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Moteur à combustion interne.
Rudolf TUTSCHEE et Alfred JANISCH
L'invention concerne un moteur à combustion interne dans lequel, d'une part, à la périphérie d'une botte ou carter, circulaire à l'intérieur, sont disposés des cylindres dont les tiges de piston sont guidées rectilignement et, d'autre part, sur un axe est disposé dans la botte ou carter un plateau ou un arbre qui comporte une ou plusieurs cames à gradins (plans inclinés) à la suite ou à côté les unes des autres, les pistons agissant pendant l'explosion sur ces cames, le piston lancé en avant glissant par sa tige sur le plan incliné et mettant ainsi en rotation le susdit plateau ou arbre, de telle manière que la force développée dans le cylindre est transmise à l'arbre et que, quand l'explosion a eu lieu,
la cave ascendante qui se déplace repousse de nouveau le piston dans le cylindre par l'intermédiaire de la tige de piston, le piston exécutant ainsi le temps de compression.
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Le dessin annexé donné à titre d'exemple montre plusieurs formes d'exécution de l'invention.
La fig.l est une vue en coupe longitudinale verticale d'un moteur à combustion conforme à l'invention et comportant deux plans inclinés et deux cames séparées, disposées sur un plateau l'une à la suite de l'autre.
La fig.2 est une vue en coupe verticale transversale du susdit moteur.
La fig.5 est une vue montrant deux plateaux de cames juxtaposés comportant chacun un gradin.
La fig.4 est une vue en coupe correspondante avec le carter.
La fig.5 est une vue de face d'un arbre à cames sur lequel sont disposées plusieurs cames juxtaposées.
La fig.6 est une vue en coupe longitudinale et une vue latérale correspondante.
Les figs.7 et 8 sont des vues montrant une forme d'exécution qui comporte une came extérieure.
La fig.9 est une vue d'un moteur, dans lequel les tiges de piston agissent sur les extrémités d'un levier à deux bras qui peut osciller autour d'un point fixe et commandent par ces extrémités les plateaux de cames.
Les figs.10, 11 et 12 sont des vues qui montrent différentes dispositions de refroidissement des cylindres.
La fig.13 est une vue d'un exemple de dispositif de guidage des tiges de piston par des galets sur la came.
Dans l'enveloppe ou carter 1, cylindrique inté- rieurement est monté sur l'arbre moteur 2 un plateau 3 qui présente une ou plusieurs rampes de came avec un ou plusieurs gradins (plans inclinés) 4. Les rampes de came commencent au point le plus bas des gradins 4 et montent progressivement jusqu'au point le plus haut d'un autre gradin. Le plateau de
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cames peut être divisé en plusieurs secteurs disposés à la suite les uns des autres et comportant chacun un gradin et une rampe.
A la périphérie de l'enveloppe 1 sont disposés un nombre quelconque de cylindres 5 avec pistons 6 et tiges de piston 7, ces dernières étant guidées rectilignement. Les tiges de piston 7 comportent à leurs extrémités libres des galets de roulement 8 qui roulent sur les cames 4,4a.
On a recours, pour maintenir les tiges de piston 7 en liaison constante avec la came, ce que produisent déjà par elles-mêmes la compression et l'explosion, par exemple à des contre-galets 9 de préférence montés élastiquement et qui sont en contact par en-dessous avec les rebords de la couronne de roulement construite en forme de T (fig.2).
On pourrait, pour obtenir une liaison constante des tiges de piston 7 avec la came, utiliser aussi une action électromagnétique, ou l'on peut, comme montré par exemple à la figure 4, fixer les galets 8 dans l'enveloppe 1 par l'intermédiaire de ressorts 10. On peut aussi, comme montré à la figure 13, faire glisser les galets dans des guidages latéraux 11 ajustés sur la came ou établis eux-mêmes en forme de came. Dans ce dernier cas il suffit aussi d'établir ce guidage seulement sur une certaine longueur de la came, cette longueur commen- çant en fait un peu avant la pointe de la came et finissant un peu après le plan incliné de came, pour saisir en ce point la tige de pistion d'un dylindre qui aurait fait un raté. On peut de plus monter les guidages 11 élastiquement.
A côté de l'enveloppe 1, pour aspirer les gaz brûlés, est disposée une chambre 12 à laquelle sont raccordés les tuyaux d'évacuation 13 des cylindres 5. A la chambre 12 est relié un ventilateur 14 qui aspire les gaz d'échappement sortant de cette chambre et les refoule à l'extérieur par un tuyau ou une tubulure 15 (fig.2). Le ventilateur 14
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est commandé par l'arbre 2.
Le moteur à combustion fonctionne de la manière suivante :
Les cylindres 5 sont montés de telle manière qu'ils forment avec leurs pistons et tiges de piston un angle approprié par rapport aux plans inclinés 4 de la came, aussitô t que la rampe de came 4a a mis le piston dans sa position de compression la plus haute et que ce dernier est arrivé devant le plan incliné 4; à ce moment se produisent aussi l'allumage et l'explosion, le piston est lancé en avant avec sa tige, la tige de piston glisse vers le bas sur le plan incliné 4 et pousse le plateau latéralement, le mettant par suite en mouvement autour de son axe.
Chaque cylindre et chaque piston travaillent ainsi de telle manière que la came soit actionnée en rotation de manière ininterrompue et que l'on obtienne une action continue de la force produite par l'explosion sur cette came et une transmission de ladite force à l'arbre 2 sur lequel on la recueille. Aussitôt que la tige de piston a atteint l'extrémité inférieure du plan incliné de la came, la longueur de ce plan étant réglée selon la course du piston, la came en mouvement oblige ladite tige à monter sur elle, ce qui fait revenir dans sa position primitive le piston qui, pendant Ion mouvement de retour, exécute le temps de compression.
Les cylindres peuvent travailler séparément ou par paires ou aussi en même temps en groupes ; ils provoquent une rotation continue et uniforme du plateau de cames avec l'arbre 2 de la même manière que cela se produit dans une turbine, en conséquence complètement sans chocs et sans points morts, ces derniers étant supprimés par le fonctionnement alternatif des différents cylindres et le fonctionnement successif de ceux-ci à de courts intervalles-
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plus basse après l'explosion, il libère l'ouverture d'échap- pement 16 du cylindre ; gaz brûlés passent par le tuyau 13 dans la chambre 12 et sont de là évacués vers l'extérieur par le ventilateur 14, comme on l'a indiqué plus haut.
A l'effet de faciliter la montée de la tige du piston sur la rampe de came et ainsi d'adoucir les pressions latérales produites, également pour abaisser le nombre de tours, on a recours à une autre forme d'exécution selon laquelle on n'établit sur un plateau de cames 4a qu'un gradin 4 etl'on dispose de préférence deux tels plateaux de cames en juxtaposition ou l'on établit sur un plateau unique deux telles cames juxtaposées, comme montré aux figures 3 et 4.
Les cylindres sont alors décalés latéralement dans l'enveloppe et l'on fait agir alternativement un cylindre sur l'un des plateaux de cames ou sur l'une des cames et le cylindre suivant sur l'autre plateau ou l'autre came. Cette dispositior permet de plus de diminuer le diamètre des plateaux, car la rampe de cana est plus longue. La position juxtaposée ou le décalage latéral des cylindres est visible aux figures 5 et 6, dans lesquelles est montré un arbre comportant par exemple trois cames 4a juxtaposées avec plans inclinés 4.
Aux figures 7 et 8 est montrée une forme d'exécution du moteur à combustion dans le cas où l'on a recours à des pistons agissant sur une came et dans laquelle la came 4a est disposée à l'extérieur. Les cylindres 5 et les pistons 6 sont dans cette disposition montés de manière fixe perpendi- culairement ou radialement à l'axe moteur 2 dans l'enveloppe ou carter 1, l'axe 2 passant à travers une culasse commune à ces cylindres. A l'axe 2 disposé dans le carter 1 est reliée, de manière fixe, la came 4a qui, dans ce cas, présente la forme d'une pièce à rebords ou d'une bride (fig.8). Des ressorts 20 assurent le contact constant de la tige de piston 7 avec la came.
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A la figure 9, on a montré une autre forme d'exécution d'un moteur à combustion conforme à l'invention dans laquelle les pistons agissent sur des plateaux de cames.
Dans cette disposition, les tiges de piston sont reliées avec les extrémités d'un levier 21 à deux bras qui peut osciller autour d'un point fixe et glissent par ces extrémités ensemble sur deux plateaux de cames 4 indépendants l'un de l'autre et comportant des gradins. Les axes des plateaux sont reliés l'un à l'autre par des chatnes ou des organes similaires pour transmettre la force en un point et pour la recueillir sur l'un des axes.
On assure le refroidissement des cylindres en les entourant, à la manière connue, d'une chemise. Comme ces cylindres sont disposés en étoile, on fait passer à travers l'intervalle en forme de V existant entre les cylindres, des tubes 17 comportant de préférence des ailettes de refroidissement ou on relie par un ou plusieurs tubes 18 la partie supérieure d'une chemise de cylindre à la partie inférieure de la chemise de cylindre voisine (figs,10,11), ou bien encore on intercale dans le susdit intervalle un réservoir à eau 19 servant d'élément de refroidissement, comme montré à la figure 12. Dans les deux premiers cas on a recours à un refroidissement par siphon, au contraire dans le dernier cas on provoque la circulation de l'eau par une pompe.
Le carburateur, le mécanisme d'allumage, le dispositif d'admission du combustible, etc.. peuvent avoir une disposition quelconque, en conséquence on ne les a pas décrits et représentés dans le dessin.
Le moteur à combustion qui fait l'objet de l'invention peut être établi pour fonctionner à deux temps ou à quatre temps ; ilconvient parfaitement bien comme moteur
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On conçoit que la construction de ce moteur à combustion peut aussi être établie en sens inverse, dans de cas les cylindres tournent autour de la came et, comme mentionné ci-dessus, lesdits cylindres peuvent être disposés non seulement les uns à la suite des autres sur une came mais aussi les uns à côté des autres sur plusieurs cames avec un décalage.
La commande de tous les organes de mouvement que comporte la machine estxexécutée par l'axe 2 et par le plateau 3 qui comporte les cames.
On peut aussi donner au plan incliné 4 une forme légèrement bombée.
REVENDICATIONS
1- Moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'à la périphérie d'une enveloppe ou carter sont disposés des cylindres dont les tiges de piston sont guidées rectilignement et que sur un axe est disposé dans l'enveloppe ou carter un plateau qui comporte une ou plusieurs cames ascendantes partant d'un gradin et revenant au point le plus élevé de celui-ci, les pistons avec leurs tiges étant guidés sur ces cames, de préférence par l'intermédiaire de galets disposés aux extrémités, de telle manière que chaque piston, pendant la montée de sa tige jusqu'au point le plus haut de la rampe, exécute le temps de compression et que, aussitôt que l'extrémité de la tige de piston a passé la ligne limite entre le gradin incliné et l'extrémité de la came, l'explosion se produise,
la tige de piston glissant vers le bas contre le gradin incliné et faisant tourner le plateau de came autour de son axe, la force développée dans le cylindre étant ainsi transmise à l'arbre moteur.
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Internal combustion engine.
Rudolf TUTSCHEE and Alfred JANISCH
The invention relates to an internal combustion engine in which, on the one hand, at the periphery of a boot or casing, circular on the inside, are arranged cylinders whose piston rods are guided rectilinely and, on the other hand hand, on an axis is arranged in the boot or casing a plate or a shaft which comprises one or more stepped cams (inclined planes) following or next to each other, the pistons acting during the explosion on these cams , the piston launched forward sliding by its rod on the inclined plane and thus rotating the aforesaid plate or shaft, so that the force developed in the cylinder is transmitted to the shaft and that, when the explosion has taken place location,
the moving ascending cellar pushes the piston back into the cylinder through the piston rod, the piston thus performing the compression time.
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The accompanying drawing, given by way of example, shows several embodiments of the invention.
Fig.l is a vertical longitudinal sectional view of a combustion engine according to the invention and comprising two inclined planes and two separate cams, arranged on a plate one after the other.
FIG. 2 is a view in transverse vertical section of the aforesaid motor.
Fig.5 is a view showing two juxtaposed cam plates each comprising a step.
Fig.4 is a corresponding sectional view with the housing.
Fig.5 is a front view of a camshaft on which are arranged several juxtaposed cams.
Fig.6 is a longitudinal sectional view and a corresponding side view.
Figs.7 and 8 are views showing an embodiment which includes an outer cam.
FIG. 9 is a view of an engine, in which the piston rods act on the ends of a lever with two arms which can oscillate around a fixed point and by these ends control the cam plates.
Figs.10, 11 and 12 are views which show different arrangements for cooling the cylinders.
FIG. 13 is a view of an example of a device for guiding the piston rods by rollers on the cam.
In the casing or casing 1, internally cylindrical is mounted on the motor shaft 2 a plate 3 which has one or more cam ramps with one or more steps (inclined planes) 4. The cam ramps start at the point on lower of the steps 4 and gradually rise to the highest point of another step. The plateau of
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cams can be divided into several sectors arranged one after the other and each comprising a step and a ramp.
At the periphery of the casing 1 are arranged any number of cylinders 5 with pistons 6 and piston rods 7, the latter being guided in a straight line. The piston rods 7 have at their free ends rolling rollers 8 which roll on the cams 4,4a.
In order to keep the piston rods 7 in constant connection with the cam, recourse is had to what are already produced by themselves by compression and explosion, for example against rollers 9 preferably mounted elastically and which are in contact. from below with the edges of the T-shaped crown wheel (fig. 2).
One could, to obtain a constant connection of the piston rods 7 with the cam, also use an electromagnetic action, or one can, as shown for example in FIG. 4, fix the rollers 8 in the casing 1 by the intermediate springs 10. It is also possible, as shown in FIG. 13, to slide the rollers in lateral guides 11 fitted on the cam or themselves established in the form of a cam. In the latter case, it is also sufficient to establish this guidance only over a certain length of the cam, this length in fact starting a little before the tip of the cam and ending a little after the inclined plane of the cam, to grip in this point the piston rod of a dylinder which would have missed. It is also possible to mount the guides 11 elastically.
Next to the casing 1, for sucking up the burnt gases, there is a chamber 12 to which the discharge pipes 13 of the cylinders 5 are connected. To the chamber 12 is connected a fan 14 which sucks the outgoing exhaust gases. of this chamber and discharges them to the outside through a pipe or tubing 15 (fig. 2). The fan 14
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is controlled by shaft 2.
The combustion engine works as follows:
The cylinders 5 are mounted in such a way that they form with their pistons and piston rods an appropriate angle with respect to the inclined planes 4 of the cam, as soon as the cam ramp 4a has put the piston in its compression position. higher and that the latter has arrived in front of the inclined plane 4; at this moment also the ignition and the explosion occur, the piston is launched forward with its rod, the piston rod slides down on the inclined plane 4 and pushes the plate sideways, causing it to move around of its axis.
Each cylinder and each piston thus work in such a way that the cam is actuated in uninterrupted rotation and that one obtains a continuous action of the force produced by the explosion on this cam and a transmission of said force to the shaft. 2 on which it is collected. As soon as the piston rod has reached the lower end of the inclined plane of the cam, the length of this plane being adjusted according to the stroke of the piston, the moving cam forces said rod to rise on it, which makes it return in its primitive position the piston which, during the return movement, performs the compression time.
The cylinders can work separately or in pairs or also at the same time in groups; they cause a continuous and uniform rotation of the cam plate with the shaft 2 in the same way as it happens in a turbine, consequently completely without shocks and without dead spots, the latter being eliminated by the reciprocating operation of the different cylinders and the successive operation of these at short intervals-
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lower after the explosion, it releases the exhaust opening 16 of the cylinder; Burnt gases pass through pipe 13 into chamber 12 and from there are evacuated to the outside by fan 14, as indicated above.
In order to facilitate the rise of the piston rod on the cam ramp and thus to soften the lateral pressures produced, also to lower the number of revolutions, another embodiment is used according to which one does not 'establishes on a cam plate 4a a step 4 and one preferably has two such cam plates in juxtaposition or one establishes on a single plate two such juxtaposed cams, as shown in Figures 3 and 4.
The cylinders are then laterally offset in the casing and a cylinder is made to act alternately on one of the cam plates or on one of the cams and the following cylinder on the other plate or the other cam. This arrangement also makes it possible to reduce the diameter of the trays, because the cana ramp is longer. The juxtaposed position or the lateral displacement of the cylinders is visible in FIGS. 5 and 6, in which is shown a shaft comprising for example three cams 4a juxtaposed with inclined planes 4.
In FIGS. 7 and 8 is shown an embodiment of the combustion engine in the case where recourse is had to pistons acting on a cam and in which the cam 4a is disposed on the outside. The cylinders 5 and the pistons 6 are in this arrangement mounted in a fixed manner perpendicular or radially to the engine axis 2 in the casing or housing 1, the axis 2 passing through a cylinder head common to these cylinders. To the pin 2 arranged in the housing 1 is connected, in a fixed manner, the cam 4a which, in this case, has the shape of a flanged part or of a flange (fig.8). Springs 20 ensure constant contact of piston rod 7 with the cam.
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In FIG. 9, another embodiment of a combustion engine according to the invention has been shown in which the pistons act on the cam plates.
In this arrangement, the piston rods are connected with the ends of a lever 21 with two arms which can oscillate around a fixed point and slide through these ends together on two cam plates 4 independent of each other. and comprising steps. The axes of the plates are connected to each other by chains or the like to transmit force at a point and to collect it on one of the axes.
The cylinders are cooled by surrounding them, in the known manner, with a jacket. As these cylinders are arranged in a star, one passes through the V-shaped gap existing between the cylinders, tubes 17 preferably comprising cooling fins or is connected by one or more tubes 18 the upper part of a cylinder liner at the lower part of the neighboring cylinder liner (figs, 10,11), or else a water tank 19 serving as a cooling element is inserted in the aforesaid gap, as shown in FIG. the first two cases use siphon cooling, on the contrary in the last case the water is circulated by a pump.
The carburetor, ignition mechanism, fuel intake device, etc. may have any arrangement, therefore they have not been described and shown in the drawing.
The combustion engine which is the object of the invention can be set up to operate in two strokes or in four strokes; it is perfectly suited as a motor
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It will be appreciated that the construction of this combustion engine can also be established in reverse order, in case the cylinders rotate around the cam and, as mentioned above, said cylinders can be arranged not only one after the other. on a cam but also next to each other on several cams with an offset.
The control of all the movement members that the machine comprises is executed by the axis 2 and by the plate 3 which comprises the cams.
It is also possible to give the inclined plane 4 a slightly convex shape.
CLAIMS
1- Internal combustion engine characterized in that at the periphery of a casing or casing are arranged cylinders whose piston rods are guided rectilinearly and that on an axis is disposed in the casing or casing a plate which comprises a or several ascending cams starting from a step and returning to the highest point of the latter, the pistons with their rods being guided on these cams, preferably by means of rollers arranged at the ends, so that each piston , during the rise of its rod to the highest point of the ramp, performs the compression time and that, as soon as the end of the piston rod has passed the limit line between the inclined step and the end of the cam, the explosion happens,
the piston rod sliding downwards against the inclined step and causing the cam plate to rotate around its axis, the force developed in the cylinder being thus transmitted to the motor shaft.
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