BE898235A - Bielle. - Google Patents
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Abstract
Unité de bielle pour relier un piston à un vilebrequin, comprenant un corps de bielle présentant un premier trou taraudé 22, un chapeau de tete de bielle 15 présentant un deuxième trou taraudé 23 et un boulon 18 présentant des filets males 24, dont un premier segment entre en prise avec les filets du premier trou et un second segment avec les filets du deuxième trou, un des trous filetés ou un des segments des filets males présentant des filets tronqués 23.
Description
<Desc/Clms Page number 1> MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION formée par BRUNSWICK CORPORATION pour : "Bielle" <Desc/Clms Page number 2> "Bielle" La présente invention est relative à des bielles à utiliser dans des moteurs à combustion interne et en particulier à la fixation d'un chapeau de tête de bielle à la bielle. Un alignement approprié de la bielle et du chapeau de tête de bielle est essentiel parce qu'il détermine l'alignement de deux surfaces portantes internes de l'extrémité du côté vilebrequin de la bielle. Cet alignement est critique, en particulier lorsque des coussinets à rouleaux sont utilisés entre les surfaces portantes internes et le vilebrequin, car tout mésalignement a pour effet un gradin entre les surfaces portantes qui doivent être traversées par les coussinets à rouleaux. L'alignement est même plus crucial lorsqu'il est utilisé dans un moteur à deux temps à compression du carter qui compte sur un mélange d'air-huile minérale combustible pour lubrifier les coussinets. Une bielle et un chapeau formés à partir d'un flan solidaire qui est fendu pour former la tige et le chapeau et créer des surfaces qui coïncident-de manière précise sont décrits dans le brevet aux Etats-Unis d'Amérique 3.944. 054. Bien que généralement satisfaisantes, les surfaces coopérantes peuvent être serrées l'une sur l'autre tout en étant légèrement mésalignées, <Desc/Clms Page number 3> ce qui abîme la bielle et le chapeau. Un autre ensemble de bielle et de chapeau est décrit dans la demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique n 187. 110 déposée le 15 septembre 1980. Cet ensemble utilise un boulon pour fixer le chapeau ou corps de SeRe, le boulon présentant une section moletée qui entre en prise à la fois avec corps et le chapeau en vue d'un alignement. Suivant l'invention, une unité de bielle est prévue pour relier un piston à un vilebrequin. L'unité comprend un corps de bielle réuni à un chapeau de tête de bielle par un boulon pour former une surface portante circulaire. Un premier trou dans le corps présente des filets femelles et un deuxième trou dans le chapeau est aligné avec le premier trou et présente également des filets femelles. Le boulon présente des filets mâles avec un premier segment qui s'engage dans les filets du premier trou et un deuxième segment qui s'engage dans les filets du deuxième trou. Un des trous taraudés ou un des segments de boulon présente des filets tronqués pour réduire la profondeur d'engagement entre les filets mâles et femelles correspondants. Les filets qui entrent en prise avec les filets tronqués sont déformés lorsque le boulon est serré, ce qui procure ainsi à la fois une action de centrage pour assurer un alignement des trous et une action de blocage pour résister au détachement du boulon. De préférence, les filets femelles de l'un des trous sont tronqués pour procurer l'action d'alignement et de blocage, puisque cela déforme les filets du boulon, en réduisant la possibilité d'endommagement de parties <Desc/Clms Page number 4> plus coûteuses, c'est-à-dire du corps de bielle et du. chapeau. L'invention est particulièrement appropriée pour être utilisée avec un corps de bielle et un chapeau formés par fendage du corps et du chapeau à partir d'un flan unique de bielle. L'unité de bielle résultante procure un corps et un chapeau étroitement alignés avec une surface portante interne appropriée pour être utilisée avec des coussinets à rouleaux. L'invention procure donc une unité de bielle à auto-alignement qui peut être fabriquée à un faible coût ou sans coût supplémentaire et qui peut être assemblée de manière logique et précise sans l'utilisa- tion i calibres. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en perspective d'un piston et d'une bielle suivant l'invention. La figure 2 représente une vue à l'échelle agrandie, partiellement en coupe, de l'extrémité du cô- té vilebrequin de la bielle illustrée sur la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe, à l'échelle encore agrandie, qui illustre des détails du boulon de la bielle et des filets qui coopèrent. L'unité de bielle 10 représentée sur les figures est destinée à relier un piston 11 au vilebrequin d'un moteur à deux temps, non illustré. L'unité de bielle 10 comprend un corps 12 présentant un coussinet ou une bague formé à son extrémité du côté piston. Un axe de piston 13 s'étend à travers le piston 11 et le coussinet <Desc/Clms Page number 5> pour relier le corps de bielle 12 au piston 11 tout en lui permettant de pivoter. Une partie en forme d'étrier 14 est façonnée à l'extrémité du côté vilebrequin du corps de bielle 12. Un chapeau de tête de bielle 15 présente deux pattes 16 alignées avec les deux pattes 17 de l'étrier 14 et il est attaché au corps de bielle 12 par des boulons 18 qui s'engagent dans les trous taraudés 19 du corps de bielle 12 et du chapeau 15. Des coussinets à rouleaux ou à aiguilles 20 sont prévus pour passer sur la surface portante circulaire 21 formée par le corps de bielle 12 et le chapeau 15 et sur la surface externe du tourillon, non représenté. Les filets dans le corps de bielle 12 et le chapeau 15 sont prévus pour maintenir le chapeau 15 sur le corps de bielle 12 et pour prévoir un alignement précis du chapeau 15 avec le corps de bielle 12. Pour réaliser cet objectif, des filets femelles 22 à profondeur totale sont prévus dans les trous des pattes 17 du corps de bielle et des filets femelles tronqués 23 sont prévus dans les trous des pattes 16 du chapeau de tête de bielle. Les filets tronqués 23 dans le chapeau 15 ont le même grand diamètre que ceux du corps de bielle et ils sont formés d'une manière continue avec les filets du corps de bielle. Le petit diamètre des filets tronqués 23 est cependant beaucoup plus grand que celui des filets du corps de Selle 12, ce qui procure donc des filets tronqués très peu profonds dans le chapeau 15. Les boulons 18 sont prévus avec des filets mâles 24 pour s'engager dans les filets femelles à la fois du corps de bielle 12 et du chapeau 15. Etant donné que les filets tronqués 23 dans le chapeau 15 sont formés <Desc/Clms Page number 6> de manière continue avec ceux du corps de bielle 12, le chapeau 15 doit être aligné étroitement avec le corps de bielle 12 avant que les boulons 18 ne puissent entrer en prise avec les trous taraudés du corps de bielle 12. Donc le corps de bielle 12 et le chapeau 15 peuvent être assemblés sans l'utilisation de calibres ou de pinces pour maintenir le corps de bielle 12 et le chapeau 15 en alignement pendant l'assemblage. De préférence, les filets males 24 sur le boulon 18 s'engagent dans les filets tronqués 23 du chapeau 15 sur une longueur d'environ 3/4 d'un diamètre de boulon après que le corps de bielle 12 et le chapeau 15 sont assemblés. Bien que le boulon 18 soit illustré comme ayant sa partie supérieure exempte de filets, un effet semblable pourrait être obtenu en supprimant les filets dans le trou de chapeau. Lorsque les boulons 18 sont serrés pour pincer le corps de bielle 12 et le chapeau 15 ensemble, la partie du boulon à l'intérieur du trou de chapeau est allongée, ce qui a pour effet que les filets tronqués 23 du trou de chapeau déforment les filets engagés correspondants du boulon 18. Comme les filets ont une section généralement triangulaire, l'élongation du boulon et la déformation du filet sont considérées comme procurant une force importante qui centre le boulon dans le trou pour aligner de manière précise les trous du corps de bielle et du chapeau, en alignant ainsi le corps de bielle 12 et le chapeau 15. La déformation des filets agit en outre de façon à procurer une force de blocage qui résiste à l'enlèvement du boulon 18. Les boulons 18 sont de préférence façonnés à partir d'une matière légèrement plus douce que le corps <Desc/Clms Page number 7> de bielle 12 et le chapeau 15, ce qui empêche un endommagement des filets du corps de bielle 12 et du chapeau 15. Donc le corps de bielle 12 et le chapeau 15 peuvent être désassemblés et réassemblés, en utilisant de nouveaux boulons si nécessaire, et ils conservent encore l'alignement précis prévu par l'interaction entre les filets. Naturellement, l'engagement entre les filets tronqués et les filets du boulon doit être suffisamment petit pour empêcher une réduction significative de la force de serrage fournie par le boulon. Le corps de bielle 12 et le chapeau 15 sont formés à partir d'un flan de bielle forgé, unique, par fendage du flan. Avant le processus de fendage, le flan de bielle est usiné grossièrement. Les trous pour les boulons sont tout d'abord forés par une mèche à gradin pour former un premier trou à travers le corps de bielle et un deuxième trou concentrique de diamètre plus grand à travers le chapeau et légèrement dans la partie de corps du flan'. Des filets sont alors. façon- nés dans les trous en utilisant un taraud. Les trous forés sont dimensionnés pour produire des filets à profondeur totale dans le premier trou tout en produisant des filets tronqués très peu profonds dans le second trou. Les filets tronqués doivent être suffisamment profonds pour entrer en prise avec les filets du boulon pour disposer de manière précise le boulon, mais ils ne peuvent pas être suffisamment profonds pour réduire sensiblement la force de serrage fournie par le boulon. A la suite de l'usinage, le corps de bielle et le chapeau sont cémentés, traités à chaud et ensuite séparés. Le corps de bielle et le chapeau sont séparés <Desc/Clms Page number 8> par un mandrin extensible, inséré dans le trou de palier du côté vilebrequin. Lorsque le mandrin est étendu, le flan de la bielle se fracture le long d'un plan de séparation défini par les rainures façonnées de part et d'autre du flan.. Les surfaces coïncidentes ainsi formées sur le corps de bielle et le chapeau aident à maintenir le corps de bielle et le chapeau en alignement. Après que le chapeau et le corps de bielle ont été fendus, ils sont réassemblés par les boulons serrés selon les normes de leur modèle. La surface portante circulaire formée par le corps de bielle et le chapeau et le trou de l'axe de piston sont alors rodés à leur configuration définitive. Ensuite, le chapeau est enlevé, nettoyé et remis en place sur le vilebrequin, avec les coussinets à rouleaux en place. Dans un essai de l'invention, six bielles sont fabriquées suivant la présente invention. En partant de flans de bielle forgés, destinés à être utilisés dans un moteur extérieur Mercury de modèle 1982 de 112 ou 149 kW, les corps de bielle sont-tout d'abord grossièrement usinés. Ensuite, les trous pour les boulons sont forés en utilisant une mèche à gradin présentant un grand diamètre de 7,62/7, 67 mm et un petit diamètre de 6,86/6, 99 mm. Les trous de boulon sont ensuite taraudés en utilisant un taraud de 5/16-24 UNF (unified fine thread). Après que les flans de bielle ont été usinés, ils sont cémentés et traités à chaud. Ensuite les chapeaux sont séparés des corps de bielle par fendage, comme décrit précédemment. Après le fendage, le corps de biel- <Desc/Clms Page number 9> le et le chapeau sont réassemblés en utilisant des boulons présentant une longueur de 25,4 mm et des filets de 5/16-24 UNF, classe 3. Les filets sont enlevés sur les 7,62 mm supérieurs, adjacents à la tête de boulon, en laissant donc environ 5,08 mm de filet pour entrer en prise avec les filets tronqués du chapeau. Les boulons sont alors serrés à 41 Nm et l'alésage du côté vilebrequin est rodé. Le corps de bielle et le chapeau sont ensuite détachés, nettoyés et réassemblés. Aucun ca. libre ou autre guide n'est utilisé dans le réassemblage. Mais au contraire on peut s'appuyer sur l'alignement fourni par les filets. Les boulons sont alors serrés aztec une clé dynamométrique à 41 Nm. En suivant ce processus, le caractère circulaire des alésages de vilebrequin des six bielles est mesuré par un dispositif de mesure de rondeur Bendix Indyron. Le dispositif de mesure a une sensibilité inférieure à 1, 27 et il ne montre aucune déviation de rondeur aux joints du chapeau et du corps de bielle sur aucune des six bielles d'essai. De plus, les joints n'ont pas pu être détectés par grattage à l'ongle ou au crayon à la mine de plomb. En comparaison, une unité de production de corps de bielle et de chapeaux fendus pour des moteurs Mercury de 149 kW demande que le mésalignement du corps de bielle et du chapeau soit inférieur à 3,81 p et il est normalement d'environ 2, 54 p. Le joint normal peut aisément être détecté par grattage en travers du joint. L'invention procure donc une amélioration notable dans l'alignement du corps de bielle et du chapeau et on peut en attendre une amélioration substantielle de la vie du coussinet ainsi qu'une réduction importante <Desc/Clms Page number 10> des coûts de production. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
Claims (1)
- REVENDICATIONS 1. Unité de bielle pour relier un piston à un vilebrequin, caractérisée en ce qu'elle comprend : A) un corps de bielle présentant un premier trou fileté, ce premier trou présentant des filets femelles, B) un chapeau de tête de bielle présentant un deuxième trou fileté, aligné avec le premier trou fileté, ce deuxième trou présentant des filets femelles, le corps de bielle et le chapeau étant réunis pour former une surface portante circulaire, et EMI11.1 C) un boulon présentant des filets mâles, un premier segment de ces filets mâles entrant en prise avec les filets femelles du premier trou fileté et un second segment de ces filets mâles entrant en prise avec les fi- lets femelles du deuxième trou fileté,un des trous filetés ou un des segments des filets mâles présentant des filets tronqués pour réduire la profondeur d'engagement des filets correspondants avec les filets tronqués et pour agir avec les filets correspondants en vue de déformer les filets d'engagement lorsque le boulon est serré, en procurant ainsi une action de centrage pour assurer l'alignement du premier trou avec le deuxième trou et une action de blocage pour résister au détachement du boulon.2. Unité de bielle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le boulon comprend une tête, cette tête entrant en prise avec une surface de celui du corps de bielle ou du chapeau qui présente les filets tronqués susdits ou qui entre en prise avec ceux-ci.30 Unité de bielle suivant la revendication 1, <Desc/Clms Page number 12> caractérisée en ce que tous les filets à visser susdits ont une section transversale d'une manière générale triangulaire.4. Unité de bielle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps de bielle et le chapeau présentent des surfaces coïncidentes façonnées par fendage du corps de bielle et du chapeau à partir d'un flan (de bielle unique.5. Unité de bielle suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle est du type utilisé dans un moteur présentant des coussinets à rouleaux entre la bielle et le vilebrequin et en ce que la surface portante circulaire supporte ces coussinets à rouleaux.6. Unité de bielle pour relier un piston à un vilebrequin, caractérisée en ce qu'elle comprend : A) un corps de bielle présentant un premier trou fileté, ce premier trou présentant des filets femelles ayant un grand diamètre et un petit diamètre, B) un chapeau de tête de bielle présentant un deuxième trou fileté, ce deuxième trou présentant des filets femelles ayant un grand diamètre égal au grand diamètre du premier trou fileté et un petit diamètre, le petit diamètre de l'un des trous filetés étant plus grand que celui de l'autre trou, le corps de bielle et le chapeau formant une surface portante circulaire, et C) un boulon présentant des filets males qui entrent en prise avec les filets femelles des deux trous susdits, les filets de l'un des trous susdits étant suffisamment peu profond pour déformer les filets d'engagement correspondant du boulon,lorsque le boulon est serré, <Desc/Clms Page number 13> ces filets déformés du boulon procurant une action de centrage pour assurer un alignement du premier trou et du deuxième trou et pour procurer une action de blocage en vue de résister au détachement du boulon.7. Unité de bielle suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le boulon comprend une tête, cette tête entrant en prise avec une surface de celui du corps de bielle ou du chapeau qui présente le trou fileté ayant le plus grand petit diamètre.8. Unité de bielle suivant la revendication 6, caractérisée en ce que tous les filets ont une section transversale d'une manière générale triangulaire.9. Unité de bielle suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le corps de EMI13.1 bielle et le chapeau présentent des surfaces coïncidetes, façonnEs par fendage du corps de bielle et du cha- peau à partir d'un flan de bielle unique.10. Unité de bielle suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'elle est du type utilisé dans un moteur comprenant des coussinets à rouleaux entre la bielle et le vilebrequin et en ce que la surface portante circulaire supporte ces coussinets à rouleaux.11. Bielle, telle que décrite ci-dessus et/ou telle qu'illustrée sur les dessins annexés.
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