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Perfectionnements aux machines à combustion interne à cylindres tournants.
La présente invention se rapporte aux machines à combustion interne à cylindres tournants et elle a pour objet un mode de construction perfectionné de cette machine qui présente un petit nombre de parties, est peu coûteuse à fabriquer (elle ne demande en effet pas d'arbres vilebrequin, d'arbres à cames ou engrenages intérieurs), peut fonctionner avec des combustibles variés et ne consomme que peu de com- bustible.
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Une machine à combustion interne suivant l'invention comprend un rotor, un cylindre faisant partie de ce rotor ou fixé sur lui, un piston se déplaçant dans ce cylindre, un levier pivoté sur la partie tournante, des dispositifs de liaison entre le levier et le piston, et une partie fixe qui dirige le trajet du levier.
Les dispositifs de liaison comprennent de préférence un second levier pivoté autour de l'axe de la partie tournante et pouvant osciller par rapport à cette dernière, une connexion entre le piston et l'extrémité libre du dit levier et une se- conde connexion entre le levier pivoté sur la partie tournante et le dit second levier, voisine de son axe de rotation.
Le levier pivoté sur la partie tournante est de preférence coudé en forme de renvoi de sonnette et porte à chaque extrémité un galet ou organe analogue pouvant porter sur la partie fixe. Il est avantageux que cette der- nière soit constituée par une came de forme symétrique sen- siblement ovale ou elliptique et dont le centre se trouve sur l'zxe de la partie tournante, les galets ou organes ana- . logues du levier coudé portant sur le bord de cette came en des points espacés angulairement de 90 par rapport à cet axe.
La connexion entre le second levier et le levier coudé est disposée de telle sorte que le mouvement effectué par le piston en s'éloignant du fond du cylindre pendant la course motrice tende à appuyer un des galets du levier coudé contre la came dans une direction normale à sa surface. De préférence on prévoit des dispositifs qui tendent à rapprocher l'une de l'autre par élasticité les extrémités du levier coudé, ce qui assure un contact continu entre les galets ou organes analogues portés par les extrémités du levier et la came ou partie fixe.
Dans la machine suivant l'invention, les soupapes
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d'admission et d'échappement peuvent être actionnées d'une façon convenable .au moyen de cames fixes par rapport aux- quelles les soupapes et leur mécanisme de commande tournent.
Ces cames peuvent être en une seule pièce avec la partie fixe ou came dirigeant le trajet du levier monté sur la. partie tournante, ou fixées sur elle. La dite partie fixe ou came est constituée de façon à exercer ;en premier lieu un effet de contrôle pendant la course motrice ou de puissance du piston de façon qu'une impulsion motrice régulière soit transmise, et à produire en second lieu le mouvement de va et vient nécessaire du piston pendant les courses d'échappe- ment d'aspiration et de compression (dans le cas d'une ma- chine à quatre temps).
D'autres caractéristiques de l'invention, telles que les dispositifs de refroidissement et le système d'échap- pement ressortiront de la description suivante, donnée seu- lement à titre d'exemple et se rapportant à une machine à deux cylindres tournants fonctionnant suivant le cycle à quatre temps.
La machine est représentée sur les dessins ci-joints sur lesquels:
La fig. 1 est une coupe axiale faite suivant la ligne CD de la figure 3;
La figure 2 est une vue en bout prise dans la di- rection de la flèche de la figure 1, à plus petite échelle;
La figure 3 est une coupe faite suivant la ligne AB de la figure 1;
La figure 4 est une vue partielle en perspective, prise depuis l'extrémité rotor de la machine, montrant la connexion entre le piston et le levier pivoté sur la partie tournante;
La figure 5 est une vue semblable à la figure 3 mais en partie en ,élévation;
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La figure 6 est une vue en perspective des cames fixes;
La figure 7 est une coupe partielle et une vue en bout montrant un dispositif actionnant les soupapes, et.,
La figure 8 est une élévation latérale partielle- ment coupée montrant une variante.
Dans toutes les figures, les mêmes parties sont indiquées par les mêmes chiffres de référence. Les deux cy- lindres et les organes qui leur sont associés sont chacun désignés par les mêmes chiffres de référence accompagnés ou non de l'indice a.
Dans l'exemple représenté un rotor 1 en forme de disque portant un flasque la sensiblement cylindrique sur sa face interne et formé de façon à recevoir les cylindres 2 et 2a. Ces cylindres ont leurs axes disposés suivant des cordes opposées égales et parallèles du disque 1 placées aussi près que possible de la périphérie de ce dernier.
Les extrémités des cylindres 2 et 2a qui sont en avant suivant la direction de rotation du rotor (indiquée par une flèche sur les figures 5 et 5) passent à travers le flasque la qui présente un ressaut comme représenté en 1b (figs. 3 et 5) pour rendre possible de fixer sur chaque cylindre une culasse plane amovible 3 ou 3a. Un piston 4 ou 4a est placé dans chaque cylindre, la chambre de combustion d'un cylindre s'étendant latéralement en dessous de la. culasse qui présente des soupapes 5 ou 5a et 6 ou 6a d'admission et d'échappement.
Ces soupapes contrôlent respectivement les passages d'admis- sion 7 et d'échappement 8.
Chaque piston 4 ou 4a est relié au moyen d'une bielle 9 ou 9a à l'une des extrémités d'un levier commun disposé diamétralement et ayant une longueur un peu moindre que le
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diamètre intérieur du flasque la du rotor 1. Ce levier est pivoté en son centre sur un palier 11 (montré sous forme d'un simple support à coussinet mais généralement constitué en métal antifriction) sur un gradin 12a de l'arbre moteur 12 de la machine.
L'arbre présente aussi une partie creuse 12b de plus grand diamètre sur laquelle le rotor 1 est cla- veté et qui est supporté par l'intermédiaire d'un palier anti- friction 13 par un bâti 14, un second bâti 15 servant à sup- porter l'arbre 12 au voisinage de son autre extrémité par l'intermédiaire d'un autre palier anti-friction 16 (voir figure 1). On ne décrira dans la suite que ce qui se rapporte au cylindre 2, l'équipement du cylindre -Sa étant identique.
Près du bossage central du levier 10, sur chacun de ses bras est pivoté une bielle courte 17 dont l'autre extrémité est articulée sur un bras 18 faisant partie du bossage central d'un levier composite pivoté sur la face interne du rotor 1.
Chaque levier composite (voir en particulier la figure 4) comprend un bossage central 19 en une pièce avec le bras 18 et qui est monté sur un axe 20 vissé par une de ses extré- mités dans le rotor 1 et maintenu à son autre extrémité par un support en V 21 fixé sur la face interne du flasque la du rotor. Le bossage 19 comporte aussi un bras 22 disposé à environ 90 du bras 18, un bras plus court 23 ayant son axe sensiblement dans le même plan que celui de l'arbre 18 et une oreille 24 à peu près diamétralement opposée au bras 23.
A l'extrémité du bras 23 est pivoté par son centre un levier fourchu 25 portant une queue 26 sensiblement parallèle à l'oreille 24 dans laquelle est fixée une tige de guidage 27 qui passe avec un certain jeu à travers l'extrémité de la queue 26. Autour de la tige 27 et entre l'oreille 24 et la queue est arrangé un ressort de compression 28 qui tend à
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rapprocher l'une de l'autre les extrémités libres du bras 22 et du levier 25. Ces extrémités libres portent chacune un galet coopérant avec une came fixe commune 29 fixée par des boulons 30 sur un bâti supportant une des extrémités de la machine, de telle sorte que l'arbre moteur 12 la traverse.
La came 29 est sensiblement de forme ovale et elle est disposée symétriquement par rapport à l'axe de l'arbre, le galet 31 monté dans la fourche extrême du bras 22, que l'on appellera ici le galet agissant, porte sur la came pour déterminer les mouvements du levier composite, et le galet 32 porte sur la came en un autre point pour empêcher le galet agissant de s'écarter de la came sous l'action de la force centrifuge.
Le galet agissant 31 porte sur la came en l'un des points les plus éloignés de l'axe de l'arbre moteur, ou sen- siblement en ce point, lorsque le piston correspondant 4 est au fond du cylindre (c'est-à-dire à la fin des courses de compression ou d'échappement) comme montré sur la figure 3.
Le galet non agissant 32 porte sur la came 29 en l'un des deux points diamétralement opposés qui sont le plus près de l'axe et qui se trouvent en arrière du point de contact du galet agissant (dans le sens de rotation du rotor) quand le piston est dans la position sus-mentionnée. De même, le levier agissant 31 porte sur la came 29 en l'un de ses deux points les plus voisins de 1-'axe lorsque le piston 4 est dans sa position la plus éloignée de la culasse du cylindre (c'est-à-dire à la fin des courses d'aspiration et d'explosion) comme représenté sur la figure 5. Chaque tour du rotor 1 a donc pour résultat de produire pour chaque piston un cycle complet de quatre courses.
La distribution dans la machine est faite de préférence de telle façon que la course motrice dans l'un des cylindres (montré en 4 sur les dessins) ait lieu en même temps que la course d'aspiration de l'autre cylin--
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dre (montré en 4a sur Les dessins).
Les passages d'admission et d'échappement 7 et 8 allant dans le cylindre 2 sont commandés par des soupapes en forme de champignon 5 et 6 respectivement disposées côte à côte dans la direction de 1',épaisseur du rotor (voir par exemple-la figure 1). Les queues 33 de ces soupapes sont disposées radialement par rapport au rotor 1 et sont actionnées par des culbuteurs 34 portant soit sur une came d'admission commune 35, soit sur une came d'échappement commune 36, sui- vant le cas; les cames 35 et 36 étant en une pièce avec la came fixe 29 ou fixées sur celle-ci. On voit que la rotation du rotor 1 fera tourner les soupapes et leurs culbuteurs par rapport aux cames fixes 35 et 36 et fera ainsi actionner les soupapes 5 et 6 aux moments convenables.
Le mélange d'air et de combustible est amené depuis un carburateur (non représenté) à travers la partie extrême creuse 12b de l'arbre du rotor 1 et à travers des lumières sensiblement radiales 37 (fig.l) jusque dans les passages d'admission 7. Les lumières 37 s'ouvrent dans l'arbre creux en des points diamétralement opposés et on préfère que l'une des lumières soit fermée pendant que l'autre reçoit le mélange et vice-versa. Cela peut être réalisé au moyen d'un manchon fixe 38 (fig.l) placé à l'intérieur de l'arbre creux 12b, manchon au travers duquel le mélange passe en venant du carburateur, ce manchon étant pourvu d'un prolongement semi- cylindrique 38a qui recouvre successivement les embouchures des lumières 37 quand celles-ci tournent autour du manchon.
Les gas d'échappement passent à travers le passage 8 dirigé vers le centre du rotor 1 et s'ouvrant dans un canal d'échap- pement annulaire 39 (figures 1 et 2). Ce canal est pratiqué dans la face extérieure du rotor 1., par exemple en traçant sur celle-ci une rainure annulaire de section semi-circulaire
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et en fixant sur cette face un couvercle 40 dans lequel est tracée la partie complémentaire du canal d'échappement. Un autre canal d'échappement annulaire 41 de rayon moyen plus grand mais de section plus faible est pratiqué concentrique- ment au canal 39 avec lequel il communique par des passages 42 sensiblement radiaux pratiqués dans la face extérieure du rotor 1 comme montré sur les figures 1 et 2.
Les gaz déchap- pement passent du panai d'échappement 41 par des passages radiaux 43 pratiqués dans la face extérieure du rotor 1 et s'ouvrant dans une rainure périphérique 44 formée dans ce dernier,Cette rainure est de section semi-circulaire et s'étend autour du bord du rotor 1 qui lui-même se trouve à l'intérieur d'un canal fixe 45 de section en U s'étendant autour du bord du rotor 1 qu'il entoure, et portant une conduite d'échappement tangentielle 46. Les passages d'échap- pement 43 s'ouvrent de préférence dans le fond de la rainure 44 tracée sur le bord du rotor de sorte que les gaz, vu leur soudaine dilatation latérale lorsqu'ils sortent de ces passages, se répandent extérieurement dansle canal 45.
Le flasque la du rotor 1 peut porter des ailettes de re- froidissement périphériques 47 et les culasses 3, 3a peuvent porter des ailettes de refroidissement 48 parallèles aux ailettes 47.49 indique les bougies d'allumage fixées dans les culasses des cylindres. Sur le bord libre du flasque la du rotor est fixé le bord extérieur d'un couvercle plat 50 dont le bord intérieur est légèrement espacé d'une bague fixe 51 portée par le bâti 15. L'espace compris entre les faces internes du couvercle 50, du rotor 1 et du flasque la est partiellement rempli d'huile qui sert au refroidissement et à la lubrification, et deux bras 52 sont disposés entre le rotor et le flasque au voisinage de chaque cylindre, pour assurer l'arrosage des parties qui travaillent par de l'huile.
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Ces bras servent aussi de support pour des guides de soupape, et comme écran pour empêcher l'entrée de l'huile dans les .ouvertures d'admission d'air supplémentaire 53 qui peuvent être pratiquées dans chaque cylindre.
Les fuites d'air hors de l'espace contenant les Leviers, les bielles et les cames sont empêchées au moyen d'un anneau 54 de métal flexible fixé sur la face extérieure de la came 29 par son bord intérieur et appuyant légèrement par son bord extérieur sur une bande de frottement 55 fixée sur la face interne du couvercle 50, (voir figure 1). Vu le mouvement des pistons 4 vers l'extérieur des cylindres la pression dans l'espace mentionné ci-dessus s'élève et, quand les lumières 53 pour l'air supplémentaire sont découvertes par les pistons à la fin de leur course d'aspiration, une petite quantité d'air sous pression et déjà chauffée passe depuis le dit espace dans chaque cylindre.
De l'air frais peut pénétrer dans cet espace depuis l'atmosphère extérieure en passant entre le bord extérieur de l'anneau 54 et la bande de frottement, cet anneau agissant comme une soupape d'arrêt.
Si on le désire, une autre alimentation d'air frais peut être réalisée pour chaque cylindre (voir figure 3) par une ouver- ture 56 faite à travers le flasque la du moteur entre deux des ailettes de refroidissement 47 qu'il porte, l'espace entre les dites ailettes étant fermé par une cloison 57 en forme de cuillère disposée juste derrière la lumière d'entrée 56 (suivant le sens de rotation du rotor). Avec cette dispo- sition par suite de la rotation de la machine l'air est projeté dans le cylindre, la lumière 56 étant découverte par le piston à la fin de sa course d'aspiration. Quand la lumière 56 est ajoutée à la lumière 53, de l'air frais est continuelle- ment amené dans l'espace clos par l'ouverture 56 pendant que celle-ci communique librement avec le cylindre derrière le pis- ton.
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Pendant le fonctionnement de la machine décrite, un cycle à quatre temps complet est effectué pour chaque cylindre à chaque tour du rotor 1. Il est préférable que la course de puissance ou d'explosion d'un des cylindres (qui est montré juste à son commencement pour le cylindre 2 de la fig.3 et juste à sa fin pour le même cylindre que la fig.5) corresponde à la course d'aspiration de l'autre cylindre (Sa) de sorte que deux courses motrices aient lieu pour chaque tour de la machine. Quand l'explosion se produit dans le cylindre 2, la pression augmente et tend à pousser le piston 4 vers l'extérieur pour faire tourner le levier 10 dans le sens des aiguilles d'une montre (comme on le voit sur les figures 3 et 5).
Une résistance s'oppose néanmoins à un tel mouvement du levier 10 à cause de la liaison par la bielle 17 avec le bras 18 du levier coudé composite 19, 22, 23, 25, puisque ledit levier composite est par cela même poussé dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son pivot 20 fixé sur le rotor pour presser le galet agissant 31 contre la came 29 dans une direction normale à la région de moindre rayon de celle-ci. Le levier composite et, en conséquence, la bielle 17, le levier 10, le bielle 9 et le piston 4 sont maintenus immobiles, et la pression qui s'élève dans le cylindre 2 a pour effet d'entraîner le rotor 1 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Dès que ce mouve- ment a commencé, le galet agissant 31 se déplace à partir de la. région de la came 29 ayant le rayon le plus faible, mais les choses sont disposées de telle sorte que le piston 4 est maintenu fixe dans l'espace jusqu'à ce que la culasse 5 du piston se soit écartée du piston 4 d'une quantité corres- pondant à une fraction notable de la course complète du piston.
Le mouvement ultérieur du rotor 1 amène le galet agissant 31
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sur la région de la came 29 ayant le plus grand rayon et qui se trouve le plus près du centre de la came, ce qui permet au galet 31 de se déplacer vers le dit centre. En conséquence, le levier 10 peut basculer dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la came fixe 29 et le piston 4 se déplace vers la fin de sa course. On voit sur les figures 5 et 5 que la culasse 3 se déplace de 90 , tandis que le piston 4 ne se déplace que d'environ 60 autour de l'.axe du rotor 1.
La continuation du mouvement du rotor dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à partir de la position représentée sur la figure 5 fait parcourir au galet agissant 31 la partie restante de la région à grand rayon de la came 29 pour l'amener à la région de rayon le plus faible. Le piston est donc poussé vers le fond du cylindre 2 pendant la course d'échappement.
La continuation de la rotation du rotor produit les courses d'aspiration et de compression de la manière déjà décrite puisque la came 29 est symétrique.
Au lieu du mécanisme à culbuteur pour soupapes re- présenté., on peut employer (voir fig.7) des balanciers 58 en forme de renvoi de sonnette pivotés en 59 sur le rotor 1 et portant par une de leurs extrémités respectives sur les cames 35 ou 36, l'autre extrémité de ces balanciers agissant sur les queues de soupape qui peuvent alors être sensiblement parallèles à l'axe des cylindres respectifs 2 ou 2a comme représenté. Avec cette disposition, l'extrémité du balancier 58 en contact .avec la came 35 ou 36 est poussée vers l'arrière par rapport à la direction de rotation du rotor 1 de façon qu'elle est traînée ou tirée en s'élevant sur la came de façon à avoir une action très douce.
En plus, vu les dispositions modifiées des queues de soupapes 33, la chambre de combustion peut être rendue plus petite que cela n'est possible avec le dispositif décrit en premier lieu.
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La figure 8 montre une autre façon de supporter l'extrémité extérieure du pivot 20 qui est vissé dans le rotor 1 à son autre extrémité. Les supports en V 21 et 21a déjà mentionnés sont supprimés et les extrémités extérieures des tiges sont engagées dans des trous pratiqués dans des bossages 60 de la face interne du couvercle 50.
Il doit être entendu que l'on peut employer n'im- porte quel nombre de cylindres et que leurs pistons res- pectifs peuvent être couplés à un levier basculant commun ou à plusieurs leviers de ce genre. Ces leviers peuvent être associés chacun à deux ou à plus de deux pistons. Les machines du type à allumage par compression peuvent également être construites suivant l'invention et, grâce à une modification convenable de la forme des cames, les machines peuvent fonc- tionner suivant un cycle à deux temps.
Lorsqu'on désire un accroissement de puissance sans accroître l'alésage des cylindres, ni augmenter la course du piston, un arrangement très convenable consiste à disposer plusieurs unités telles que celle qui vient d'étre décrite sur un arbre commun en tandem, les rotors étant clavetés sur le même arbre.
Si on le désire, le refroidissement de la machine peut être amélioré'en pratiquant des canaux ou passages pour l'air dans les masses de métal entourant les cylindres ou en faisant partie, ces canaux ou passages étant sensiblement parallèles à l'axe du cylindre de façon que l'air soit forcé d'y pénétrer par la rotation même du rotor. Par exemple de tels passages peuvent s'ouvrir sur les faces extérieures des culasses. D'une autre façon, ou en plus, des canaux ou tubes à air de ce genre peuvent être employés pour refroidir l'huile contenue dans l'enveloppe, ces tubes ou canaux passant dans l'espace normalement occupé par l'huile pendant la rotation du rotor.
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On peut, sans sortir de 1-'invention, apporter au dispositif décrit des modifications de détail telles que des variantes dans les organes de commande des soupapes.
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Improvements to internal combustion machines with rotating cylinders.
The present invention relates to internal combustion machines with rotating cylinders and its object is an improved mode of construction of this machine which has a small number of parts, is inexpensive to manufacture (it does not in fact require crankshafts. , camshafts or internal gears), can operate with a variety of fuels and consume little fuel.
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An internal combustion machine according to the invention comprises a rotor, a cylinder forming part of this rotor or fixed to it, a piston moving in this cylinder, a lever pivoted on the rotating part, connecting devices between the lever and the piston, and a fixed part which directs the path of the lever.
The connecting devices preferably comprise a second lever pivoted about the axis of the rotating part and being able to oscillate relative to the latter, a connection between the piston and the free end of said lever and a second connection between the lever pivoted on the rotating part and the said second lever, close to its axis of rotation.
The lever pivoted on the rotating part is preferably bent in the form of a bell return and carries at each end a roller or the like which can bear on the fixed part. It is advantageous that the latter is constituted by a symmetrically shaped cam substantially oval or elliptical and whose center is on the axis of the rotating part, the rollers or similar members. Logues of the angled lever bearing on the edge of this cam at points angularly spaced by 90 with respect to this axis.
The connection between the second lever and the crank lever is arranged so that the movement made by the piston away from the bottom of the cylinder during the driving stroke tends to press one of the rollers of the crank lever against the cam in a normal direction. on its surface. Preferably, devices are provided which tend to bring the ends of the bent lever closer together by elasticity, which ensures continuous contact between the rollers or similar members carried by the ends of the lever and the cam or fixed part.
In the machine according to the invention, the valves
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Intake and exhaust may be conveniently operated by means of fixed cams with respect to which the valves and their operating mechanism rotate.
These cams can be in one piece with the fixed part or cam directing the path of the lever mounted on the. rotating part, or fixed on it. Said fixed part or cam is formed so as to exert; firstly a control effect during the driving or power stroke of the piston so that a regular driving impulse is transmitted, and secondly to produce the backward movement. and is required from the piston during the exhaust suction and compression strokes (in the case of a four-stroke machine).
Other characteristics of the invention, such as the cooling devices and the exhaust system, will emerge from the following description, given only by way of example and relating to a machine with two rotating cylinders operating according to the four-stroke cycle.
The machine is shown in the attached drawings in which:
Fig. 1 is an axial section taken on the line CD of FIG. 3;
Figure 2 is an end view taken in the direction of the arrow of Figure 1, on a smaller scale;
Figure 3 is a section taken along line AB of Figure 1;
Figure 4 is a partial perspective view, taken from the rotor end of the machine, showing the connection between the piston and the lever pivoted on the rotating part;
FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 but partly in elevation;
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Figure 6 is a perspective view of the fixed cams;
FIG. 7 is a partial section and an end view showing a device operating the valves, and.,
FIG. 8 is a partially cut away side elevation showing an alternative.
In all the figures, the same parts are indicated by the same reference numerals. The two cylinders and the components associated with them are each designated by the same reference figures, whether or not accompanied by the index a.
In the example shown a rotor 1 in the form of a disc carrying a flange 1a that is substantially cylindrical on its internal face and formed so as to receive the cylinders 2 and 2a. These cylinders have their axes arranged along opposite equal and parallel chords of the disc 1 placed as close as possible to the periphery of the latter.
The ends of the cylinders 2 and 2a which are forward in the direction of rotation of the rotor (indicated by an arrow in Figures 5 and 5) pass through the flange 1a which has a projection as shown in 1b (figs. 3 and 5) ) to make it possible to fix a removable flat cylinder head 3 or 3a on each cylinder. A piston 4 or 4a is placed in each cylinder, the combustion chamber of a cylinder extending laterally below the. cylinder head which has valves 5 or 5a and 6 or 6a intake and exhaust.
These valves control the intake 7 and exhaust 8 passages, respectively.
Each piston 4 or 4a is connected by means of a connecting rod 9 or 9a to one of the ends of a common lever arranged diametrically and having a length a little less than the
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internal diameter of the flange 1a of the rotor 1. This lever is pivoted in its center on a bearing 11 (shown in the form of a simple pad support but generally made of antifriction metal) on a step 12a of the motor shaft 12 of the machine.
The shaft also has a hollow part 12b of larger diameter on which the rotor 1 is keyed and which is supported by means of an anti-friction bearing 13 by a frame 14, a second frame 15 serving to support the shaft. - Bring the shaft 12 in the vicinity of its other end by means of another anti-friction bearing 16 (see FIG. 1). Only what relates to cylinder 2 will be described below, the equipment of cylinder -Sa being identical.
Near the central boss of lever 10, on each of its arms is pivoted a short connecting rod 17, the other end of which is articulated on an arm 18 forming part of the central boss of a composite lever pivoted on the internal face of rotor 1.
Each composite lever (see in particular Figure 4) comprises a central boss 19 in one piece with the arm 18 and which is mounted on a shaft 20 screwed by one of its ends into the rotor 1 and held at its other end by a V-shaped support 21 fixed to the internal face of the flange 1a of the rotor. The boss 19 also comprises an arm 22 disposed approximately 90 from the arm 18, a shorter arm 23 having its axis substantially in the same plane as that of the shaft 18 and an ear 24 approximately diametrically opposed to the arm 23.
At the end of the arm 23 is pivoted by its center a forked lever 25 carrying a tail 26 substantially parallel to the lug 24 in which is fixed a guide rod 27 which passes with a certain clearance through the end of the tail. 26. Around the rod 27 and between the ear 24 and the tail is arranged a compression spring 28 which tends to
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bring the free ends of the arm 22 and of the lever 25 closer to one another. These free ends each carry a roller cooperating with a common fixed cam 29 fixed by bolts 30 on a frame supporting one end of the machine, such that the motor shaft 12 crosses it.
The cam 29 is substantially oval in shape and it is arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft, the roller 31 mounted in the end fork of the arm 22, which will be called here the acting roller, bears on the cam to determine the movements of the composite lever, and the roller 32 bears on the cam at another point to prevent the acting roller from moving away from the cam under the action of centrifugal force.
The roller acting 31 bears on the cam at one of the points furthest from the axis of the motor shaft, or substantially at this point, when the corresponding piston 4 is at the bottom of the cylinder (i.e. i.e. at the end of the compression or exhaust strokes) as shown in figure 3.
The non-acting roller 32 bears on the cam 29 at one of the two diametrically opposed points which are closest to the axis and which are behind the point of contact of the acting roller (in the direction of rotation of the rotor) when the piston is in the above-mentioned position. Likewise, the lever acting 31 bears on the cam 29 at one of its two points closest to the axis when the piston 4 is in its position furthest from the cylinder head (i.e. - say at the end of the suction and explosion strokes) as shown in Figure 5. Each revolution of the rotor 1 therefore results in producing for each piston a complete cycle of four strokes.
The distribution in the machine is preferably done in such a way that the driving stroke in one of the cylinders (shown at 4 in the drawings) takes place at the same time as the suction stroke of the other cylinder -
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dre (shown in 4a on the drawings).
The intake and exhaust passages 7 and 8 going into the cylinder 2 are controlled by mushroom-shaped valves 5 and 6 respectively arranged side by side in the direction of the thickness of the rotor (see for example the figure 1). The tails 33 of these valves are disposed radially with respect to the rotor 1 and are actuated by rocker arms 34 bearing either on a common intake cam 35 or on a common exhaust cam 36, as the case may be; the cams 35 and 36 being in one piece with the fixed cam 29 or fixed thereto. It can be seen that the rotation of the rotor 1 will turn the valves and their rocker arms relative to the fixed cams 35 and 36 and thus cause the valves 5 and 6 to actuate at the appropriate times.
The mixture of air and fuel is supplied from a carburetor (not shown) through the hollow end part 12b of the shaft of the rotor 1 and through substantially radial slots 37 (fig.l) into the passages of inlet 7. The ports 37 open into the hollow shaft at diametrically opposed points and it is preferred that one of the ports is closed while the other receives the mixture and vice versa. This can be achieved by means of a fixed sleeve 38 (fig.l) placed inside the hollow shaft 12b, sleeve through which the mixture passes from the carburetor, this sleeve being provided with a semi-extension. - Cylindrical 38a which successively covers the mouths of the slots 37 when the latter rotate around the sleeve.
The exhaust gases pass through passage 8 directed towards the center of the rotor 1 and opening into an annular exhaust channel 39 (Figures 1 and 2). This channel is made in the outer face of the rotor 1, for example by tracing thereon an annular groove of semi-circular section.
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and by fixing on this face a cover 40 in which is traced the complementary part of the exhaust channel. Another annular exhaust channel 41 of larger mean radius but of smaller section is formed concentrically to the channel 39 with which it communicates by substantially radial passages 42 formed in the outer face of the rotor 1 as shown in FIGS. and 2.
The exhaust gases pass from the exhaust panai 41 through radial passages 43 made in the outer face of the rotor 1 and opening into a peripheral groove 44 formed in the latter. This groove is of semi-circular section and s' extends around the edge of the rotor 1 which itself is inside a fixed channel 45 of U-section extending around the edge of the rotor 1 which it surrounds, and carrying a tangential exhaust duct 46 The exhaust passages 43 preferably open into the bottom of the groove 44 made on the edge of the rotor so that the gases, due to their sudden lateral expansion as they exit these passages, spread outwardly into the rotor. channel 45.
The flange 1a of the rotor 1 can carry peripheral cooling fins 47 and the cylinder heads 3, 3a can carry cooling fins 48 parallel to the fins 47.49 indicates the spark plugs fixed in the cylinder heads. On the free edge of the flange 1a of the rotor is fixed the outer edge of a flat cover 50, the inner edge of which is slightly spaced from a fixed ring 51 carried by the frame 15. The space between the inner faces of the cover 50 , of the rotor 1 and of the flange 1a is partially filled with oil which serves for cooling and lubrication, and two arms 52 are arranged between the rotor and the flange in the vicinity of each cylinder, to ensure the watering of the working parts by oil.
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These arms also serve as a support for valve guides, and as a screen to prevent entry of oil into the additional air intake openings 53 which may be made in each cylinder.
Air leaks out of the space containing the levers, connecting rods and cams are prevented by means of a ring 54 of flexible metal fixed to the outer face of the cam 29 by its inner edge and lightly pressing by its edge. outside on a friction strip 55 fixed to the internal face of the cover 50, (see FIG. 1). In view of the movement of the pistons 4 outwards from the cylinders the pressure in the above-mentioned space rises and, when the openings 53 for the additional air are discovered by the pistons at the end of their suction stroke , a small amount of pressurized and already heated air passes from said space into each cylinder.
Fresh air can enter this space from the outer atmosphere by passing between the outer edge of the ring 54 and the friction strip, which ring acts as a shut-off valve.
If desired, another supply of fresh air can be made for each cylinder (see figure 3) by an opening 56 made through the flange 1a of the engine between two of the cooling fins 47 which it carries, 1 'space between said fins being closed by a partition 57 in the form of a spoon arranged just behind the inlet port 56 (depending on the direction of rotation of the rotor). With this arrangement, as a result of the rotation of the machine, the air is projected into the cylinder, the lumen 56 being discovered by the piston at the end of its suction stroke. When lumen 56 is added to lumen 53, fresh air is continually drawn into the enclosed space through aperture 56 as the aperture communicates freely with the cylinder behind the piston.
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During operation of the machine described, a full four-stroke cycle is performed for each cylinder with each revolution of rotor 1. It is preferable that the power stroke or explosion of one of the cylinders (which is shown just at its beginning for cylinder 2 of fig. 3 and just at its end for the same cylinder as fig. 5) corresponds to the suction stroke of the other cylinder (Sa) so that two driving strokes take place for each machine turn. When the explosion occurs in cylinder 2, the pressure increases and tends to push the piston 4 outward to turn the lever 10 clockwise (as seen in Figures 3 and 5).
However, resistance is opposed to such a movement of the lever 10 because of the connection by the connecting rod 17 with the arm 18 of the composite angled lever 19, 22, 23, 25, since said composite lever is thereby pushed in the direction clockwise around its pivot 20 fixed to the rotor to press the roller acting 31 against the cam 29 in a direction normal to the region of lesser radius thereof. The composite lever and, consequently, the connecting rod 17, the lever 10, the connecting rod 9 and the piston 4 are kept stationary, and the pressure which rises in the cylinder 2 has the effect of driving the rotor 1 in the direction counterclockwise.
As soon as this movement has started, the acting roller 31 moves from 1a. region of cam 29 having the smallest radius, but things are arranged so that piston 4 is held stationary in space until cylinder head 5 of the piston has moved away from piston 4 by a amount corresponding to a substantial fraction of the full stroke of the piston.
The subsequent movement of the rotor 1 brings the working roller 31
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on the region of the cam 29 having the largest radius and which is closest to the center of the cam, which allows the roller 31 to move towards said center. As a result, the lever 10 can swing clockwise relative to the fixed cam 29 and the piston 4 moves towards the end of its stroke. It can be seen in Figures 5 and 5 that the cylinder head 3 moves 90, while the piston 4 moves only about 60 around the axis of rotor 1.
Continuation of the counterclockwise movement of the rotor from the position shown in Figure 5 causes the acting roller 31 to travel the remaining part of the large radius region of the cam 29 to bring it to the region with the lowest radius. The piston is therefore pushed towards the bottom of the cylinder 2 during the exhaust stroke.
Continued rotation of the rotor produces the suction and compression strokes in the manner already described since the cam 29 is symmetrical.
Instead of the rocker arm mechanism for valves shown, it is possible to use (see fig. 7) rockers 58 in the form of a bell return pivoted at 59 on the rotor 1 and bearing by one of their respective ends on the cams 35 or 36, the other end of these rockers acting on the valve stems which can then be substantially parallel to the axis of the respective cylinders 2 or 2a as shown. With this arrangement, the end of the rocker 58 in contact with the cam 35 or 36 is pushed backwards with respect to the direction of rotation of the rotor 1 so that it is dragged or pulled while rising on the cam so as to have a very smooth action.
In addition, in view of the modified arrangements of the valve stems 33, the combustion chamber can be made smaller than is possible with the device first described.
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FIG. 8 shows another way of supporting the outer end of the pivot 20 which is screwed into the rotor 1 at its other end. The already mentioned V-shaped supports 21 and 21a are omitted and the outer ends of the rods are engaged in holes made in bosses 60 on the inner face of the cover 50.
It should be understood that any number of cylinders can be employed and that their respective pistons can be coupled to a common rocking lever or to several such levers. These levers can each be associated with two or more than two pistons. Compression-ignition type machines can also be constructed according to the invention and, by suitable modification of the shape of the cams, the machines can be operated in a two-stroke cycle.
When an increase in power is desired without increasing the bore of the cylinders, nor increasing the stroke of the piston, a very suitable arrangement consists in having several units such as the one just described on a common tandem shaft, the rotors. being keyed on the same shaft.
If desired, the cooling of the machine can be improved by providing air channels or passages in the masses of metal surrounding or forming part of the rolls, these channels or passages being substantially parallel to the axis of the roll. so that air is forced into it by the very rotation of the rotor. For example, such passages can open on the outer faces of the cylinder heads. Alternatively, or in addition, such air channels or tubes may be employed to cool the oil contained in the casing, such tubes or channels passing through the space normally occupied by the oil during the cooling. rotor rotation.
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One can, without departing from 1-'invention, to make to the described device modifications of detail such as variations in the valve control members.