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Gene Or Protein
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Etre
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Con A
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Tre
(1)
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Bacs
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Molecule
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graphite
(2)
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DES
(1)
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NCN
(1)
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avent
(1)
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aluminium
(1)
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Generic
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metals
(1)
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fluorides
(1)
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Polymer
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Teflon
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522089A1
Family ID 8131426
Probable Assignee Sardou Max
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title VILEBREQUIN EMBIELLE MONOBLOC EN MATERIAUX COMPOSITES OU NON
EN Title MOULDED CRANK MECHANISMS WITH CAPACITIVE BEARING INTERFACE -
OBTD. USING DIFFERENTIAL THERMAL EXPANSION TO CREATE WORKING CLEARANCE
Abstract
_________________________________________________________________
VILEBREQUIN EMBIELLE MONOBLOC INDEMONTABLE EN MATERIAUX COMPOSITES OU
NON.
DOMAINE TECHNIQUE: TOUTES PIECES TECHNIQUES OU UN SYSTEME
BIELLE-MANIVELLE CLASSIQUE IMPLIQUE LA DEMONTABILITE DE L'UN DES
ORGANES.
DONC, INDUSTRIE EN GENERAL ET MOTEUR TECHNIQUE EN PARTICULIER.
PRINCIPE DE L'INVENTION.
ON MOULE BIELLES ET VILEBREQUIN EN PLACE LES UNES PAR RAPPORT A
L'AUTRE EN UTILISANT UN INSERT QUI SERT DE COMPLEMENT AU MOULE ET DE
PALIER RELATIF BIELLE-MANIVELLE A L'ENSEMBLE FINI.
A complex mechanism such as a crankshaft involving two components
which are inseparable but capable of independent movement is made by
prefabricating one component to be used as an insert in a mould cavity
for producing the second component, so that differential thermal
expansion results in subsequent parting of the surfaces requiring
relative freedom of movement. Used for mfr. of a connecting rod contg.
one or two individual captive rings to serve as bearing surfaces
and/or a pair of concentric rings. Adaptable to couplings involving
plain bearings, ball race bearings or needle bearings.
Description
_________________________________________________________________
TITRE: VIL. EBREQUIN EMBIELLE MONOBLOC EN MATERIAUX COMPOS OU ou NCN.
DOMAINE TECHNIQUE:
Toutes pieces techniques ou un systeme bielle manivelle classique
implique la demontabilite d'un des deux organes
Donc industrie en general et moteurs thermiquesen particulie ETAT: DE
LA TECHNIE
Actuellement un ensemble bielle manivelle impli que
(I) Soit une demontabilite au niveau de la biell ce qui implique 2
boulons, un centrage delicat, des manipula tions et reglages ainsi que
l'impossibilite d'utiliser commod ment des paliers a aiguilles.
(2) Soit une demontabilite du vilebrequin de fa con a pouvoir utiliser
des paliers a aiguilles ou rouleaux.
Le vilebrequin est alors complique, delicat a fabriquer et fragile.
Dans tous les cas la demontabilite implique un surcroit de matiere
pour assurer le mortage, donc, une inert accrue, des temps de montage
et d'usinage importants
OBJECTIF DE L'INVENTION
Supprimer ces differents defauts en ayant des bielles et un vilbrequin
monobloc - utilisant des paliers de la qualite souhaitee sans avoir a
tenir compte de criteres technologiques de fabrication.
PRINCIPE DE L'INVENTION
Le moule des materiaux composites destine a devenir le systeme
bielles-vilbreouin comporte des nositionneu qui maintiennenteleur
place pendant le moulage des inserts
- or ces inserts sont, en fait, des paliers complets male-femelle et
anches ou proteges pendant l moulage de toute penetration de resine
dans la zone de frot tersent. A la fin du roulage on a donc une piece,
par exemple injectee en resine chargee de fibres courtes qui est
nature3 lement segmente et differenciee en bielle et vilbrequin assem
bles par la presence in situ des paliers qui assu rent, en quelque
sorte, le role de complement de moule.
Le moulage peut s'effectue soit a la suite (d'abor le vilebrequin
ensuite les bielles ou inversement) il peut dgalement s'effectuer en
un seul coup - remarquons que les paliers de vilebrequin destines a
tourillonner dans le bloc moteur peuvent etre constitues d'inserts
metalliques malefemelle contenant la surface frotante
AVANTAGE DE=TA=vEC'InUE
On peut, grace a cette technique de positionnement avent moulage du
palier, utiliser des paliers delicats de tre haute qualite tels les
paliers a billes, aiguilles ou rouleaux. On peut evidemment utiliser
des paliers regules et, eventuellement, des paliers recouverts de Tn
ff.
La lubrification peut se faire soit par des gicleurs qui "visent" les
surfaces a lubrifier et sont situes sur le bloc; soit par des canaux
amenages dans le vilebrequir soit par percage (comme cfest le cas pour
les vilebrequins metalliques), soit par des canaux moules directement
dans le vilebrequin - ce peuvent, notamment, etre des "poignards" de
maintien du palier loZs du moulage,
SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES
An niveau structure du composite
I)- On peut envisager pour les pieces peu contraintes: une matiere non
changee.
2)- Pour les pieces moyennement contraintes une matiere chargee de
fibres courtes reparties aleatoirement.
3)- Pour les pieces tres oontnintes on peut emploi des produits
pre-tisses.
La technologie de mise en oeuvre dans ce dernier cas peut etre la
suivante:
Pour les bielles on prepare un anneau de filament passant autour de la
tete et du pied de bielle (ce peut etre du filament sec ou mieux du
preimpregne) pour le voile de la bielle on prepare de la tresse, on
presse le tout dans le moule, eventuellement, on injecte la matrice si
les filament etaient secs - Dans le cas contraire on peut, soit ne
rien ajouter et se contenter de creer les conditions de pression et
temperature de cuisson; soit, injecter de la resine charge de fibres
courtes pour renforcer localement; on peut ainsi, par exemple, avoir
l'anneau de filament en place et constitu le voile de la bielle et sa
mise en pression en procedant a l'injection de resine chargee ou non
en cet endroit.
Au niveau du vilebrequin le procede est analogue
On prepare une tresse epaisse autour d'un tuyau de caoutchouc ou d'un
mandrin acier.
On enfile la tresse a travers les anneaux const tues par les paliers.
Quand la moule est ferme on retire le mandrin acier et l'on gonfle la
cavitee medulaire du vilebrequin constituee soit par la beance laissee
en place par le mandrin, soit par le tuyau en caoutchouc - ce gonflage
permet d'obtenir les conditions de pression temperature nece saire au
moulage - les masses d'equilibrage peuvent etre obtenues par injection
d@ resine changee ou non; enfin, si necessaire, ce gonflage peut etre
effectue b l'aide de resin chargee de facon a accroitre encore les
performances du vile brequin qui est alors passif et est constitue par
une ecorce de fibres tissees et une Sme de fibres dispersees.
AVANTAGE DU PROCEDE
L'embiellage et le vilebrequin d'un moteur thez mique sont des pieces
relativement lourdes qui, de plus, sor soumises a des variations de
regime et des accelerations importantes - le fait de les alleger par
cette technique est capital pour les raisons suivantes:
(I)- L'inertie de rotation etant reduite, il faut depenser moins
d'energie pour changer le regime de rott tion de l'equipage mobile;
or, en traction terrestre, le rS gime moteur est tres souvent et tres
rapidement variable il est donc plus important d'economiser de
l'inertie de rotatif que de l'inertie de pieces non tournantes.
(2)- Lamasse du vilebrequin embielle dotant moi elevee que celle de
son homologue classique on obtient de p3 bien evidemment in alegement
massique du vehicule.
(3)- Grande solidite, simplicites et facilite fabrication des pieces
qui peuvent etre fortement tissees.
(4)- Possibilite d'utiliser, notamment, des douilles a aiguilles et
donc d'avoir un coefficient de froti ment tres reduit ainsi que des
imperatifs de pression de li brification moderee (donc economie de
perte de p,rnpage)
(5)- Reduction de l'inertie Res bielles donc moindre frottement au
niveau des paliers et possibilite de gimes de rotation plus eleves.
REMARQUE:
Cette technique n'est pas exclusivement destine a des matieres
plastiques - On peut imaginer des vilebrequin embielles en aluminium,
fonte ou acier, coules avec des pal: insert en acier, ceramique ou
metals refractaires.
REMARQUE 2:
P@@ vilebrequin on entend toute piece technique de geometrie voisine
ou toute ch@pne que l'on veut fabriquer indemontable par rapport a ce
bielle.
REMARQUE 3
Eventuellement l'insert peut n'etre qu'un separateur, le
tourillonement se faisant alors par le jeu laisse libre par la
dilatation differentielle au niveau de l'insert - entre, par exemple,
la bielle et l'insert.
REMARQUE 4
L'on peut egalement faire appel a des paliers hydraustatiques situes
entre bague male et femelle.
REMARQUE 5
En moulent en deux coups, par exemple, d'abord les bielles ensuite le
vilebrequin ou vice-versa, l'insert peut se reduire a un produit de
demoulage et la bielle tourillonne sur le vilebrequin, nu apres
dissolution du demoulant - on a donc un intermoulage d'une piece sur
1' autre RE ARQUE 6
Avec la technique decrUe en 5 on peut etendre la notion de systeme
bielle manivelle inter moulees a la fay brication de rotule spherique
on fait alors, par exemple, la boule et sa queue puis, on passe le
demoulant et l'on intermoule la chape par dessus
Claims
_________________________________________________________________
1 - REVENDI CATI ON S I - Piece mecanique complexe (genre vilebrequin)
comprenant des parties mobiles (genre bielles) l'une par rapport a 1'
autre, indemanchables et indemontables. Caracterisee par le fait que
le palier qui assure la mobilite d'une des parties par rapport a
l'autre est un insert qui a ete positionne da le moule et a servi a
completer ce moule et a separer ainsi la bielle du vilebrequin.
2 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue principalement d'une bague unique et qu le jeu de
tourillonnement est obtenu par dilatation differe: tielle entre le
materiaumoule et l'insert.
3 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue de 2 bagues definissant entre elles un jeu fonctionnel
permettant le tourillonnement sous graissag a l'huile, a la graisse ou
a des poudres genre graphite ou fluorides
4 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue par 2 bagues concentriques definissant entre elles un jeu
fonctionnel et dont l'une est regulee ou a sflbi un traitement
analogue a celui des coussinets de bie classiques.
5 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue de 2 bagues definissant entre elles un jeu fonctionnel et
dont l'une est en graphite, en bronze, ",e'flon'ou tout autre produit
moderne a bas frottement.
6 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue de 2 bagues portant des usinages destin a definir des "Bacs
a huile" et separees par un intervalle suffisant pour creer un palier
hydraulique.
7 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue par 2 bagues concentriques qui constitu les pistes de
roulement de billes, aiguilles ou rouleaux et constituents ainsi une
douille a bills, aiguilles ou roule
8 - Insert selon la revendication I caracterise par le fait qu'il est
constitue par le deroulant soluble que l'on a dey sur itun des
organes, par exemple la bielle, avant de moule la manivelle ou
inversement.
9 - Piece mecanique complexe selon I, connue sous le nom d'embout a
rotule, caracterisee par le fait que la ranivel ] a une portee
spherique (est en fait une bille) et par le ft que la bielle est une
chape qui a ete moulee sur la bille l'insert srparateur etant un
deroulant soluble, ou un paliE genre Teflon ou bronze.
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