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BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX MOYENS POUR ENGENDRER UN MOUVEMENT RADIAL ET RECTILIGNE D'ELEMENTS D'UN SYSTEME TOURNANT,DANS UN SYSTEME TOURNANT EXCENTRE PAR RAPPORT AU PREMIER.
Par mécanisme à cercle de Cardan, on entend, ainsi qu'on le sait, le cas particulier d'un mécanisme hypocycloïde dans lequel le cercle primitif de la roue interne présente un diamètre égal à la moitié de celui de la roue externe, de façon que la développan- te de la roue interne forme une ligne droite passant par le centre de la roue externe ou grande roue.
C'est pour cette raison que les mécanismes de ce genre sont également employés pour réaliser le déplacement rectiligne de certaines pièces ou organes montés entre deux systèmes qui tour- nent l'un par rapport à l'autre avec la même vitesse angulaire re- lative. En pratique toutefois ces agencements n'ont pu acquérir d' importance, le mécanisme à cercle de Cardan étant instable de na- ture et sa stabilisation nécessitant l'emploi d'organes de guidage spéciaux ce qui entraine des pertes par frottement inutiles.
Ces inconvénients sont supprimés, conformément à l'inven- tion, en réunissant les centres des cercles de Cardan par les accou- plements tournants d'un mécanisme à bielles parallèles. Dans ce dis- positif le petit cercle de Cardan se meut comme si le grand cercle de Cardan était fixé sur la bielle du petit cercle de Cardan qui
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se trouve dans la direczion de cette bielle, on obtient le mouve- ment rectiligne cherché sans devoir recourir à des guides supplé- mentaires pour assurer ce mouvement.
Si par exemple on fait usage d'un mécanisme conforme à l'invention pour réunir entre eux les cylindres et pistons des mo- teurs tournants, rien qu'en supprimant les pertes dues au frotte- ment on réussit à transformer l'effort moteur en travail avec un ren- dement dont la valeur n'a pu, jusqu'à présent, être atteinte dans les machines à piston.
En outre en employant une comraande à bielles parallèles on réalise un mouvement alternatif opposé en direction radiale des deux systèmes tournants, c'est à dire des pistons et cylindres, dont la réaction est mise à profit pour accroitre le rendement.
L'invention est, dans son principe, représentée dans les dessins annexés, qui l'illustrent en partie d'une façon schéma- tique et en partie sous forme de réalisations pratiques, et elle est exposée plus en détail dans la description qui suit.
Dans les dessins :
Figures 1 à 3 montrent schématiquement le principe du nou- et veau procédés/les diverses positions des organes résultant de la ro- tation du système a et b autour des axes x et y.
Figures 4 à 6 montrent l'application de l'invention à un moteur pourvu d'un système de cylindres intérieurs; la figure 5 est une coupe pratiquée suivant la ligne A-A de la fig. 4 et la fi- gure 6 est une coupe pratiquée suivant la ligne B-B de la figure 4.
Figures 7 et 8 montrent l'application de l'invention à un moteur à cylindres extérieurs; la figure 8 représentant une coupe pratiquée suivant la ligne C-C de la figure 7.
On supposera (figures 1-3) que le grand cercle de Cardan k' est fixé au cylindre K du système a à une certaine distance de son centre x de rotation. Le petit cercle de Cardan K" est monté de façon à tourner à l'extrémité de la bielle t qui appartient au systè- me b et dont la longueur est égale à x z. Si l'on prend le rayon v du petit cercle de Cardan égal à l'excentricité u des deux systèmes a et b, chacun des points du petit cercle de Cardan décrira, lors
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autour de la rotation des deux systèmes a et b des axes X et y, une ligne droite dans le système a. Parmi ces lignes droites qui toutes pré- sentent une inclinaison différente sur la direction xz, l'une d'elles concorde avec cette dernière direction.
Si, sur cette droite parti- culière on articule, au point m, la tige de piston 1, cette dernière se déplacera toujours dans la direction de l'axe xz du piston,
L'application de ce simple mécanisme à cercle de Cardan, par exemple à des moteurs à combustion tournants procure un guidage rectiligne du piston. Si toutefois le mécanisme doit fournir de la force motrice engendrée par le cylindre et le piston, un dispositif supplémentaire devient nécessaire. Un dispositif de ce genre consis- te, en un accouplement ou un mécanisme à bielles parallèles qui va¯ permet être décrit et qui par l'intermédiaire du mécanisme de Cardan de transformer les efforts moteurs du piston en moments de rotation du système des cylindres.
Conformément à l'invention, le système à cercle de Cardan est exécuté ou en principe réalisé de façon essentiellement nouvelle en ayant recours à un mécanisme dont la fonction est de communiquer un mouvement concordant à une manivelle n qui fait partie du petit cercle de Cardan. Dans ces conditions, le petit cercle de Cardan @ exécute un mouvement de rotation de même vitesse angulaire et dans le même sens par rapport à la bielle t que le mouvement de cette bielle dans la partie passive du système. Une roue dentée im- mobile en rotation exécutera par rapport à la bielle 1 une rotation de sens opposé et de même grandeur.
Si donc on dispose une roue den- en rotation tée o', maintenue immobile, et si on engrène cette roue avec une roue dentée de même grandeur, o, fixée sur la manivelle n, cette der- nière roue exécutera le même mouvement que si elle était actionnée par les cercles de cardan. Pour que la roue dentée o' reste immobile en rotation tandis que le système b tourne, on peut avoir recours à un mécanisme articulé à bielles parallèles dont l'élément n'est assem-, blé à demeure avec la roue dentée o' et sa grandeur est égale à l'excentricité u, tandis que les bielles tournantes g et r, formées par les systèmes a et b, sont de même longuar.
Si dans le système a et b on agence plusieurs mécanismes
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du genre défini, de manière que les axes des cylindres k cou- pent l'axe x, on obtient une commande pour une machine à pistons en étoile, à cylindres tournants,comme il est représenté aux figures 4 à 6. Le bloc a des cylindres est monté de façon à tourner sur 1' axe x. Selon que la machine à pistons doit fonctionner comme mo- teur, ou comme pompe ou compresseur, le bout d'arbre c" (figures 5 et 6) sera moteur ou commandé.
Le carter extérieur du moteur, b, est monté de façon à tourner autour de l'axe 3..excentré de la va- leur u par rapport à l'axe x. Le support des deux axes de rotation x et y est fourni de part et d'autre par les paliers et c' Dans le bloc des cylindres on monte, concentrique à l'axe x,une tubulure ou buselure d rigidement assemblée au palier c. Le bloc des cylin- dres tourne donc ainsi sur la buselure ou tubulure f ixe. Cette der- nière est subdivisée par une cloison en deux chambres f et g (fig.4) qui peuvent être mises en communication, par deux ouvertures appro- priées, h et 1, avec les divers passages des cylindres k.
Ces deux chambres servent, suivant les cas, et en combinaison avec des condui- ses f' et g' à l'aspiration et l'échappement ou à l'aspiration et la compression. Dans les quatre logements k du bloc des cylindres on monte des pistons 1 reliés, par les boutons de manivelle m et n et l'intermédiaire d'un plateau de manivelle o, avec le carter ex- terne excentré b. Pour assurer une rotation uniformé des organes tournants de la machine, on a recours'à'des éléments d'accouplement o' Ces éléments sont des plateaux à manivelle dont des boutons n' sont montés de façon à tourner dans le carter tournant externe et des boutons p sont montés de façon à tourner dans ie bloc tournant inter- ne, la distance entre les centres'des boutons de manivelles n' et p étant égale à l'excentricité u.
Les plateaux de manivelle o et o' sont dentés, à leur périphérie et constamment en prise et tournent uni. fermement car la distance entre'le centre des boutons manivelle m et n a également comme valeur celle de l'excentricité u.-
Au lieu de monter les cylindres à l'intérieur et les pis- tons à l'extérieur, comme le montrent les figures 4 et 6, on peut avoir recours à la disposition inverse. Un exemple de cette disposi- tion est représenté aux figures 7 et 8.
Le bloc a des cylindres comportant des conduites d'admis-
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sion et d'évacuation f et g' controlées suivant les besoins, est tournant monté/sur axe x. L'ensemble tournant interne b est monté de façon à tourner sur l'axe y. qui est excentré par rapport à l'axe x de la ' valeur u. Les deux ensembles tournants a et b sont suppor- tés de part et d'autre par des paliers c et c'. Dans les quatre loge- ments de cylindres K on monte des pistons 1 reliés par des boutons de manivelle m et des manivelles s à l'ensemble tournant¯interne, excentré, b.
Pour assurer une rotation uniforme des organes tournants de la machine, on a recours à dès axes ou pivots d'accouplement n et ni. L'axe ou pivot n' est monté dans les parois latérales du bloc des cylindres extérieur a et l'axe ou pivot n est monté en en- gagement avec l'élément tournant interne b. Les deux axes ou pi- vots sont reliés entre eux, par exemple par des roues dentées o'
Les deux axes ou pivots n et n' sont montés dans l'organe d'accou- plement o' à un intervalle égal à la valeur u de l'excentricité des deux ensembles tournants a et b. Les roues o' engrènent avec des roues o assemblées à demeure aux boutons des manivelles s.
Pour as- surer la rotation des deux ensembles tournants excentrés à la même vitesse angulaire, c'est à dire pour compenser leurs vitesses péri- phériques relativement différentes, la distance entre le centre des choisie boutons de manivelle et le centre des manivelles est/, égale à la va- leur de l'excentricité u, de façon que le centre du bouton de manivel le se déplace suivant une circonférence dont le rayon est égal à la valeur de l'excentricité u.
Il va de soi que l'emploi comme arbre moteur de l'arbre de l'ensemble externe au lieu de celui de l'ensemble interne comme représenté dans le dessin, est uniquement une question de construc- tion.
Le processus ou cycle de fonctionnement des cylindres est également indifférent. On peut tout aussi bien utiliser le cycle à deux temps ou à quatre temps que le cycle Diesel. Dans le cycle à deux temps, on peut employer une partie des cylindres comme cylindres d'alimentation et cylindres de débit tandis que les autres fonctionnent comme cylindres moteurs. On peut
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également, notamment dans la réalisation des figures 7 et 8,réunir par une tige les pistons avec leurs manivelles. En ce cas il est possible, en prévoyant un fond de cylindre intérieur d'employer un même cylindre à la fois comme cylindre moteur(dans sa partie ex- térieure) et comme cylindre de débit (dans sa partie intérieure) pour l'exécution du cycle à deux temps.
Il faut naturellement pré- voir dans ce cas des canaux de distribution appropriés dans les pa- rois de cylindre. A ce sujet, comme d'ailleurs d'une façon générale en ce qui concerne la disposition des conduites d'aspiration et d' échappement, la commande. de l'allumage etc.., ou encore les condui- tes d'aspiration et de refoulement quant il's'agit de pompes ou de compresseurs, on peut avoir recours aux agencements les plus divers.
Bien que l'invention ne soit nullement limitée à des mo- teurs ou à des machines motrices à cylindres tournants, il convient de faire remarquer que l'application d'un dispositif conforme à l'in- vention procure les résulzats suivants :
1 ) les forces dites de Corioliss, c'est à dire les pertes dûes aux frottements par réaction des forces agissant sur les pistons sont rendues utiles pour le rendement de la machine. On augmente ain- si le rendement de'cette dernière ;
2 ) On obtient un autre accroissement important du rendement du fait que les deux systèmes sont automatiquement accouplés. en ce que leur déplacement radial opposé se traduit par une réaction qui correspond au moment de rotation commun.
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