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Moteur rotatif .
L'objet de la présente invention est un moteur rotatif formé CI. 'un ou de plusieurs groupes moteurs com- prenant chacun un cylindre, qui peut être un cylindre droit, une chambre arquée de section circulaire ou une portion de tore, et qui peut tourner par rapport a un arbre moteur central, un piston se déplaçant dans ce cylindre et servant a produire un cycle de travail sem- blable à celui des moteurs ordinaires à combustion in- terne.
Une caractéristique de l'invention réside en ce qu'on peut faire varier le nombre d'explosions par révo- lution de l'arbre moteur. Il en résulte quon peut faire tourner le moteur à une vitesse déterminée, et pour cette vitesse on peut produire un nombre plus ou moins grand d'explosions pour obtenir un souple donné.
Une autre caractéristique réside en/ce qu'on peut faire varier certaine facteurs, tels que le taux de coin- pression, lavanoe ou le retard automatique de l'admis- sion ou de l'échappement, de façon. à obtenir pour un certain régime une vitesse variable et une puissance
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variable.
Suivant 'une autre caractéristique de l'invention, on peut modifier la vitesse du moteur, sans modifier l'ouverture de la valve d'étranglement clos, gaz ou sans déranger le débit des gaz, de sorte que la colonne de gaz passe à travers les lumières d'admission sans être retardée comme dans un moteur ordinaire. Il en résulte une économie notable en combustible.
Dans un moteur de faibles dimensions, on pourra admettre, pendant une révolution du moteur, un volume de gaz beaucoup plus grand qu'on ne pourrait en fournir au moteur habituel. Tandis que dans un moteur ordinaire,il faudrait par exemple quatre cylindres, huit soupapes et quatre bougies d'allumage, on peut obtenir le même effet aveo le moteur de l'invention en n'employant qu'un oylin- dre, un piston, deux soupapes et une bougie d'allumage.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut obtenir, entre autres, une variation du taux de compression, soit automatiquement en fonction de la lon- gueur de course utilisée, soit à volonté sans modifier la course, de façon à obtenir toujours les conditions de travail les plus favorables suivant les conditions atmos- phériques à un moment quelconque. Ainsi, dans le cas d'un aéroplane, on pourra faire marcher le moteur à un taux de compression donné aux plus faibles altitudes, et on augmentera ce taux lorsqu'on atteindra une hauteur plus grande ou lorsque la pression barométrique diminuera con- sidérablement.
Une autre caractéristique importante de l'inven- tion réside dans la possibilité d'obtenir des courses de longueurs inégales dans un même cycle, en conservant toujours proportionnelles, si on le veut, les quatre courses inégales d'un cycle; en d'autres mots. en mainte- nant les courses homothétiques, quelle que soit la lon- gueur de l'une quelconque de ces courses.
La course
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d'admission peut donc commencer en un point aussi rappro- ohé .,que possible de la tête du cylindre et la course de compression se terminer à une distance de la tête du cy- lindre telle qu'on obtienne le taux de compressionvoulu,
La course de détente 'ou de travail peut être plus longue, de façon à mieux utiliser la force expansive des gaz, et finalement la course d'échappement ou d'évacuation peut être la plus longue et ramener le piston à son point de départ. Four chaque changement de course, on obtiendra une variation correspondante du taux de compression.
Dans une forme de construction suivant l'invention, on obtient la variation des longueurs de courses et l'iné- galit entre ces longueurs pour les quatre courses d'un même cycle, en déplaçant lors de chaque course, le point d'articulation d'une bielle dans une rainure ou sur un coulisseau, ce point étant déplace par un jeu d'excentri- ques ou de cames tournant a une vitesse moitié, moindre que celle du vilebrequin du groupe moteur, et les ampli- tudes de mouvement produites par les cames étant modi- fiées et corrigées par un jeu convenable de leviers, ou par la forme ou l'angle d'inclinaison de la rainure par rapport a un rayon partant du centre de l'arbre moteur, ou par ces deux moyens réunis.
Suivant une caractéristique de l'invention, une combinaison de leviers, de bielles, etc... permet d'uti- liser directement, et non seulement par réaction, les efforts exercés sur le piston, en donnant sur le vile- brequin un couple grâce auquel les efforts exercés sur la tête de cylindre et sur le piston sont employés tous 'deux directement pour entraîner le système en avant.
Aux dessins annexés sont représentées, à titre d'exemples, diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fige 1 est une coupe verticale partielle d'un .'-moteur suivant l'invention.
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La fig. 2 est une coupe partielle suivant la li- gne A-B de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail montrant sohéma- tiuement l'une des dispocitions des soupapes et de la bougie d'allumage pour l'un des cylindres.
La fig. 4 est une coupe, perpendiculairement à l'arbre moteur, d'une deuxième forme d'exécution du moteur.
La fig. 5 est une coupe perpendiculaire à. celle de la fig. 4 suivant un plan passant par l'arbre moteur.
La fig. 6 est une-coupe, perpendiculaire à l'ar- bre moteur, d'une troisième forme d'exécution.
La fig. 7 est une coupe perpendiculaire au plan de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue de détail montrant une va- riante pour déplacer le coulisseau.
La fig. 9 est un diagramme montrant la variation des courses d'un même cycle, que l'on peut obtenir au moyen du moteur.
Et) se reportant à la forme d'exécution des figu- res 1 à 3, 1 désigne une chambre annulaire ou un cylindre de section convenable, cette section étant représentée comme étant rectangulaire, mais pouvant avoir évidemment toute autre forme, et étant ouverte sur l'un des côtés.
Dans cette chambre ou cylindre, un piston 2 peut se dé- placer dans le sens de la flèche (fig. 1). 'le Piston est réuni par un bras 3 à l'arbre 4 sur lequel ce bras 3 est calé. Sur l'arbre 4 est montée librement une couronne dentée intérieurement 5 qui engrène avec un pignon 6. Ce pignon 6 est calé sur un arbre 7, sur lequel est égale- ment monté un pignon 6b engrenant avec une autre couron- ne dentée intérieurement 8. La figure 2 montre la dis- position mentionnée des engrenages. L'arbre 7 et les pi- gnons 6 et 6b sont portés par un bras 3=, qui, à la fige 1, est perpendiculaire au bras 3 pour la clarté du dessin,
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mais qui pourrait occuper avantageusement toute autre position.
Le bras 3 porte un pignon 9 (figures 1 et 3) en- grenant avec la oouronne dentée intérieurement 8,
L'arbre du pignon 9 a avanta.geusement la forme d'un arbre coude supporté par deux bras 3, dont l'un seulement est représenté. Le coude excentré de cet arbre est réuni par une bielle 10 à une articulation 11b sur un prolongement 11' du bras 11. Le bras 11 porte à son extrémité extérieure la culasse 12 coopérant avec le pis- ton 8 et ce bras 11 est monté librement sur l'arbre 4.
La culasse mobile 12, comme il sera explique ci- après, est construite de façon qu'elle ne puisse se dé- placer que dans la direction du piston et non dans le sens opposé.
Le pignon 9 communique à la bielle 10 un mouvement alternatif qui provoque le déplacement intermittent dans le sens de la flèche de la fige 1 du prolongement 11', du bras 11 et de la culasse 12 qui sont tous rigides.
On peut déplacer l'articulation llb le long d'une coulisse ménagée dans le bras 11 ou dans son prolongement
11', et on peut maintenir cette articulation fixement en un point quelconque de la coulisse, de façon à modifier plus ou moins l'amplitude du mouvement intermittent trans. mis à la culasse 12., lorsque le piston 2, en circulant autour de la chambre 1, fait engrener le pignon 9 avec la couronne dentée 8 pour tourner autour de son axe.
L'espace 13 entre le piston 8 et la culasse la constitue la chambre de travail, et'cet espace est main- tenu fermé au moyen d'un prolongement arqué 14 du pis- ton 2, ce prolongement 14 ayant une longueur telle que la chambre 13 sera. toujours fermée, même si le piston 2 . et la culasse 12 sont écartés l'un de l'autre d'une dis- tance maximum.
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On peut appliquer un iieinage difféien%1 au système hypocyclique formé par les engrenages 5, 6, 6b et 8, en freinant la roue 5, la roue 8 ou ces deux roues à la fois. Cette action de freinage est différentielle, en ce sens qu'à un freinage plus énergique de l'un de ces deux organes correspond une libération proportionnel- le de l'autre organe et vice-versa.
Les pignons 9, 6 et 6b, parcourant une trajeotoi- re circulaire avec le piston et engrenant avec les cou- ronnes dentées 8 et 5, tournent à des vitesses qui seront proportionnées à la valeur du freinage différentiel appli- qué aux couronnes 5 et 8. Il est évident que plus l'action de freinage exercée sur la couronne 8 sera grande, en li- bérant en même temps la couronne 5, plus le pignon 9 tour- nera lentement et vice-versa.
Cette action de freinage sera réglée de façon que le pignon 9 fasse une demi-révolution pour une phase du cycle à quatre temps, c'est-à-dire de façon que ce pignon accomplisse deux révolutions complètes pour un cycle com- plet à quatre temps.
Pour toute modification dans l'intensité de l'ac- tion de freinage exercée, le point 11b se déplacera simul- tanément dans une position telle que le mouvement alter- natif de la bielle 10 transmettra au bras 11, et par sui- te à la culasse 12, un mouvement intermittent égal au double de la longueur de course pendant une phase,
On pourra donc, en freinant fortement la couronne 5 et en éloignant le point 11b de l'arbre 4, faire tour- ner le pignon 9 très rapidement sur son propre axe et entraîner le fond de culasse 18 d'un mouvement intermit- tent très fréquent et de faible amplitude. On obtiendra alors par tour de l'arbre moteur 4 un grand nombre d'ex- plosions suivies d'une faible détente.
Inversement, en rapprochant le point 11b de l'ar- bre 4 et en freinant énergiquement la roue 8, tout en
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Instant la roue 5, le pignon 9 tournera plus lentement et la bielle 10 transmettra un mouvement moins fréquent au bras 11 et à la oulasse 12, mais ce mouvement aura une amplitude plus grande de façon à cuivre le piston.
On obtiendra done alors un plus petit nombre d'explosions par tour de l'arbre 4, mais la course de travail sera al- longée en conséquence, faction de freinage différentiel peut être axer. céeé de diverses façons. L'une de ces façons, représentée à. titre d'exemple à la fig. 8, consiste à régler le débit d'huile, ou d'un autre fluide convenable, de deux pompes indépendantes appropriées 18 et 19, dont l'une 18 est en- traînée par la couronne 5, et dont l'autre 19 est entrai- née par la couronne 8. Un robinet double 21 à organe de commande unique entrave le débit de fluide de l'une des pompes, tout en permettant l'augmentation du dbit de l'autre pompe et vice versa.
Comme le montre la. fige 2. à titre d'exemple, le point 11b peut être déplacé en manoeuvrant un volant à main 15 qui, en tournant aveo un manchon fileta intérieu- rement 16, sert à déplacer une vis 17 le long de l'arbre
4. En faisant tourner le volant à main 15, la via 17 se déplacera latéralement et déplacera l'articulation 11b par l'intermédiaire de la bielle 20, et en même temps le robinet double 21 sera manoeuvré de telle façon que l'un des robinets s'ouvrira, tandis que l'autre se fermera.
Les soupapes d'admission et d'échappement sont commandées impérativement par une came tournantà une vitesse moitié moindre que la vitesse du pignon 9 et par des culbuterue. La soupape dadmission peut être placée dans le piston même et la soupape d'échappement peut être placée dans le prolongement 14 du piston, près de ce piston.
La fig. 3 montre schématiquement comment on peut disposer la commande des soupapes et comment on peut
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WWVO vv'Ve7V :réaliwe:r l'Mlum.a.ge. L'allumage peut se faire au môyen d'une ou plusieurs bougies 22 da type connu placées en Position convenable, par exemple dans le fond de culasse la, l'étincelle étant produite par une came et un in- t errupteur ou par le simple contact de deux pointes convenables entre la téte la et le piston 2 ou par une batterie et une bobine ou de toute autre façon.
La force de l'explosion tendra à écarter le pis- ton du fond de culasse, maissi on empêche la culasse de s'éloigner du piston et de se déplacer en sens opposé par les moyens désignés ci-après, la force de Implosion et la force de la détente des gaz brûles entraveront le piston autour de l'arbre 4. L'un des moyens pour empê- cher la culasse 12 de se déplacer en sens contraire con- siste à munir cette culasse d'un bras dirige vers l'ar- rière qui, lorâque la culasse tend à se déplacer en sens opposé au piston, écarte deux courts leviers qui poussent des surfaces de freinage contre les parois de la chambre annulaire 1. On peut, au lieu de ce dispositif, employer des segments agissant par coincement, un rochet, un coin ou autres moyens similaires.
On constate, d'après ce qui précède, qu'on pourra faire varier la longueur de la course de travail ou uti- liser plus ou moins complètement la force de détente des gaz ; on pourra aussi faire varier le nombre dexplosions par révolution complète du piston et de la culasse au- tour de la chambre annulaire, d'où il résulte qu'on pourra modifier la puissance fournie pour des vitesses diverses. Comme le nombre des explosions peut être réglé de façon très précise, il en résulte que les explosions ne se produiront pas toujours aux mêmes places dans la chambre annulaire.
En utilisant plusieurs pistons, on pourra les régler de façon que l'une des charges sera sur le point de stallumer, tandis que l'autre sera en
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période de détente; de cette façon les impulsions che- vaucheront l'une sur l'autre et on obtiendra un couple très uniforme sur l'arbre 4.
On pourrait également modifier le régime du moteur et sa puissance fournie à des vitesses variables, en déplaçant l'articulation llb, sans modifier Inaction de freinage, le taux de compression étant modifié.
Dans la forme d'exécution des figures 4 et 5, on n'a représenta qu'un jeu d'unités motrices, mais on pourrait évidemment juxtaposer un certain nombr de jeux semblables de façon que les courses de travail chevauchent les urnes sur les aubres, afin de produire un couple cons- tant sur l'arbre moteur. On a représenté. deux unités motrices par jeu, l'une à la fin de la course de détente à la partie supérieure de la fig. 4, l'autre à la fin de la course de compression à la partie inférieure de cette figure. On pourrait cependant employer tout autre nombre de cylindres, et les courses de détente pourraient s'ef- fectuer aussi simultanément ou autrement.
Dans ces figures 4 et 5, le moteur comprend un oy- lindre 51 auquel est opposé diamétralement et sypétrique- ment un cylindre 52. en vue de l'équilibrage. Ces deux cylindres sont réunis entre eux par deux flasques 62. les- quels sont calés à leur partie centrale sur l'arbre mo- teur 53.
Un bras 55 monté librement sur l'arbre moteur 53 porte un piston 54 qui peut se déplacer à l'intérieur du cylindre au moyen de la bielle 56 et de l'arbre coudé 57.
Cet arbre coudé 57 tourne dans les flasques 62,
En effectuant une révolution complète, l'arbre coude 57 attire vers lui la bielle 56 et le bras 55 pen- (lent la moitié de la révolution, et pendant l'autre moi- tié, cet arbre coudé repousse la bielle et le bras, c'est=à=dire que cet arbre coudé permet au piston d'exé- cuter un mouvement de va-et-vient dans le cylindre, si
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on suppose pour-un moment, afin de.faciliter l'explioation,- que le cylindre est fixe.
Mais l'extrémité 58 de la bielle 56 est articulée sur un pivot 60 relié à la bielle 61 par l'intermédiaire d'une biellette 59. Si/on suppose que cette bielle 61 est fixée dans une certaine position, l'extrémité 58 contrô- lée par la bielle 56 fera parcourir au bras 55 des mou- vements de va-et-vient d'une certaine amplitude, Pour une autre position de la bielle 61, le pivot 60 étant soulevé par exemple, l'extrémité 58 de la bielle 56 at- taquera le bras 55 à une distance plus grande de l'arbre 53, ce qui fera décrire au bras 55 des mouvements d'am- plitude plus faible, Par conséquent, le soulèvement ou l'abaissement du pivot 60 a pour effet de produire des mouvements de va-et-vient du piston plus grands ou plus petits et par suite, d'utiliser une partie plus grande ou plus petite de la détente, en rendant celle-ci varia- ble.
L'extrémité 58 de la bielle est obligée de se dé- placer dans une coulisse ou rainure 63 du bras 55. La forme donnée à cette rainure est telle que, lorsqu'on soulève l'extrémité 58 pour produire des amplitudes de mouvement plus faibles du bras 55, ce bras rapprochera ou éloignera la tête de cylindre 64 du piston 54, ce qui a pour effet d'augmenter ou de diminuer les dimensions de la chambre de compression. En d'autres mots, si on con- sidère que le piston est à la fin de sa course à proximi- té de la tête de cylindre 64, et si on déplace la bielle 61 ou le pivot 60 et l'extrémité 58 par l'intermédiaire de la bielle 59, la forme de la rainure 63 est telle que le pistion s'écartera ou se rapprochera de la tite du cy- lindre et qu'il y aura une variation du volume de la chambre de compression.
De plus, cette variation du volu- me de la chambre de compression est plus grande ou plus faible que là variation de capacité cubique proportion-
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nelle qui donnerait le même taux de compression, de sorte qu'on peut obtenir une variation du taux de oompression pour un régime quelconque donné du moteur.
Les divers changements de position de la bielle 61 sont obtenus, dans la construction représentée, à l'aide d'un manchon 65 que l'on peut déplacer latéralement et qui porte des biellettes 66 attaquant la bielle 61 en 67 , (fig, 5). Le déplacement du manchon 65 poussera ou tirera les biellettes 66 et fera varier l'inclinaison de la bielle 61 ; cette disposition est mentionnée simple- ment à titre d'exemple. On pourrait employer une bague filetée se vissant sur un manchon fixe et possédant: un jeu de bielles et de pivots semblable à celui décrit ci- dessus; les divers ohangements de position de la bielle 61 pourraient s'effectuer au moyen de tout autre disposi- tif connu.
Sur l'arbre coudé 57 sont calés des pignons 68,69, 70, qui présentent des nombres différents de dents et qui engrènent avec d'autres roues dentées 71, 72, 73, folles sur l'arbre moteur 53, en constituant ainsi'des trains épioyclotdaux. Les roues 71, 72, 73 sont solidaires de tambours de frein 74, 75, 76, et elles peuvent être main- tenues fixes ou être libérées au moyen de bandes de frei- nage en acier, de mâchoires de frein, de freins à huile ou de toute autre façon.
Le blocage de l'une quelconque des roues 71, 72, 73 oblige l'un des pignons 68,69, 70 à rouler sur la roue correspondante bloquée. Ce pignon fera donc un cer- tain nombre de révolutions pendant une révolution complè- te de l'arbre moteur 53. Le nombre de révolutions effec- tuées par chacun des pignons 68,69, 70, variera suivant que l'une ou l'autre des roues 71, 72, 73 sera. maintenue fixe.
La fig. 5 représente trois pignons engrenant avec
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trois autres roues. On pourrait cependant employer un nombre quelconque, de pignons et de roues.
Si l'on suppose que le bloc des cylindres tourne auto= de l'arbre moteur 53, le pignon 68 par exemple roulât autour de la roue 71, l'arbre coud. 57 tirera le bras 55 pendant une demi-résolution et le repoussera pendant l'autre demi-révolution, ce mouvement alternatif se produisant un certain nombre de fois par révolution .
du blocdes cylindres ou de l'arbxe moteur, le nombre en question étant fonction du train épicycloïdal employé,
Si on fait jaillir une étincelle, au moment ou pendant cette rotation du bloo des cylindres, le piston
54 se trouve près de la tête de cylindre 64, un mélange gazeux ayant été introduit auparavant, l'explosion qui en résultera repoussera la tête de cylindre et augmente- ra le mouvement de rotation, Si l'étincelle et l'explo- sion se prédisent au moment où le point 80 de l'arbre coudé 57 se trouve dans l'alignement de l'articulation
58 et de l'axe de l'arbre 57, c'est-a-dire dans une po- sition correspondant au point mort supérieur, Implosion - qui devrait avoir pour effet de repousser le piston, mais en sens opposé au sens de rotation du moteur, exer- cers,
par l'intermédiaire du bras 55 et de la bielle 56 une traction au point 80 de l'arbre coude 57 de façon a augmenter le mouvement de rotation de cet arbre, par suite de ce que le pignon 68 s'appuie sur la roue fixe
71, 72 ou 73, Dans l'exemple présent, les impulsions exercées sur le piston et sur la tête de cylindre con- tribuent toutes deux a faire tourner le bloc des cylin- dres et l'arbre moteur.
11 y a évidemment un rapport direct entre les di- verses amplitudes de mouvement du bras 55, la variation de la détente et le nombre de révolutions faites par l'arbre cpidé 57 pendant une révolution de l'arbre mo-
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teur, Suivant les diverses positions occupées par la biel- le 61 et suivant celle des roues 71, 72, 73 qui est main- tenue fixe, le moteur tournera en produisant un nombre variable d'explosions par révolution de l'arbre moteur.
Le mode de liaison entre le dispositif de blocage de l'une des roues 71, 72, 73 et les diverses positions occupées par la. bielle 61 peut être réalisé, corme le montre la fig. 5, au moyen de tringles. Si, comme on l'a indiqué ci-dessus, on emploie une bague filetée pour dé- placer la bielle 61, ,la bgue peut, pour une certaine position, actionner un frein à huile agissant sur l'une des roues 71, 72, 73; pour une autre position, cette ba- gue peut actionner un autre frein a huile sur une autre roue 71.72 73, etc...
Sur un arbre à cames 81, tournant entre les deux flasques du bloc des cylindres, est calé un pignon 82 qui est toujours en prise avecun pignon 83 fixé sur l'ar- bre coudé 57. Cet arbre 81 porte un interrupteur électri- que coopérant avec une magnéto, une/bobine d'induction ou autre dispositif connu de production de courant élec- trique. Lorsque le piston se rapproche de la tête du cy- lindre, et à un certain moment du cycle du moteur, l'in- terruption du courant produite par ce dispositif provo- que la formation de l'étincelle nécessaire pour enflammer le mélange explosif dans une ou deux bougies d'allumage
77, montées sur la tête de cylindre ou sur le piston, comme le montre la fig. 5, Le dispositif d'allumage dé- crit n'est qu'un exemple parmi les multiples dispositifs que l'on peut employer.
On pourrait utiliser, par exem- ple, deux contacts, l'un. sur le bloc des cylindres, l'au- tre sur le bras 55, ces contacts interrompant le courant d'une source de couraaat électrique, telle -qu'une magnéto, une bobine ou des accumulateurs, lorsque le piston s'ap-
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,.:pxoche de la tête du cylindre, de façon à produire 1 é.- ..'.' ' ** ' \:::\. tincal.l nécessaire dans la bougie çltallumage.
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L'arbre 81 porte également les cames commandant les soupapes d'admission et d'échappement. A la fig. 4, ces soupapes sont représentées comme étant actionnées par des basculeurs. Une came 84 actionne un galet 85 porté par un levier 86 ; le galet 85 fait basculer à son tour un culbuteur 87 qui actionne les soupapes d'admis- sion et d'échappement 88, 89. Le levier 86, portantle galet 85, pivote sur un axe 90 porté par un levier 91, lequel est fou sur l'arbre à cames 31. Ce levier 91 est actionné par un goujon%fixé sur un prolongement 92 de la bielle 61. Lorsqu'on déplace cette bielle 61 dans différentes positions, afin de faire varier la détente et le nombre d'explosions, le dispositif qui vient d'être décrit modifie la position du galet 85 par rapport à la came 84.
En donnant donc une forme convenable à la rainure du levier 91 qui reçoit le goujon 96, on peut modifier le réglage des soupapes, ce qui, en combinaison avec les autres dispositifs décrits, aura pour effet direct d'aug- menter ou de réduire la vitesse du moteur et de modifier le réglage des soupapes pour s'adapter à cette vitesse.
On pourrait employer tout autre dispositif que celui décrit. On pourrait employer par exemple deux cames, l'une actionnant la soupape d'admission et l'autre la soupape d'échappement, deux leviers 86 portant deux ga- lets 85 actionnant les deux soupapes. Le prolongement 92 ferait basculer deux leviers 91 portant deux axes 90, sur lesquels tourneraient les deux leviers 86, l'un dans un sens pour produire une ouverture anticipée de la soupape d'admission, l'autre dans le sens contraire, au moyen d'un dispositif convenable, pour retarder la fermeture de la soupape d'échappement.
Cette disposition permet d'effectuer la modification du réglage des soupapes, en .utilisant une détente donnée, un taux de compression
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donné, un nombre donné d'explosions pour un certain ré- gime du moteur, de façon à obtenir une vitesse variable et une puissance variable, sans modifier la position du papillon 78 (fig. 5) intercala dans la conduite 79 amenant le mélange combustible aux cylindres.
Un dispositif peut permettre de déplacer l'extr- mité 58 de la bielle 56 pendant les diverses phases d'un cycle de travail de façon à produire des courses inégales pour un même cycle, par exemple une petite course d'aspi- ration, une course de compression normale, une longue course de détente et une longue course d'évacuation. Ce dispositif peut comprendre une came montée sur l'arbre
81 et agissant sur la bielle 56, la rainure 63 recevant à cet effet une forme appropriée.
Dans la forme d'exécution des figures 6 à 9, le moteur est un moteur à quatre cylindres, mais il est évi- dent que ce moteur peut comprendre un nombre quelconque de oylindres compatible avec le bon équilibrage et avec la place disponible. Dans ce qui suit, on ne décrira qu'u- , ne seule des unités motrices.
En se reportant aux figures 6 et 7,101 désigne l'un des cylindres qui sont montés rigidement sur des flasques,102 et 103 portés par un manchon qui est rigi- dement monté sur l'arbre moteur 104. Dans le cylindre 101 se déplace un piston 105, qui est réuni pa une bielle
106 à un bras 107 pivotant sur un axe 108, lequel axe réunit le bras 107 à l'un des bras 109 montés librement sur l'arbre 104 et pourvus chacun d'une rainure. Sur l'arbre coud.4 110 s'engage l'une des extrémités de la bielle 111, dont l'autre extrémité pivote sur un axe 137 mobile dans la rainure du bras 109.
Cet axe 137 peut être déplacé à l'aide de leviers basculants 118 articulés en 113 sur des leviers 114 en forme de V. qui servent, comme il sera décrit ci-après, à déplacer l'axe 137 et par
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conséquent à faire varier la course du piston. L'axe de pivotement 115 des leviers en forme de V est réuni à un levier 116 de changement de régime du moteur, ce levier
116 étant réuni en 117 à l'un des bras 118 portés par un manchon 119 glissant sur l'arbre moteur creux 104 et d- plaçable de la façon indiquée ci-après. Des cames ou ex- centriques 120 sont montés sur l'arbre coudé 110 on sur l'arbre à cames 123 et sont employées pour faire varier les différentes courses d'un même cycle,
ces oames étant engagées par des galets 121 portés par les leviers 114 en forme de V. Les cames 120 sont entraînées à la vi- tesse de l'arbre à cames 123, lequel tourne à une vi- tesse moitié moindre que celle de l'arbre coudé 110, au moyen des pignons 122 montés sur l'arbre coudé et sur l'arbre à cames.
Dans la. variantereprésentée schématiquement à la fige 8, la came 120 est remplacée par un exoentrique,
Comme il est représenté, l'excentrique 152 est monté li- brement sur l'arbre coudé 110 et il est entraîné par des pignons 150 à la vitesse de l'arbre a cames, c'est-a-dire à la moitié de la vitesse de l'arbre coudé. Un collier sur l'excentrique 152 actionne, par l'intermédiaire d'une bielle 151, les leviers 114 en forme de V.
On peut modifier le taux de compression, en modi- fiant l'angle que fait le bras 107 relié au piston avec la rainure du bras 109 au moyen d'un écrou 124 que l'on peut faire tourner au moyen d'un levier 125, lequel est porté par un collier 126 pouvant être déplacé par un dis- positif de contrôle extérieur indiqué en 140 et manoeuvra- ble à la main ou autrement,
Pour faire varier le nombre d'explosions par tour du moteur, on ménage sur l'arbre coudé 110, deux ou un plus grand nombre de pignons 131a et 132a engrenant avec des roues 131 et 132 portées sur des manchons sur l'arbre
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moteur 104 et réunies rigidement à des poulies de frei- nage 138 et 139,
chacune de ces poulies pouvant être rainée au moyen d'un patin de freinage 127 déplaçable à l'aide d'une tringle 128, d'une tige 130 et d'un levier
129 au moyen d'un axe 128a manoeuvrable par un volant à main, lequel, pour la clarté du dessin, est représente déplace par rapport a sa position habituelle.
Cet axe
128 a sert à actionner, par l'intermédiaire de la fourche
128b le, manohon 119, et il sert, par l'intermédiaire du bras 118 et du levier 116, à modifier la position du pi- vot 115 et par suite la position de l'axe 137, de façon à augmenter ou a réduire les longueurs des courses et par suite le nombre d'explosions par révolution du mo- teur, Les engrenages 31, 32 sont convenablement enfermés et isolés du reste du mécanisme au moyen d'un carter 134.
Pour expliquer le fonctionnement du moteur, on suppose qu'on fait tourner d'abord le moteur à l'aide de moyens extériuers,à la main, au démarreur ou de façon équivalente. Le cylindre 101 se déplace en avant. L'un des pignons 131a ou 132a calés sur l'extrémité de l'arbre coude 110 et engrenant avec les roues 131 ou 132 (fig.7), dont l'une est libre, tandis que l'autre est maintenue fixe par un dispositif de freinage tel que celui décrit et représenté ou d'autre façon, tournera et fera tourner l'arbre coudé: 110, lequel, à son tour, par suite de cette rotation, obligera le piston à rester en arrière par rap- port au cylindre.
On aura réalisé ainsi une phase ou une course, et on peut supposer que cette course est la course d'admission ou d'aspiration. Vers la fin de cette course, le point 137 sera soulevé, par la came la 0 ou excentrique, les leviers 114 en forme de V et les leviers 112, Après une autre demi-révolution de l'arbre 110, le système oom- plet continuant à se déplacer en avant et les pignons continuant à rouler sur celle des roues 131 ou 132 qui
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est fixe, le coude de l'arbre 110 déplacera le piston 105 en avant dans le cylindre 101 à une vitesse accélérée,' mais comme le point 137 a été soulevé,
l'amplitude de cet- te course sera moindre que celle de la course d'admission de façon à laisser l'espace nécessaire pour la compression.
En un point voisin du point mort, une bougie d'allumage de type connu enflammera le mélange et produira la course de détente ou course de travail. Pendant cette course, la came 120 ou l'excentrique 152 obligera le point 137, par l'intermédiaire des mêmes organes que précédemment, à se déplacer vers l'axe du moteur, en augmentant ainsi l'amplitude du mouvement relatif entre le cylindre et le piston, ce qui allongera la course de détente, Aprèa une nouvelle demi-révolution de l'arbre coudé 110, et le point 137 ayant été ramené à sa position primitive, le piston 105 sera ramené à son point de départ en évacuant presque la totalité des gaz brûlés.
Ces diverses phases sont représentées au diagramme de la fig. 4, dans laquel- le les lignes 155, 156, 157 et 158 représentent respec- tivement les courses d'aspiration, de compression, de détente et d'échappement. Le même cycle d'opérations se répète alors. Par suite de ce que le point 137 est dé- placé vers l'arbre central pendant la course de détente, le piston pourra effectuer vers l'arrière un mouvement, qui, transmis par la bielle 111, exercera une traction sur le coude de l'arbre 110 en créant un couple, de sor- te qu'aussi bien l'effort exercé sur la tête de cylindre que celui exercé sur le piston seront utilisés directe- ment pour entraîner le système en avant.
Lorsqu'on travaille avec un nombre donna d'ex- plosions par révolution de l'arbre moteur 104, (ce nombre étant déterminé par le diamètre des roues 131, 132 et au- tres, si on emploie plus de deux roues, et par le diamè- tre des pignons engrenant aveo ces roues), le point 115
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est un point fixe.
Lorsqu'on veut changer le nombre d'explosions et par conséquent la course ou la longueur de la course, l'une des roues 131, 132 sera rendue fixe et une autre roue oonvenablement choisie sera freinée par frei- nage direct ou par freinage différentiel, et en même temps on déplacera le point 137 dans la rainure du bras
109. Cette manoeuvre sera effectuée en manoeuvrant une transmission convenable représentée, à titre d'exemple, à la fig. 7.
La rotation d'un volant à main 159 fait agir une douille 135 filetée intérieurement sur une vis 1288 et transmet l'action par les tringles 128, 129 sur le pa- tin de freinage 127, Le volant à noain 159 agit aussi en même temps sur la fourche 128b et sur le manchon 119, la tige 118, le pivot 117 et le levier 116, lequel pivotant librement sur l'arbre 110 os placera le point 115, qui, en agissant sur les leviers 114 en forme de V, déplacera le point 137 dans la rainure en un autre point de cette rainure.
En ce nouveau point ou en tout autre point de la rainure, la came 120, agissant par les leviers 114 qui pivotent en 115, déplacera toujours le point 137 sans modifier le point 115, ce qui produira l'inégalité. des courses sans déplacer les leviers 116. pour tout changement de course, le taux de com- pression sera modifié automatiquement, mais, comme il a été indiqué ci-dessus. il peut être désirable de modi- fier ce taux indépendamment de la course.
On y parvien- dra. comme cela a été déjà expliqué, au moyen du disposi- tif de contrôle extérieur indiqué en 140 agissant sur une fourche et sur un manchon 126 (fig. 7), sur la tige 125 ,-et sur l'écrou 124, ce qui permettra de faire varier la distance entre le bras 107 portant le piston et le bras Pourvu de la rainure.
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Le mélange combustible peut être fourni au moteur par un carburateur logé à l'extrémité creuse de l'arbre
104 à travers des conduits d'admission 160 allant à cha- que cylindre et à travers des soupapes de type connu. Le réglage des soupapes peut être oorrigé automatiquement, de façon analogue à celle indiquée à propos des figures 4 et 5.
Les formes d'exécution ne sont que des exemples et de multiples modifications peuvent y être apportées sans sortir du domaine de l'invention. Il est évident, par exemple, que dans la forme d'exécution des figures 6 et 7, où. les cylindres et l'arbre tournent pendant que l'une des roues 131 ou 132 est maintenue fixe, on pour- rait employer le moteur en maintenant fixement les cy- lindres et l'arbre, la puissance étant transmise par l'in- texmédiaire d'une transmission, telle que 131 ou 132.
Au lieu de déplacer la tête de bielle 137 dans une coulisse du bras 109, on pourrait employer tout dis- positif équivalent permettant de faire varier la longueur du bras de levier aveo lequel la bielle 111 attaque le bras 109, soit un coulisseau déplaçable sur une glissière, soit des leviers télescopiques, soit toute autre oombi- naison analogue.
De même, dans la liaison qui réunit le piston 105 au cylindre 101 par l'intermédiaire de la bielle 111 et d'une manivelle 110, il suffit que l'un des leviers de cette liaison ait une longueur réglable, et ce levier réglable ne doit pas nécessairement être le bras 109 comme dans l'exemple des figures 6 et 7. Ainsi, au lieu de faire varier le point d'articulation de la bielle 111 sur le bras 109, on pourrait faire varier la longueur du bras de manivelle.
A cet effet, le coude de l'arbre 110 pourrait être remplacé par exemple par deux plateaux pour. vus chacun d'une rainure et l'axe de manivelle sur lequel
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articule la tête de la bie1flYH%fluYoeait prendre des positions variables dans les rainures de guidage de ces plateaux, Cet axe de manivelle serait solidaire d'un or- gane de contact appuyant constamment sur un cône tour- nant avec l'arbre 110 et pouvant glisser le long de cet arbre gràce à un jeu de leviers réunis à un manchon por- té par l'arbre moteur 104.
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Rb,VMICATIONS.-
1.- 'On moteur rotatif dans lequel un ou plusieurs groupes moteurs rotatifs autour d'un arbre central sont formes chacun d'un piston glissant dans un cylindre et réuni à ce cylindre par une liaison comportant une biel- le et une manivelle, caractérisa en ce que cette liaison entre le piston (2, 54, 105) et le cylindre (la, 51,101) comprend un bras de levier (11,55, 109) sur lequel il est possible de faire varier le point d'application (11b, 60, 137) de la force de façon à faire varier la longueur de la course du piston dans le cylindre.
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Rotary motor.
The object of the present invention is an IC formed rotary motor. 'one or more engine groups each comprising a cylinder, which may be a straight cylinder, an arcuate chamber of circular section or a torus portion, and which may rotate relative to a central drive shaft, a piston moving in this cylinder is used to produce a work cycle similar to that of ordinary internal combustion engines.
One characteristic of the invention resides in that the number of explosions per revolution of the motor shaft can be varied. As a result, the engine can be rotated at a determined speed, and for this speed, a greater or lesser number of explosions can be produced to obtain a given flexibility.
Another feature is that certain factors, such as the wedge-pressure rate, the pressure or the automatic delay of the intake or exhaust, can be varied accordingly. to obtain for a certain speed a variable speed and a power
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variable.
According to another feature of the invention, the engine speed can be changed, without changing the opening of the closed throttle valve, gas or without disturbing the flow of gas, so that the gas column passes through intake lights without being delayed like in a regular engine. This results in a significant saving in fuel.
In an engine of small dimensions, it will be possible to admit, during one revolution of the engine, a much larger volume of gas than could be supplied to the usual engine. Whereas in an ordinary engine, for example, four cylinders, eight valves and four spark plugs would be required, the same effect can be obtained with the engine of the invention by employing only one oil, a piston, two valves and a spark plug.
According to another characteristic of the invention, it is possible to obtain, inter alia, a variation of the compression ratio, either automatically as a function of the stroke length used, or at will without modifying the stroke, so as to always obtain the most favorable working conditions according to the atmospheric conditions at any given time. Thus, in the case of an airplane, the engine can be operated at a given compression ratio at lower altitudes, and this rate will be increased when one reaches a greater height or when the barometric pressure decreases considerably.
Another important feature of the invention resides in the possibility of obtaining strokes of unequal lengths in the same cycle, while always maintaining proportional, if desired, the four unequal strokes of a cycle; in other words. by maintaining the homothetic strokes, whatever the length of any one of these strokes.
The race
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intake can therefore start at a point as close as possible to the cylinder head and the compression stroke end at a distance from the cylinder head such that the desired compression ratio is obtained,
The expansion or working stroke may be longer, so as to make better use of the expansive force of the gases, and finally the exhaust or exhaust stroke may be the longest and return the piston to its starting point. For each change of stroke, a corresponding variation in the compression ratio will be obtained.
In one form of construction according to the invention, the variation in stroke lengths and the inequality between these lengths are obtained for the four strokes of the same cycle, by moving, during each stroke, the point of articulation d. 'a connecting rod in a groove or on a slide, this point being moved by a set of eccentrics or cams rotating at half the speed, less than that of the crankshaft of the motor unit, and the amplitudes of movement produced by the cams being modified and corrected by a suitable set of levers, or by the shape or angle of inclination of the groove with respect to a radius starting from the center of the driving shaft, or by these two means combined.
According to one characteristic of the invention, a combination of levers, connecting rods, etc ... makes it possible to use directly, and not only by reaction, the forces exerted on the piston, by giving the crankshaft a torque. whereby the forces exerted on the cylinder head and the piston are both employed directly to drive the system forward.
In the accompanying drawings are shown, by way of examples, various embodiments of the object of the invention.
Fig 1 is a partial vertical section of a .'- motor according to the invention.
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Fig. 2 is a partial section taken along line A-B of FIG. 1.
Fig. 3 is a detail view showing schematically one of the arrangements of the valves and of the spark plug for one of the cylinders.
Fig. 4 is a section, perpendicular to the motor shaft, of a second embodiment of the motor.
Fig. 5 is a section perpendicular to. that of FIG. 4 on a plane passing through the motor shaft.
Fig. 6 is a section, perpendicular to the motor shaft, of a third embodiment.
Fig. 7 is a section perpendicular to the plane of FIG. 6.
Fig. 8 is a detail view showing a variant for moving the slide.
Fig. 9 is a diagram showing the variation of the strokes of the same cycle, which can be obtained by means of the motor.
And) referring to the embodiment of Figures 1 to 3, 1 designates an annular chamber or a cylinder of suitable section, this section being shown as being rectangular, but obviously being able to have any other shape, and being open to one of the sides.
In this chamber or cylinder, a piston 2 can move in the direction of the arrow (fig. 1). 'the Piston is joined by an arm 3 to the shaft 4 on which this arm 3 is wedged. On the shaft 4 is freely mounted an internally toothed crown 5 which meshes with a pinion 6. This pinion 6 is wedged on a shaft 7, on which is also mounted a pinion 6b meshing with another internally toothed crown 8 Figure 2 shows the mentioned arrangement of the gears. The shaft 7 and the pins 6 and 6b are carried by an arm 3 =, which, at the freeze 1, is perpendicular to the arm 3 for the clarity of the drawing,
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but who could advantageously occupy any other position.
The arm 3 carries a pinion 9 (figures 1 and 3) meshing with the internally toothed crown 8,
The pinion shaft 9 advantageously has the shape of an elbow shaft supported by two arms 3, only one of which is shown. The eccentric elbow of this shaft is joined by a connecting rod 10 to an articulation 11b on an extension 11 'of the arm 11. The arm 11 carries at its outer end the yoke 12 cooperating with the piston 8 and this arm 11 is mounted freely. on the shaft 4.
The bolt 12, as will be explained below, is constructed so that it can only move in the direction of the piston and not in the opposite direction.
The pinion 9 communicates to the connecting rod 10 a reciprocating movement which causes the intermittent displacement in the direction of the arrow of the pin 1 of the extension 11 ', of the arm 11 and of the cylinder head 12 which are all rigid.
The joint llb can be moved along a slide made in the arm 11 or in its extension
11 ', and this articulation can be maintained fixedly at any point of the slide, so as to modify more or less the amplitude of the trans intermittent movement. placed at the cylinder head 12., when the piston 2, circulating around the chamber 1, causes the pinion 9 to mesh with the toothed ring 8 to rotate around its axis.
The space 13 between the piston 8 and the cylinder head 1a constitutes the working chamber, and this space is kept closed by means of an arcuate extension 14 of the piston 2, this extension 14 having a length such that the room 13 will be. always closed, even if piston 2. and the yoke 12 are spaced from each other by a maximum distance.
1
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We can apply a diffeien iieinage% 1 to the hypocyclic system formed by the gears 5, 6, 6b and 8, by braking the wheel 5, the wheel 8 or these two wheels at the same time. This braking action is differential, in the sense that a more energetic braking of one of these two members corresponds to a proportional release of the other member and vice versa.
The pinions 9, 6 and 6b, traversing a circular path with the piston and meshing with the toothed crowns 8 and 5, rotate at speeds which will be proportional to the value of the differential braking applied to the crowns 5 and 8 It is obvious that the greater the braking action exerted on the ring gear 8, while simultaneously releasing the ring gear 5, the slower the pinion 9 will turn and vice versa.
This braking action will be adjusted so that the pinion 9 makes a half revolution for a phase of the four-stroke cycle, that is to say so that this pinion completes two complete revolutions for a complete four-stroke cycle. time.
For any modification in the intensity of the braking action exerted, the point 11b will move simultaneously in a position such that the reciprocating movement of the connecting rod 10 will transmit to the arm 11, and consequently to the cylinder head 12, an intermittent movement equal to twice the stroke length during one phase,
By strongly braking crown 5 and moving point 11b away from shaft 4, it will therefore be possible to rotate pinion 9 very rapidly on its own axis and drive cylinder head 18 in a very intermittent movement. frequent and of low amplitude. A large number of explosions followed by low expansion will then be obtained per revolution of the motor shaft 4.
Conversely, by bringing point 11b closer to shaft 4 and energetically braking wheel 8, while
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Instant the wheel 5, the pinion 9 will turn more slowly and the connecting rod 10 will transmit a less frequent movement to the arm 11 and to the oulasse 12, but this movement will have a greater amplitude so as to copper the piston.
We will therefore obtain a smaller number of explosions per revolution of the shaft 4, but the working stroke will be lengthened as a consequence, the differential braking action may be centered. céeé in various ways. One of those ways, shown at. as an example in fig. 8, consists of regulating the flow of oil, or of another suitable fluid, of two suitable independent pumps 18 and 19, one of which 18 is driven by the crown 5, and the other 19 of which is driven. - Born by the crown 8. A double valve 21 with a single control member hinders the flow of fluid from one of the pumps, while allowing an increase in the flow of the other pump and vice versa.
As shown in the. freeze 2. for example, point 11b can be moved by operating a handwheel 15 which, by turning with an internally threaded sleeve 16, serves to move a screw 17 along the shaft
4. By turning the handwheel 15, the via 17 will move sideways and move the joint 11b via the connecting rod 20, and at the same time the double valve 21 will be operated in such a way that one of the taps will open, while the other will close.
The intake and exhaust valves are imperatively controlled by a cam rotating at a speed half lower than the speed of pinion 9 and by tumblers. The inlet valve can be placed in the piston itself and the exhaust valve can be placed in the continuation 14 of the piston, near this piston.
Fig. 3 shows schematically how the valve drive can be arranged and how it can be
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WWVO vv'Ve7V: réaliwe: r l'Mlum.a.ge. The ignition can be done by means of one or more spark plugs 22 of known type placed in a suitable position, for example in the cylinder head base 1a, the spark being produced by a cam and a switch or by the simple contact of two suitable points between the head 1a and the piston 2 or by a battery and a coil or in any other way.
The force of the explosion will tend to move the piston away from the cylinder head, but if the cylinder head is prevented from moving away from the piston and from moving in the opposite direction by the means hereinafter referred to, the force of Implosion and the force of the expansion of the burnt gases will hinder the piston around the shaft 4. One of the means of preventing the cylinder head 12 from moving in the opposite direction consists in providing this cylinder head with an arm directed towards the shaft. rear which, when the cylinder head tends to move in the opposite direction to the piston, moves aside two short levers which push the braking surfaces against the walls of the annular chamber 1. Instead of this device, it is possible to use rings acting by wedging, a ratchet, a wedge or the like.
It can be seen from the foregoing that it is possible to vary the length of the working stroke or to use more or less completely the force of expansion of the gases; it is also possible to vary the number of explosions per complete revolution of the piston and of the cylinder head around the annular chamber, from which it follows that the power supplied can be modified for various speeds. As the number of explosions can be regulated very precisely, it follows that the explosions will not always occur at the same places in the annular chamber.
By using several pistons, they can be adjusted so that one of the loads will be about to ignite, while the other will be on.
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period of relaxation; in this way the impulses will overlap one on the other and a very uniform torque will be obtained on the shaft 4.
One could also modify the speed of the engine and its power delivered at variable speeds, by moving the articulation 11b, without modifying the braking action, the compression ratio being modified.
In the embodiment of FIGS. 4 and 5, only one set of motor units has been shown, but one could obviously juxtapose a certain number of similar sets so that the working races overlap the ballot boxes on the trees. , in order to produce a constant torque on the motor shaft. We have represented. two drive units per set, one at the end of the expansion stroke at the top of fig. 4, the other at the end of the compression stroke at the bottom of this figure. Any other number of cylinders could, however, be used, and the expansion strokes could also take place simultaneously or otherwise.
In these Figures 4 and 5, the engine comprises an cylinder 51 to which is diametrically and symmetrically opposed a cylinder 52 for the purpose of balancing. These two cylinders are joined together by two flanges 62. which are wedged at their central part on the drive shaft 53.
An arm 55 freely mounted on the motor shaft 53 carries a piston 54 which can move inside the cylinder by means of the connecting rod 56 and the bent shaft 57.
This bent shaft 57 turns in the flanges 62,
By making a complete revolution, the elbow shaft 57 attracts towards it the connecting rod 56 and the arm 55 incline half of the revolution, and during the other half, this bent shaft pushes back the connecting rod and the arm, that is, this bent shaft allows the piston to perform a reciprocating movement in the cylinder, if
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we suppose for a moment, in order to facilitate the operation, - that the cylinder is fixed.
But the end 58 of the connecting rod 56 is articulated on a pivot 60 connected to the connecting rod 61 by means of a connecting rod 59. If / it is assumed that this connecting rod 61 is fixed in a certain position, the end 58 controls - lée by the connecting rod 56 will make the arm 55 go through back and forth movements of a certain amplitude, For another position of the connecting rod 61, the pivot 60 being raised for example, the end 58 of the connecting rod 56 will attack the arm 55 at a greater distance from the shaft 53, which will cause the arm 55 to describe movements of lower amplitude. Consequently, the raising or lowering of the pivot 60 has for the effect of producing larger or smaller reciprocating movements of the piston and consequently of using a larger or smaller part of the trigger, making this variable.
The end 58 of the connecting rod is forced to move in a slide or groove 63 of the arm 55. The shape given to this groove is such that when the end 58 is lifted to produce smaller amplitudes of motion of the arm 55, this arm will bring the cylinder head 64 closer to or away from the piston 54, which has the effect of increasing or reducing the dimensions of the compression chamber. In other words, if we consider that the piston is at the end of its stroke near the cylinder head 64, and if we move the connecting rod 61 or the pivot 60 and the end 58 by the Through the connecting rod 59, the shape of the groove 63 is such that the pistion will move away from or approach the cylinder head and there will be a variation in the volume of the compression chamber.
In addition, this variation in the volume of the compression chamber is greater or less than the variation in cubic capacity proportion-
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which would give the same compression ratio, so that a variation in the compression ratio can be obtained for any given engine speed.
The various changes in position of the connecting rod 61 are obtained, in the construction shown, by means of a sleeve 65 which can be moved laterally and which carries connecting rods 66 attacking the connecting rod 61 at 67, (fig, 5 ). The movement of the sleeve 65 will push or pull the links 66 and vary the inclination of the link 61; this provision is mentioned merely by way of example. One could use a threaded ring screwed onto a fixed sleeve and having: a set of connecting rods and pins similar to that described above; the various changes of position of the connecting rod 61 could be effected by means of any other known device.
On the bent shaft 57 are wedged gears 68,69, 70, which have different numbers of teeth and which mesh with other toothed wheels 71, 72, 73, idle on the drive shaft 53, thus constituting ' epioyclotdaux trains. The wheels 71, 72, 73 are integral with brake drums 74, 75, 76, and they can be kept fixed or be released by means of steel brake bands, brake shoes, oil brakes. or any other way.
Locking any one of the wheels 71, 72, 73 forces one of the pinions 68, 69, 70 to roll on the corresponding locked wheel. This pinion will therefore make a certain number of revolutions during a complete revolution of the drive shaft 53. The number of revolutions effected by each of the pinions 68, 69, 70, will vary depending on whether one or the other other of the wheels 71, 72, 73 will be. kept fixed.
Fig. 5 represents three pinions meshing with
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three other wheels. However, any number of pinions and wheels could be used.
If it is assumed that the cylinder block rotates automatically = of the motor shaft 53, the pinion 68 for example rolls around the wheel 71, the shaft bends. 57 will pull arm 55 for one half resolution and push it back for the other half revolution, this reciprocating motion occurring a number of times per revolution.
the cylinder block or engine shaft, the number in question depending on the epicyclic gear used,
If a spark is triggered, at the moment or during this rotation of the cylinder bloo, the piston
54 is near the cylinder head 64, a gas mixture having been introduced before, the resulting explosion will push back the cylinder head and increase the rotational movement, If the spark and explosion occur predict when point 80 of crankshaft 57 is in alignment with the joint
58 and of the shaft axis 57, that is to say in a position corresponding to the upper dead center, Implosion - which should have the effect of pushing back the piston, but in the opposite direction to the direction of rotation of the engine, exerting,
by means of the arm 55 and the connecting rod 56 a traction at point 80 of the elbow shaft 57 so as to increase the rotational movement of this shaft, as a result of the pinion 68 resting on the fixed wheel
71, 72 or 73. In the present example, the pulses exerted on the piston and on the cylinder head both help to rotate the cylinder block and the drive shaft.
There is obviously a direct relationship between the various amplitudes of movement of the arm 55, the variation of the trigger and the number of revolutions made by the cpid shaft 57 during one revolution of the modern shaft.
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According to the various positions occupied by the connecting rod 61 and according to that of the wheels 71, 72, 73 which is kept fixed, the engine will rotate, producing a variable number of explosions per revolution of the driving shaft.
The mode of connection between the locking device of one of the wheels 71, 72, 73 and the various positions occupied by the. connecting rod 61 can be produced, as shown in FIG. 5, by means of rods. If, as indicated above, a threaded ring is used to move the connecting rod 61,, the bgue can, for a certain position, actuate an oil brake acting on one of the wheels 71, 72 , 73; for another position, this ring can actuate another oil brake on another wheel 71.72 73, etc ...
On a camshaft 81, rotating between the two flanges of the cylinder block, is wedged a pinion 82 which is always in engagement with a pinion 83 fixed on the bent shaft 57. This shaft 81 carries a cooperating electrical switch. with a magneto, an induction coil or other known device for producing electric current. When the piston approaches the head of the cylinder, and at a certain point in the engine cycle, the interruption of the current produced by this device causes the formation of the spark necessary to ignite the explosive mixture in one or two spark plugs
77, mounted on the cylinder head or on the piston, as shown in fig. 5. The ignition device described is only one example of a number of devices which may be employed.
One could use, for example, two contacts, one. on the cylinder block, the other on the arm 55, these contacts interrupting the current of an electric current source, such as a magneto, a coil or accumulators, when the piston is pressed.
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,.: pusher of the head of the cylinder, so as to produce 1 é.- .. '.' '**' \ ::: \. tincal.l necessary in the spark plug.
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The shaft 81 also carries the cams controlling the intake and exhaust valves. In fig. 4, these valves are shown as being actuated by rockers. A cam 84 actuates a roller 85 carried by a lever 86; the roller 85 in turn tilts a rocker arm 87 which actuates the intake and exhaust valves 88, 89. The lever 86, carrying the roller 85, pivots on a pin 90 carried by a lever 91, which is idle. on the camshaft 31. This lever 91 is actuated by a pin% fixed on an extension 92 of the connecting rod 61. When this connecting rod 61 is moved into different positions, in order to vary the trigger and the number of explosions , the device which has just been described modifies the position of the roller 85 relative to the cam 84.
By thus giving a suitable shape to the groove of the lever 91 which receives the stud 96, the adjustment of the valves can be modified, which, in combination with the other devices described, will have the direct effect of increasing or reducing the valve setting. engine speed and change the valve setting to match that speed.
Any other device than that described could be used. For example, two cams could be used, one actuating the intake valve and the other the exhaust valve, two levers 86 carrying two rollers 85 actuating the two valves. The extension 92 would tilt two levers 91 carrying two pins 90, on which the two levers 86 would turn, one in one direction to produce an early opening of the intake valve, the other in the opposite direction, by means of 'a suitable device for delaying the closing of the exhaust valve.
This arrangement makes it possible to modify the adjustment of the valves, using a given expansion, a compression ratio
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given, a given number of explosions for a certain engine speed, so as to obtain a variable speed and a variable power, without modifying the position of the throttle 78 (fig. 5) inserted in the pipe 79 bringing the fuel mixture to the cylinders.
A device may allow the end 58 of the connecting rod 56 to be moved during the various phases of a work cycle so as to produce unequal strokes for the same cycle, for example a small suction stroke, a vacuum stroke. normal compression stroke, a long rebound stroke and a long discharge stroke. This device may include a cam mounted on the shaft
81 and acting on the connecting rod 56, the groove 63 receiving for this purpose an appropriate shape.
In the embodiment of Figures 6 to 9, the engine is a four cylinder engine, but it is obvious that this engine can include any number of oylinders compatible with the correct balance and with the space available. In what follows, only one of the motor units will be described.
Referring to Figures 6 and 7,101 denotes one of the cylinders which are rigidly mounted on flanges, 102 and 103 carried by a sleeve which is rigidly mounted on the drive shaft 104. In the cylinder 101 moves a piston. 105, which is assembled by a connecting rod
106 to an arm 107 pivoting on an axis 108, which axis joins the arm 107 to one of the arms 109 freely mounted on the shaft 104 and each provided with a groove. One end of the connecting rod 111 engages on the elbow shaft. 1101, the other end of which pivots on a pin 137 movable in the groove of the arm 109.
This axis 137 can be moved using tilting levers 118 articulated at 113 on V-shaped levers 114 which serve, as will be described below, to move the axis 137 and by
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therefore to vary the stroke of the piston. The pivot axis 115 of the V-shaped levers is joined to a lever 116 for changing the engine speed, this lever
116 being joined at 117 to one of the arms 118 carried by a sleeve 119 sliding on the hollow motor shaft 104 and movable in the manner indicated below. Cams or eccentrics 120 are mounted on the crankshaft 110 or on the camshaft 123 and are used to vary the different strokes of the same cycle,
these oames being engaged by rollers 121 carried by the V-shaped levers 114. The cams 120 are driven at the speed of the camshaft 123, which rotates at half the speed of the camshaft. elbow shaft 110, by means of the pinions 122 mounted on the elbow shaft and on the camshaft.
In the. variant shown schematically in fig 8, the cam 120 is replaced by an exoentric,
As shown, the eccentric 152 is freely mounted on the elbow shaft 110 and is driven by pinions 150 at the speed of the camshaft, i.e. at half the speed. elbow shaft speed. A collar on the eccentric 152 actuates, via a connecting rod 151, the V-shaped levers 114.
The compression ratio can be modified by modifying the angle made by the arm 107 connected to the piston with the groove of the arm 109 by means of a nut 124 which can be turned by means of a lever 125 , which is carried by a collar 126 movable by an external control device indicated at 140 and maneuverable by hand or otherwise,
To vary the number of explosions per revolution of the engine, two or more pinions 131a and 132a are spared on the bent shaft 110, meshing with wheels 131 and 132 carried on sleeves on the shaft.
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engine 104 and rigidly joined to brake pulleys 138 and 139,
each of these pulleys can be grooved by means of a brake shoe 127 movable by means of a rod 128, a rod 130 and a lever
129 by means of an axis 128a operable by a hand wheel, which, for the clarity of the drawing, is shown displaced from its usual position.
This axis
128 a is used to actuate, via the fork
128b le, manohon 119, and it serves, through the intermediary of the arm 118 and the lever 116, to modify the position of the pivot 115 and consequently the position of the axis 137, so as to increase or reduce the lengths of the strokes and consequently the number of explosions per revolution of the motor. The gears 31, 32 are suitably enclosed and isolated from the rest of the mechanism by means of a housing 134.
To explain the operation of the engine, it is assumed that the engine is first rotated using external means, by hand, with the starter or the like. Cylinder 101 moves forward. One of the pinions 131a or 132a wedged on the end of the elbow shaft 110 and meshing with the wheels 131 or 132 (fig. 7), one of which is free, while the other is held fixed by a braking device such as that described and shown or otherwise, will rotate and rotate the elbow shaft: 110, which, in turn, as a result of this rotation, will cause the piston to stay back in relation to the cylinder.
We will thus have achieved a phase or a stroke, and we can assume that this stroke is the admission or suction stroke. Towards the end of this stroke, point 137 will be raised, by cam 0 or eccentric, V-shaped levers 114 and levers 112, After another half revolution of shaft 110, the system completes continuing to move forward and the pinions continuing to roll on that of wheels 131 or 132 which
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is fixed, the shaft bend 110 will move the piston 105 forward into the cylinder 101 at an accelerated rate, 'but since point 137 has been raised,
the amplitude of this stroke will be less than that of the intake stroke so as to leave the necessary space for compression.
At a point close to neutral, a known type of spark plug will ignite the mixture and produce the expansion stroke or working stroke. During this stroke, the cam 120 or the eccentric 152 will force the point 137, by means of the same members as before, to move towards the axis of the motor, thus increasing the amplitude of the relative movement between the cylinder and the piston, which will lengthen the expansion stroke, After a new half-revolution of the bent shaft 110, and point 137 having been brought back to its original position, the piston 105 will be returned to its starting point, almost evacuating the all of the burnt gases.
These various phases are represented in the diagram of FIG. 4, in which lines 155, 156, 157 and 158 represent the suction, compression, expansion and exhaust strokes, respectively. The same cycle of operations is then repeated. As a result of the point 137 being moved towards the central shaft during the expansion stroke, the piston will be able to perform a rearward movement which, transmitted by the connecting rod 111, will exert a traction on the elbow of the The shaft 110 by creating a torque, so that both the force exerted on the cylinder head and that exerted on the piston will be used directly to drive the system forward.
When working with a given number of explosions per revolution of the motor shaft 104, (this number being determined by the diameter of the wheels 131, 132 and others, if more than two wheels are used, and by the diameter of the pinions meshing with these wheels), point 115
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is a fixed point.
When it is desired to change the number of explosions and consequently the stroke or the length of the stroke, one of the wheels 131, 132 will be made fixed and another suitably chosen wheel will be braked by direct braking or by differential braking. , and at the same time we will move point 137 in the groove of the arm
109. This maneuver will be carried out by maneuvering a suitable transmission shown, by way of example, in FIG. 7.
The rotation of a handwheel 159 causes an internally threaded bush 135 to act on a screw 1288 and transmits the action through the rods 128, 129 on the brake pad 127, The number handwheel 159 also acts at the same time on the fork 128b and on the sleeve 119, the rod 118, the pivot 117 and the lever 116, which freely pivoting on the shaft 110 os will place the point 115, which, acting on the V-shaped levers 114, will move point 137 in the groove at another point in this groove.
At this new point or at any other point in the groove, the cam 120, acting by the levers 114 which pivot at 115, will always move the point 137 without modifying the point 115, which will produce the inequality. strokes without moving the levers 116. for any change of stroke, the compression ratio will be changed automatically, but, as indicated above. it may be desirable to vary this rate regardless of the stroke.
We will get there. as has already been explained, by means of the external control device indicated at 140 acting on a fork and on a sleeve 126 (fig. 7), on the rod 125, -and on the nut 124, which will allow to vary the distance between the arm 107 carrying the piston and the arm provided with the groove.
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The fuel mixture can be supplied to the engine by a carburetor housed at the hollow end of the shaft
104 through intake ducts 160 going to each cylinder and through valves of known type. The valve setting can be corrected automatically, analogously to that shown in Figures 4 and 5.
The embodiments are only examples and multiple modifications can be made to them without departing from the scope of the invention. It is obvious, for example, that in the embodiment of Figures 6 and 7, where. the cylinders and the shaft are rotating while one of the wheels 131 or 132 is held stationary, the engine could be used by holding the cylinders and the shaft fixedly, the power being transmitted through the intermediary transmission, such as 131 or 132.
Instead of moving the big end 137 in a slide of the arm 109, one could use any equivalent device making it possible to vary the length of the lever arm with which the connecting rod 111 attacks the arm 109, that is to say a slide movable on a slide, either telescopic levers or any other similar combination.
Likewise, in the connection which joins the piston 105 to the cylinder 101 by means of the connecting rod 111 and a crank 110, it is sufficient that one of the levers of this connection has an adjustable length, and this adjustable lever does not must not necessarily be the arm 109 as in the example of Figures 6 and 7. Thus, instead of varying the point of articulation of the connecting rod 111 on the arm 109, one could vary the length of the crank arm.
For this purpose, the elbow of the shaft 110 could be replaced for example by two plates for. each seen with a groove and the crank axle on which
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articulated the head of the bie1flYH% fluYoait take variable positions in the guide grooves of these plates, This crank axis would be integral with a contact member constantly pressing on a cone rotating with the shaft 110 and able slide along this shaft by means of a set of levers joined to a sleeve carried by the motor shaft 104.
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Rb, VMICATIONS.-
1.- 'A rotary engine in which one or more rotary engine groups around a central shaft are each formed of a piston sliding in a cylinder and joined to this cylinder by a connection comprising a connecting rod and a crank, characterized in that this connection between the piston (2, 54, 105) and the cylinder (la, 51,101) comprises a lever arm (11,55, 109) on which it is possible to vary the point of application (11b , 60, 137) of force so as to vary the length of the piston stroke in the cylinder.