NO138965B

NO138965B - MACHINE ELEMENTS INCLUDING AT LEAST TWO COMPOSITIONED PARTS WHICH DEFINITE A DRILL FOR REVIEWING A SHAFT EXPOSED TO TRANSVERSAL FORCES

Info

Publication number: NO138965B
Application number: NO753077A
Authority: NO
Inventors: Jean Louis Magnet
Original assignee: Semt
Priority date: 1974-09-23
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1978-09-04
Also published as: JPS5142851A; FI58966C; GB1512791A; FR2285540A1; DE2539334A1; NL7511140A; DE2539334C3; CS203109B2; DD121164A5; NO753077L; FI58966B; SE403181B; YU201975A; CH591639A5; NO138965C; BE832709A; BR7505560A; DE2539334B2; PL110736B1; SU648137A3

Description

Foreliggende oppfinnelse tar særlig sikte på en for-bedring av maskinelementer som er dannet av minst to sammensatte deler som avgrenser en boring for gjennomgang av en aksel utsatt for tverrgående krefter, særlig et veivstanglegeme og et deksel for veivstanghodet. Oppfinnelsen angår for dette formål spesielt boringer i et veivstanghode avgrenset ved sammensetning av et veivstanglegeme med et eller flere deksler for veivstanghodet. Mer spesielt har denne fordel til formål å eliminere det slitasjefenomen som er kjent under betegnelsen "gnaging" (fretting) som etter en viss tids bruk konstateres nær overflatene i skjøten mellom sammensatte stykker. The present invention is particularly aimed at an improvement of machine elements which are formed from at least two composite parts which delimit a bore for the passage of an axle exposed to transverse forces, in particular a crankshaft body and a cover for the crankshaft head. For this purpose, the invention relates in particular to bores in a crank-rod head defined by the composition of a crank-rod body with one or more covers for the crank-rod head. More particularly, this advantage has the purpose of eliminating the wear phenomenon known under the term "chattering" (fretting) which, after a certain period of use, is observed near the surfaces in the joint between assembled pieces.

Som et rent eksempel omfatter en velkjent type av en veivstang, som skal anvendes som grunnlag for det etterfølg-ende eksempel til illustrasjon av oppfinnelsens prinsipp, to vesentlige deler som er satt sammen og danner et midtre langs-gående skilleplan i forhold til boringen i veivstanghodet for montering og demontering av veivakselen. Veivstangen er således dannet av selve veivstanglegemet som omfatter en halvpart av nevnte boring, og av et deksel eller en hette for veivstanghodet, satt sammen ved hjelp av bolter eller skruer med selve veivstanglegemet, og som omfatter den annen halvpart av nevnte boring. I betraktning av de betydelige krefter som virker på veivstangen når motoren er i funksjon, er det vanlig-vis tre alvorlige problemer forbundet med sammensetningen av de to hoveddeler, hvilke problemer hittil har vært løst ved å anvende meget høye pressetrykk for sammensetningen og med en spesiell utforming av skjøtens overflater for de to stykker, hvilke ofte har furer, tenner eller riller som innbyrdes sam-virker for å oppta skjærkreftene og overføre bøyemomentene påtrykt på veivstangen. Disse spor eller riller tillater med andre ord å eliminere enhver fare for relativ glidning av de to nevnte stykker i skjøtens plan. Tilstedeværelsen av disse tenner er særlig begrunnet når skjøtens plan ikke er loddrett på veivstangens lengdeakse. As a pure example, a well-known type of a crankshaft, which is to be used as a basis for the following example to illustrate the principle of the invention, comprises two essential parts which are assembled and form a central longitudinal dividing plane in relation to the bore in the crankshaft head for mounting and dismounting the crankshaft. The crankshaft is thus formed by the crankshaft body itself, which comprises half of said bore, and by a cover or a cap for the crankshaft head, assembled by means of bolts or screws with the crankshaft body itself, and which comprises the other half of said bore. Considering the significant forces acting on the crankshaft when the engine is in operation, there are usually three serious problems associated with the composition of the two main parts, which problems have so far been solved by applying very high pressing pressures to the composition and with a special design of the surfaces of the joint for the two pieces, which often have furrows, teeth or grooves that work together to absorb the shear forces and transfer the bending moments applied to the crankshaft. In other words, these grooves or grooves allow to eliminate any danger of relative sliding of the two mentioned pieces in the plane of the joint. The presence of these teeth is particularly justified when the plane of the joint is not perpendicular to the longitudinal axis of the crankshaft.

Imidlertid har målinger vist at kontakttrykket ikke opptrer regelmessig i det øyeblikk sammensetningen finner sted over hele skjøtens overflate. Dette trykk viser seg i virkeligheten å være merkbart svekket ved de radiale ender av skjøten eller nærmere bestemt i nærheten av kantene av overflatene under sammensetning av de ytterste deler av veivstanglegemet og dekselet for veivstanghodet. Denne dårlige fordeling av sam-mensetningstrykket under sammenpressing av de to stykker skriver seg fra en slitasje ved friksjon (som skyldes vibrasjoner av enhver art) i de ytre soner av de nevnte sammensatte endedeler, kjent under betegnelsen "fretting". Denne slitasje er meget uheldig, fordi den også reduserer det periferiske kontakt-trykk, hvilket fremskynder prosessen med "fretting" og så videre. However, measurements have shown that the contact pressure does not occur regularly at the moment the composition takes place over the entire surface of the joint. This pressure is actually found to be noticeably weakened at the radial ends of the joint or more specifically near the edges of the surfaces under assembly of the outermost parts of the crank body and the crank head cover. This poor distribution of the assembly pressure during compression of the two pieces results from a wear by friction (which is caused by vibrations of any kind) in the outer zones of the said assembled end parts, known under the term "fretting". This wear is very unfortunate, because it also reduces the peripheral contact pressure, which accelerates the process of "fretting" and so on.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å The purpose of the present invention is thus to

øke kontakttrykket for sammensetningen ved omkretsendene av skjøtens overflater for de nevnte endedeler. increasing the contact pressure of the composition at the circumferential ends of the joint surfaces for said end parts.

For dette formål har oppfinnelsen hovedsakelig til oppgave å skaffe en anordning som vil øke kontakttrykket ved de radiale ender av i det minste en halvskjøt med kontakt mellom to sammensatte stykker som avgrenser minst en del av en boring for gjennomgang av en aksel utsatt for transversale krefter, og oppfinnelsen utmerker seg ved at minst en av de nevnte deler omfatter i minst et av sine ytterpartier minst en boring med oval form, rund.form eller elliptisk form, forarbeidet i nærheten av den midtre sone av overflaten av den tilsvarende skjøt og fortrinnsvis i en retning hovedsakelig parallell med denne. For this purpose, the invention mainly has the task of providing a device that will increase the contact pressure at the radial ends of at least one half-joint with contact between two composite pieces that delimit at least part of a bore for the passage of an axle exposed to transverse forces, and the invention is distinguished by the fact that at least one of the mentioned parts includes in at least one of its outer parts at least one bore of oval shape, round shape or elliptical shape, prepared near the middle zone of the surface of the corresponding joint and preferably in a direction mainly parallel to this.

Oppfinnelsen vil bedre forstås og ytterligere formål, detaljer og fordeler ved denne vil fremgå klarere fra følgende beskrivelse under henvisning til tegningene som gir rene eksempler uten noen begrensning, og hvor fig. 1 er et delvis riss i snitt av et veivstanglegeme og et deksel for veivstanghodet i sammensatt stilling, idet en første utførelse til forbedringen ifølge oppfinnelsen er anvendt på en endedel av veivstanglegemet, fig. 2 er et snitt av et deksel for veivstanghodet forsynt med samme utførelse av forbedringen ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 er et snitt etter linjen III-III på fig. 2. The invention will be better understood and further purposes, details and advantages thereof will appear more clearly from the following description with reference to the drawings which give pure examples without any limitation, and where fig. 1 is a partial view in section of a crank rod body and a cover for the crank rod head in assembled position, a first embodiment of the improvement according to the invention being applied to an end part of the crank rod body, fig. 2 is a section of a cover for the connecting rod head provided with the same embodiment of the improvement according to the invention, and fig. 3 is a section along the line III-III in fig. 2.

Med særlig henvisning til fig. 1 til 3 skal først beskrives den første utførelse av forbedringen som danner gjen-standen for foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 viser endedelen av et veivstanglegeme 11 i stilling sammensatt med dekslet 12 for det tilsvarende veivstanghode. Veivstanglegemet 11 danner mellom sine to endedeler 13 og 14 en halvpart 15 av boringen 16 i veivstanghodet, mens dekselet 12 for veivstanghodet mellom sine tilsvarende endedeler danner den annen halvpart midten av nevnte boring. Boringer 20, 21 i legemet 11 og 22, 23 i delen 12 er anordnet for å tillate gjennomgang av ikke viste mon-teringsbolter. Skjøteflåtene 13 a - 14 a og 17 a - 18 a på de respektive endedeler 13, 14 og 17, 18 nevnt ovenfor omfatter innbyrdes samvirkende riller 24 for å absorbere de skjærende krefter som virker på veivstangen under drift. With particular reference to fig. 1 to 3, the first embodiment of the improvement which forms the object of the present invention will first be described. Fig. 1 shows the end part of a crankshaft body 11 in position assembled with the cover 12 for the corresponding crankshaft head. The connecting rod body 11 forms between its two end parts 13 and 14 a half part 15 of the bore 16 in the connecting rod head, while the cover 12 for the connecting rod head between its corresponding end parts forms the other half of the center of said bore. Bores 20, 21 in the body 11 and 22, 23 in the part 12 are arranged to allow passage of mounting bolts not shown. The connecting rafts 13 a - 14 a and 17 a - 18 a on the respective end parts 13, 14 and 17, 18 mentioned above comprise mutually interacting grooves 24 to absorb the shearing forces acting on the crankshaft during operation.

Forbedringen ifølge oppfinnelsen muliggjør en mer homogen fordeling av pressetrykket som hovedsakelig består i tilstedeværelsen av en enkel boring 25 anordnet i endedelen 13 i nærheten av dennes skjøteflate 13 Sl og hovedsakelig prallell med lengdeaksen 10 for boringen 16 i veivstanghodet. Denne boring kan ha form som er rund, oval eller som en ellipse, idet dens hovedvirkning er å danne en sone med mindre stivhet i det sentrale parti av den tilsvarende skjøteflate, slik at pressetrykket gjøres jevnt over hele denne flate. The improvement according to the invention enables a more homogeneous distribution of the press pressure which mainly consists in the presence of a single bore 25 arranged in the end part 13 near its joint surface 13 Sl and mainly parallel to the longitudinal axis 10 of the bore 16 in the connecting rod head. This bore can have a shape that is round, oval or like an ellipse, as its main effect is to form a zone of less stiffness in the central part of the corresponding joint surface, so that the pressing pressure is made uniform over the whole of this surface.

Fig. 2 og 3 viser et deksel for et veivstanghode av samme type som det vist på fig. 1. De tilsvarende partier er merket med de samme henvisningstall. Den eneste forskjell består i det faktum at svekningsboringen 25 cler denne gang anordnet i dekselet 12 i nærheten av skjøteflaten 17 apå delen 17. ' Det skal i denne forbindelse bemerkes at de to varianter av samme utførelse av foreliggende oppfinnelse vist på fig. 1 til 3, på ingen måte er begrensende, og at alle kombinasjoner kan tenkes av antallet boringer anordnet, i forskjellige mulige former av disse, og deres relative innbyrdes posisjon på de forskjellige endedeler 13, 14, 17 og 18. Fig. 2 and 3 show a cover for a connecting rod head of the same type as that shown in fig. 1. The corresponding lots are marked with the same reference numbers. The only difference consists in the fact that the weakening bore 25 cler is this time arranged in the cover 12 in the vicinity of the joint surface 17 on the part 17. It should be noted in this connection that the two variants of the same embodiment of the present invention shown in fig. 1 to 3, are in no way limiting, and that all combinations can be imagined by the number of bores arranged, in different possible forms thereof, and their relative mutual position on the different end parts 13, 14, 17 and 18.

De forskjellige vinkler som er beskrevet, kan frem-bringes på forskjellige.måter. Det er imidlertid fordelaktig å kunne maskinbearbeide samtidig og i samme plan skjøteflåtene for de ytre deler av hvert angjeldende stykke, dvs. på samme måte som for en veivstanghoveddel eller et deksel for et vanlig veivstanghode. Av denne grunn kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatte en fase med elastisk forspenning av angjeldende del før maskinbearbeidningen av de nevnte skjøte-flater. Forspenningen, som bibeholdes under hele maskinbearbeidningen, er slik orientert for å danne en elastisk defor-mering, slik at frigivningen av forspenningskraften etter maskinbearbeidningen av begge skjøteflåtene i samme plan, vil. føre til den eller de ønskede vinkler. The different angles described can be produced in different ways. However, it is advantageous to be able to machine simultaneously and in the same plane the connecting rafts for the outer parts of each relevant piece, i.e. in the same way as for a crankshaft main part or a cover for a normal crankshaft head. For this reason, the method according to the invention can include a phase with elastic prestressing of the part in question before the machining of the said joint surfaces. The preload, which is maintained throughout the machining, is oriented in this way to form an elastic deformation, so that the release of the preload force after the machining of both joint rafts in the same plane. lead to the desired angle(s).

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til de be-skrevne utførelser. Det foreligger i virkeligheten andre typer veivstenger, for hvilke de samme forbedringer ifølge oppfinnelsen kan benyttes, såsom f.eks. veivstenger som omfatter to på siden anordnede deksler satt sammen med veivstanghoveddelen. Rent generelt kan oppfinnelsen anvendes for alle maskinelementer, hvor fenomenene med "fretting" kan være skadelige. The invention is of course not limited to the described embodiments. There are in fact other types of connecting rods, for which the same improvements according to the invention can be used, such as e.g. connecting rods comprising two side-mounted covers assembled with the connecting rod main body. In general, the invention can be used for all machine elements, where the phenomena of "frittering" can be harmful.

Claims

Machine element comprising at least two composite parts which delimit a bore for the passage of an axle exposed to transverse forces, in particular a connecting rod body and a cover for the connecting rod head, characterized in that at least one of the said parts (11, 12) includes in at least one of its outer parts (13) at least one bore (25) of oval shape, round shape or elliptical shape, prepared near the middle zone of the surface of the corresponding joint (13a) and preferably in a direction substantially parallel to this.