<Desc/Clms Page number 1>
DEMARREUR A AIR COMPRIME SPECIALEMENT APPLIOABLE AUX MOTEURS' A EXPLOSION ET A COMBUSTION INTERNE.
On sait que pour mettre en route un moteur à ex- plosions, on emploie couramment des démarreurs éleotri- ques cnstutés par un moteur qui au moyen d'une démul- tiplioation, entraine l'arbre à vilebrequin ; ce moteur n'est en prise avec l'arbre qu'au moment de la mise en ,route', le débrayage se faisant aussitôt aprés, de sorte que le démarreur ne fonctionne que pendant des temps très cocts l'embrayage et le débrayage s'effectuant en général au moyen de l'appareil appelé Bendix.
Dans certains cas, lorsqu'il s'agit en particulier de mateurs à haute compression, oomme ceux utilisés sur les camions ou sur oertains bateaux, le démarreur
<Desc/Clms Page number 2>
électrique est impossible à employer car il exigerait des courants trop intenses. L'objet de la présente in- vention est un démarreur à air comprimé pouvant être utilisé dans tous les cas et présentant la même forme et les mêmes dimensions que les démarreurs électriques actuellement en usage afin de.pouvoir leur être, le cas échéant, substitué sans difficulté aucune.
Le démarreur suivant l'invention comprend un carter ou stator ayant la forme d'un cylindre de révolution autour de l'axe de l'arbre du moteur, et portant à une de ses extrémités une plaque percée des lumières d'ad mission et d'échappement, et à l'autre une came cylin drique limitée par des rampes inclinées.en sens inverse.
Le rotor se compose d'un barillet fixé sur l'arbre, et portant un certain nombre de cylindres avec des pistons dont les extrémités, munies de gaieté, appuient sur les rampes de la came ; les choses étant disposées de telle sorte que les cylindres dont les pistons sont en contact avec les rampes inclinées dans un certain sens soient en communication avec l'admission ou obturés pour lais- ser se produire la détente, les autres cylindres étant en communication aveo 1'échappemt la réaction de la came sur les pistons aura alors pour effet de donner au barillet un mouvement de rotation.
La description suivante et les figures annexées indiquent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre en coupe l'ensemble de l'appa- reil.
La figure 2 montre la plaque portant les lumières d'admission et d'éohappement.
La figure 3 montre l'ensemble du barillet vi par le bout, du côté de la cave.
La figure 4 est un schéma montrant le développe- ment de la came et les positions respactives des pistons,
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 6 est une coupe schématique d'une va- riante.
Le démarreur comprend (figure 1) un carter cu lindrique 1, portant un robinet de vidange 2 et un re- niflard 3 ce carter est fermé d'un côté par la plaque 4 portant la lumière d'admission 5 et la lumière d'é chappement 6, et de l'autre côté par une plaque 7 por- tant la came cylindrique 8. Cette came est formée d'un cylindre coaxial au carter 1, et limité par deux rampes, marquées en pointillé sur la figure, et qui sont en forme d'hélices inclinées également, mais en sens in- verse, sur les génératrices, et raccordées entre elles par des courbes convenables ; de la sorte, la came présente grossièrement l'aspect d'un cylindre de révo- lution coupé par un plan incliné obliquement sur son axe.
Le rotor du moteur se compose d'un barillet 9, alésé sur presque toute sa longueur de trous formant des cylindres tels que 11, 12 au nombre de six dans la machine représentée, dans lesquels se déplacent des pistons 13,14 qui portent des galets 16,16 s'appuyant -sur les bords de la came 9. La partie du barillet correspondant au fond de ,ces cylindres reste toujours en contact avec la plaque 4, les fond des divers cy lindres sont percés d'iovuertures circulaires telles que 17, 18 d'un diamètre inférieur à celui des cylindres.
Le barillet est monté sur l'arbre 19, au moyen par exem- ple d'une clavette, de telle sorte que le barillet et l'arbre sont solidaires. L'arbre peut coulisser lon- gitudinalement pour permettre à la face du barillet portant les lumières 17-18 de venir en contact avec la plaque 4, cela étant nécessaire pour assurer l'étan- chéité au passage de l'air. Le rappel du barillet vers la plaque 4 est produit par un ressort 25 qui, buté par 1,$écrou 26, prend appui sur le roulement 24.
<Desc/Clms Page number 4>
Le fonctionnement est aisé . comprendre en se reportant à la figure 4, qui représente chématiquemetn la came supposée développée sur un plan, et indique les positions des galets et pistons correspondants aux dit- férents cylindres. Les pistons 13 !3 13 sont sou- mis à l'action soit de l'air admis par la lumière 6 et l'orifice 17' soit de l'air 'se détendant. Ils appuient donc, par l'intermédiaire des galets le,15', 15 sur la came 8; la réaction F de cette pièce sur le galet 15' (figure 4) par exemple est oblique et par suite a une composnte f perpendiculaire l'axe de l'appareil, qui aura pour effet, la oame étant impbile de faire tourner l'ensemble du barillet.
Par suite de ce mouvement, les pistons 14, 14'., 14" sont repoussés vers le fond de leurs cylindres respectifs, ce quittait sans diffi- cultés, les orifices 18' et 18" de ces cylindres étant alors en communication avec l'orifioe d'échappement.
La dimension de la lumière d'admission 6 (figure
2) est déterminée de telle sorte qu'un cylindre ne soit en rapport direct avec la conduite 20 amenant l'air oom- primé, que pendant une fraction de la course oorrespon- dante de son piston ; pendant le reste de la course l'air travaille par détente par exemple sur une ma- chine construite par l'inventeur, et conforme aux fi- gures ci-jointes, les courses aller et retour de chaque piston correspondant à une rotation de 180 l'admission d'air se fait par l'ouverture 5 pendant une rotation de
70 environ et l'air travaille par détente pendant les
1100 restant.
Etant donné qu'il y a six pistons, on voit que l'admission totale représente un angle de
70 g 6 = 204 o'est-à-dire qu'il 1 aura toujours un ou deux cylindres dans la position d'admission et que, par suite, il n'existera pas de point mort.
L'ouverture d'échappement 6 est disposée de façon que cet échappement soit arrêté pour un cylindre un peu avant que le piston ocrrespondant arrive à fond
<Desc/Clms Page number 5>
de course; de la sorte il se produit un matelas d'air qui sert d'amortisseur et empêche ce piston de prendre, par forée vive,, un mouvement trop rapide qui ferait perdre au galet le contact de la came. on remarquera aussi sur la figure que les lumières
17,18 percées au fond des cylindres sont alésées à un diamètre moindre que celui des cylindres.
Il en résulte qu'il s'exerce sur le fond des cylindres une pression qui a pour effet d'appliquer le barillet oontre le. plaque 4 et d'assurer l'étanohéité en renforçant l'effet du ressort
25
Sur le démarreur représenté à titre d'exemple sur les figures annexées,, il n'y a pour chaque tour de baril- let qu'une seule course aller et retour des pistons; .nais il est évident qu'en faisant une came présentant plusieurs groupes de deux rampes inclinées en sens inver- se et en fermant le carter par une plaque pourvue d'un nombre égal de groupes de lumières d'admission et d'écha- pement en obtiendrait pour chaque tour du barillet ce même nombe de courses aller et retour des pistons.
Enfin le démarreur représenté sur la figure 1 est muni du dispositif connu sous le "Bendix" consistant, comme on le sait, en un pignon 21 qui se visse sur l'ex- trémité filetée 2 de l'arbre, et peut, en se déplaçant longitudinalement, venir en prise avec une roue dentée (non représentée) entraînant l'arbre à vilebrequin.Tout autre moyen demise en prise du pignon 21 avec l'en* grenage du vilebreuqin pourra être employé.
En effet le "Bendix" est brutal, et dans le domaine des démarreurs électriques, certains contructeur ont tenté dermeplace par des dispositifs électromagnétiques, par exemple un électro-aimant qui se met en action quand le courant traverse le démarreur, et fait coulisser le pignon sur l'arbre.
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
r""al,mj f...,' le pignon Dans la variante de la figure 5 le pignon soll - daire des mouvements de rotation de 1,'arbre du démarreur peut glisser sur cet arbre; ce dernier est crexu et à 1,*intérieur peut se déplacer un piéton solidaire du pignon et qu'un ressort tend à maintenir dans la position pour laquelle ce pignon n'est pas en prise aveo la denture du moteur.
Lors du démarrage, le gaz comprimé actionnant le démarreur pénètre dans l'arbre et pousse le piéton, amenant le pignon en prise avec la denture du Buteur.
Il est bien évident qu'un tel dispositif est applicable à tout démarreur et non pas uniquement à ceux du type décrit ci-dessus.
Sur la figure 5 le barillet 9 portant les pistons 13 et 14 terminés par des galets 15 et 16 roulant sue la rampe 8 est fixé sur l'arbre creux 31, supporté par le palier à bille 3 le palier 33 et au besoin le pa - lier extrême 34, Dans cet arbre coulisse le pisten 3 relié par la clavette 38 passant par des lumières allon- gées 37 pratiquées dans 1 arbre, avec le manchon 38 portant le pignon 21 qui doit être ou non en prise avec la roue dentée 39 solidaire du moteur. Le manchon 38 coulisse sur l'arbre creux 31 et est entraîné par lui au moyen de cannelures droites.
Le ressort 41 est fixé d'une part à la clavette 42 fixée à l'extrémité borgne de .1'arbre creux 31 et d'autre part au piston 35 tend à tirer ce dernier vers la droite, libérant ainsi le pignon 21 de la prise avec la roue 39.
Dans la oulasse 43 est pratiqué le conduit 5 qui, comme expliqué, amène au barillet 9 le fluide sous pression, de l'air comprimé par exemple, destiné à l'actionner; un canal 44 permet à cet air-de pénétrer
<Desc/Clms Page number 7>
dans la. chambre 45 et de là par la lumière 46 à 1'inté rieur de 1'arbre creus 31 ,,< L'étachéité de la chambre 45 est assurée par les cuirs emboutis 47 et 48 ce dernier étant serré entre deux rondelles 49 et 60 par les écroua 51 et par suite rendu solidaire de larbre creux 31
Le fonctionnement se comprend alors aisément :
dès que l'air comprimé pénètre dans la conduite 5, en même temps qu'il metn en marche le barillet, et par suite fait tourner 1*arbre, il pénètre par 44,45 et 46 à l'intérieur 1 de cote arbre et repousse vers la gauche le piston 35 malgré le ressort antagoniste 41, ce qui a pour effet de mettre en prise le pignon 21 et la roue dentée 39
Dès que 1*arrivée d'air comprimé est arrêtée, le piston revient vers la droite sous inaction du ressort et le démarreur se trouve débrayé du moteur.
Le barillet setrouve appliqué contre la culasse d'un part,'par la pression existant dans ce barillet par suite de la différence qui existe entre le diamètre des pistons et celui des lumières percées au fond du barllet, ainsi qu'll est expliqué et da'utre part par la poussée qu, s'excre sur le cuir embouti 48 et qui se transmet à l'arbre de 1'appareil le
Cette dernière disposition est utile avec le démarreur du type décrit,mais elle pourrait devenir superflue avec un démarreur d'un autre système et dans ce cas l'étanchéité de la chambre 45 pourrait êtr assurée par en'mprt quel moyen.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
COMPRESSED AIR STARTER SPECIALLY APPLIOABLE TO EXPLOSION AND INTERNAL COMBUSTION ENGINES.
It is known that in order to start an explosion engine, electric starters are commonly used, controlled by an engine which, by means of a reduction, drives the crankshaft; this motor is only engaged with the shaft when it is started up, the clutch being released immediately afterwards, so that the starter only operates for very short periods of time, the clutch being engaged and disengaged. 'performing in general by means of the apparatus called Bendix.
In some cases, particularly when it comes to high compression dies, such as those used on trucks or on certain boats, the starter
<Desc / Clms Page number 2>
electric is impossible to use because it would require too intense currents. The object of the present invention is a compressed air starter which can be used in all cases and has the same shape and the same dimensions as the electric starters currently in use in order to be able to be substituted for them, if necessary. without any difficulty.
The starter according to the invention comprises a casing or stator having the shape of a cylinder of revolution around the axis of the motor shaft, and carrying at one of its ends a plate pierced with ports of admission and d. exhaust, and at the other a cylindrical cam limited by inclined ramps. in the opposite direction.
The rotor is composed of a barrel fixed on the shaft, and carrying a certain number of cylinders with pistons, the ends of which, provided with gaiety, press on the ramps of the cam; the things being so arranged that the cylinders whose pistons are in contact with the ramps inclined in a certain direction are in communication with the inlet or closed to allow the expansion to occur, the other cylinders being in communication with the inlet. 'escaping the reaction of the cam on the pistons will then have the effect of giving the barrel a rotational movement.
The following description and the appended figures indicate by way of example one embodiment of the invention.
FIG. 1 shows the entire apparatus in section.
Figure 2 shows the plate bearing the intake and exhaust ports.
Figure 3 shows the entire barrel vi from the end, on the cellar side.
Figure 4 is a diagram showing the development of the cam and the respective positions of the pistons,
<Desc / Clms Page number 3>
Figure 6 is a schematic section of a variant.
The starter comprises (figure 1) a cylindrical casing 1, carrying a drain cock 2 and a breather 3 this casing is closed on one side by the plate 4 carrying the intake port 5 and the exhaust port. exhaust 6, and on the other side by a plate 7 carrying the cylindrical cam 8. This cam is formed by a cylinder coaxial with the housing 1, and limited by two ramps, marked in dotted lines in the figure, which are in the form of propellers also inclined, but in the opposite direction, on the generators, and connected together by suitable curves; in this way, the cam roughly presents the appearance of a revolution cylinder cut by a plane inclined obliquely on its axis.
The motor rotor consists of a barrel 9, bored over almost its entire length of holes forming cylinders such as 11, 12, six in number in the machine shown, in which 13, 14 pistons move which carry rollers 16,16 based on the edges of the cam 9. The part of the barrel corresponding to the bottom of these cylinders always remains in contact with the plate 4, the bottoms of the various cylinders are pierced with circular iovertures such as 17 , 18 of a diameter smaller than that of the cylinders.
The barrel is mounted on the shaft 19, for example by means of a key, such that the barrel and the shaft are integral. The shaft can slide longitudinally to allow the face of the barrel carrying the slots 17-18 to come into contact with the plate 4, this being necessary to ensure airtightness to the passage of air. The return of the barrel towards the plate 4 is produced by a spring 25 which, abutted by 1, $ nut 26, bears on the bearing 24.
<Desc / Clms Page number 4>
Operation is easy. understand by referring to Figure 4, which chemically represents the cam assumed developed on a plane, and indicates the positions of the rollers and pistons corresponding to the said cylinders. The pistons 13! 3 13 are subjected to the action of either the air admitted by the port 6 and the orifice 17 'or of the expanding air. They therefore press, via the rollers 15 ', 15 on the cam 8; the reaction F of this part on the roller 15 '(figure 4) for example is oblique and therefore has a component f perpendicular to the axis of the device, which will have the effect, the oame being unable to rotate the assembly of the barrel.
As a result of this movement, the pistons 14, 14 '., 14 "are pushed back towards the bottom of their respective cylinders, leaving without difficulty, the orifices 18' and 18" of these cylinders then being in communication with the exhaust port.
The dimension of the intake port 6 (figure
2) is determined so that a cylinder is in direct connection with the pipe 20 supplying the compressed air, only during a fraction of the oorrespon- ding stroke of its piston; during the rest of the stroke the air works by expansion, for example on a machine built by the inventor, and in accordance with the attached figures, the outward and return strokes of each piston corresponding to a rotation of 180 l air intake is through opening 5 during a rotation of
70 approximately and the air works by relaxation during the
1100 remaining.
Since there are six pistons, it can be seen that the total intake represents an angle of
70 g 6 = 204 o that is to say that there will always be one or two cylinders in the intake position and therefore there will be no neutral point.
The exhaust opening 6 is arranged so that this exhaust is stopped for a cylinder a little before the corresponding piston reaches the bottom.
<Desc / Clms Page number 5>
race; in this way an air mattress is produced which acts as a shock absorber and prevents this piston from taking, by live drilling, too rapid a movement which would cause the roller to lose contact with the cam. we will also notice in the figure that the lights
17,18 drilled at the bottom of the cylinders are bored to a smaller diameter than that of the cylinders.
As a result, a pressure is exerted on the bottom of the cylinders which has the effect of applying the barrel against the. plate 4 and ensure the etanoheity by strengthening the effect of the spring
25
On the starter shown by way of example in the appended figures, there is for each revolution of the barrel only one outward and return stroke of the pistons; But it is obvious that by making a cam having several groups of two ramps inclined in the opposite direction and by closing the housing by a plate provided with an equal number of groups of inlet and outlet ports this same number of piston strokes would be obtained for each revolution of the barrel.
Finally, the starter shown in FIG. 1 is provided with the device known under the "Bendix" consisting, as is known, of a pinion 21 which is screwed onto the threaded end 2 of the shaft, and may, by moving longitudinally, engaging with a toothed wheel (not shown) driving the crankshaft. Any other means of engaging the pinion 21 with the crankshaft engagement may be employed.
Indeed the "Bendix" is brutal, and in the field of electric starters, some manufacturers have tried to replace it by electromagnetic devices, for example an electromagnet which is activated when the current passes through the starter, and makes the pinion slide. on the tree.
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
r "" al, mj f ..., 'the pinion In the variant of FIG. 5, the pinion biasing the rotational movements of the starter shaft can slide on this shaft; the latter is crexu and at 1, * inside can move a pedestrian secured to the pinion and that a spring tends to maintain in the position for which this pinion is not engaged with the teeth of the engine.
When starting, the compressed gas actuating the starter enters the shaft and pushes the pedestrian, bringing the pinion into engagement with the teeth of the Striker.
It is obvious that such a device is applicable to any starter and not only to those of the type described above.
In Figure 5 the barrel 9 carrying the pistons 13 and 14 terminated by rollers 15 and 16 rolling on the ramp 8 is fixed on the hollow shaft 31, supported by the ball bearing 3 the bearing 33 and if necessary the pa - end link 34, In this shaft slides the piston 3 connected by the key 38 passing through elongated slots 37 made in 1 shaft, with the sleeve 38 carrying the pinion 21 which must or not be in engagement with the toothed wheel 39 integral of the motor. The sleeve 38 slides on the hollow shaft 31 and is driven by it by means of straight splines.
The spring 41 is fixed on the one hand to the key 42 fixed to the blind end of the hollow shaft 31 and on the other hand to the piston 35 tends to pull the latter to the right, thus freeing the pinion 21 from the taken with the wheel 39.
In the oulasse 43 is formed the conduit 5 which, as explained, brings to the cylinder 9 the pressurized fluid, compressed air for example, intended to actuate it; a channel 44 allows this air to penetrate
<Desc / Clms Page number 7>
in the. chamber 45 and from there by the light 46 inside the hollow shaft 31 ,, <The seal of the chamber 45 is ensured by the pressed leathers 47 and 48 the latter being clamped between two washers 49 and 60 by locked them 51 and consequently made integral with the hollow shaft 31
Operation is then easily understood:
as soon as the compressed air enters the pipe 5, at the same time as it starts the barrel, and consequently makes the shaft turn, it enters through 44,45 and 46 inside 1 on the shaft side and pushes the piston 35 to the left despite the antagonist spring 41, which has the effect of engaging the pinion 21 and the toothed wheel 39
As soon as the compressed air supply is stopped, the piston returns to the right under inaction of the spring and the starter is disengaged from the engine.
The cylinder is found applied against the cylinder head on the one hand, by the pressure existing in this cylinder as a result of the difference which exists between the diameter of the pistons and that of the holes drilled at the bottom of the barrel, as is explained and da on the other hand by the thrust which is exerted on the crimped leather 48 and which is transmitted to the shaft of the apparatus.
This last arrangement is useful with the starter of the type described, but it could become superfluous with a starter of another system and in this case the sealing of the chamber 45 could be ensured by whatever means.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.