maximum for minimum weight. However, a crankshaft having a determined mass of inertia is stressed by varying periodic forces, so that the constrained torsional oscillation, together with the frequency of natural oscillations and the risk of resonance, determines in last place the dimensions of the crankshafts.
As a result, crankshafts sized to take account of torsional oscillations and made of high quality forged material are in reality purely dynamic oversized.
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Therefore, by using for a crankshaft a material having a high internal damping and giving it a suitable shape, the stress due to torsional oscillations ee which enables the crankshaft to be performed is appreciably reduced. , which was originally oversized, made of a material of less resistance, and often still to reduce its weight. cast iron, for example, has over steel not only the advantage of high internal damping and less sensitivity to notches, but also high resistance to wear while having good rigidity.
Compared to steel, cast iron is a better machined raw material and the manufacture and machining of cast crankshafts is even simpler and cheaper than that of forged crankshafts.
The construction of any cast crankshaft can be arranged so as to satisfy, despite a comparatively low cost price, the condition of rigidity. It is necessary to choose the shape of the journals and the arms, that is to say of their sections, so as to distribute the stress over the entire section and to use the material in a suitable manner. Since, for cast iron, it is not always possible to ensure the homogeneity of the casting, an accumulation of local material must be avoided.
It follows from the above that the manufacturing process and use of cast crankshafts have significant advantages over forged crankshafts. The essential problem is constituted by the shape of the cast crankshaft, and, in the case of a flat crankshaft for a standard engine, in particular by the shape of the middle arm.
The invention is aimed precisely at this problem and lies in the fact of arranging the medial arm of the crankshaft in such a way that the journals are not connected by the shortest path, but along the longest path, so that the links are force of the transmitted tension are distributed appropriately
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so as not to be able to concentrate anywhere so as to form a peak stress. the shape of the arm comprising recesses and ribs allows the material to be placed as far as possible from the neutral axes and in the places where it has the maximum effectiveness from the point of view of resistance, while avoiding an accumulation of local material which does not not allow to control the quality of the casting.
FIGS. 1 to 7 represent two embodiments of the median arm according to the invention. the arm, which connects the two journals 1, 2 has in the offset plane the external shape of a rhomboid whose obtuse angles are rounded.
It has four foundry recesses, two of which in principle have a conical shape 3 and 4, are located in the axes of the journals which are attached to the outside thereof, while the other two recesses, are arranged laterally and have a common axis perpendicular to the plane of displacement towards which they converge so as to form the ribs 5,6 and 5 ', 6'.
The two embodiments mentioned differ from one another only in that, in the first embodiment according to FIG. 1 to 4, the lateral recesses having a common axis are separated from each other by the spacer 7 located in the displacement plane of the crankshaft, while, in the second embodiment, these two recesses dements are connected directly by a circular opening 8 located in the offset plane. the cast crankshaft comprising a medial arm according to the invention has an increased resistance to bending and to torsion thanks to the arrangement of the material at the most bearing parts of the arm.
Since the material is used well, the weight of the whole crankshaft is smaller for the stress or vice versa for the same weight, the stress of the crankshaft is lower. The recesses increased
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In addition, the surface of the arm is made so that the cooling of the journals by the discharge into the ambient air of the heat produced by the friction is more efficient.
The most important advantage of the cast crankshaft according to the invention, however, is the increased fatigue resistance of the material, since the load-bearing profiles are better balanced along the entire crankshaft and their individual parts interlock. connect to each other in a continuous fashion so as to avoid an accumulation of local material or a sudden weakening of the section, such as one finds them for example in a crankshaft forged between the rather weak journal and possibly reamed and massive middle arm. The arm comprising the recesses and the ribs is also advantageous from a manufacturing point of view, since a separation plane can be provided passing through the displacement plane of the crankshaft.
ABSTRACT.
The invention encircles a cast crankshaft which is characterized in that the arm which connects the two journals has in the offset plane the outer contour of a rhomboid whose obtuse angles are rounded, this arm comprising four recesses coming from foundry, two of which, having in principle a conical shape, are located in the axes of the journals which are attached to the outside thereof, while the other two recesses are arranged laterally and have a common axis perpendicular to the offset plane, towards which they converge to form ribs.