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BREVET D' INVENTION Moteur-compresseur combiné.
La présente invention concerne les compresseurs, et plus particulièrement la combinaison d'un compresseur et d'un moteur oomportant chacun plusieurs pistons reliés à, un seul maneton.
L'un des objets de l'invention consiste à établir un groupe moteur équilibré, compact et simple, d'un faible encombrement et d'un poids susceptible d'en permettre le transport facile d'un endroit à l'autre.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront ou seront soulignés au cours de la,description qui suit.
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Sur le dessin annexé, où des chiffres de référence identiques désignent des pièces similaires,
La figure 1 est une vue en plan d'un groupe moteurcompresseur établi conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue analogue en coupe et en arrachement partiel indiquant la disposition des pistons et des cylindres du moteur-compresseur et le mode d'assemblage des pistons sur le vilebrequin du groupe.
La figure 3 est une élévation en coupe partielle, suivant III-III figure 1, en regardant dans le sens de la flèche.
La. figure 4 est une élévation en coupe partielle d'une partie du système de graissage du groupe.
La figure 5 est une vue en coupe suivent V-V figure 4.
La figure 6 est une vue ana,logue suivant VI-VI figure 5.
La, figure 7 est une vue à plus grande échelle et en coupe partielle d'un cylindre compresseur et des organes a,ssooiés suivant VII-VII figure 3.
La figure 8 est une coupe transversale suivant VIII-VIII figure 3.
La figure 9 est une vue en coupe d'une culasse de cylindre moteur suivant IX-IX figure 3.
La figure 10 est une coupe transversale suivant X-X figure 9.
La figure 11 est une vue latérale, avec arrachement partiel, indiquant la façon dont la bielle principale est accouplée aux autres bielles du groupe,
La figure 12 est une coupe transversale suivant XIIXII figure 11.
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La figure 13 est une vue latérale longitudinale d'un élément de détail.
Si l'on se réfère maintenant au dessin, on voit que le groupe moteur compresseur, désigné d'une manière générale en 20, est du type portatif. Il comprend un bâti 21 muni d'une série de bras 22 qui s'étendent radialement et sur lesquels sont fixées, vers le bas, des jambes 23 portant des paliers 24 pour des arbres 25 munis de galets 26 de part et d'autre de chaque palier 24,
La partie du bâti 21 qui se trouve au-dessus des bras 22 forme un carter 27 représenté ici sous une forme hexagonale, dont les cotés plats comportent des ouvertures angulairement équidistantes 28 destinées à recevoir l'extrémité intérieure des cylindres disposés en étoile dans le même plan, et dont trois, désignés en 29 servent de cylindres-compresseurs.
Les trois autres cylindres indiqués en 30 servent de cylindresmoteur et sont disposés de manière à alterner avec les cylindres compresseurs. Gr&ce à cette disposition, chacun des cylindres moteur est diamétralement opposé à un cylindre oompresseur. Par conséquent, les forces primaire et secondaire du moteur s'équilibrent par elles-mêmes, ce qui permet au groupe de fonctionner aveo douceur et aveo une absence complète de vibration.
Les cylindres 29 sont munis respectivement de mécanismes d'admission et d'échappement 31 et 32, du type à, soupapes, pour commander la communication entre les cylindres 29 et des chambres d'admission et d'échappement 33-et 34 formées dans les culasses 35 des cylindres 29, tandis que les culasses de oylindre 36 oomportent les soupapes habituelles 37 et 38 respectivement à tiges et à ressorts. Le mouvement d'ouverture des soupas pes 37 et 38 est obtenu au moyen de culbuteurs 39 et 40 et de
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tringles poussoir 41 et 42 interposées entre les culbuteurs 39-40 et les cames 43 et 44 d'un arbre à cames 45 logés à l'intérieur du carter 21.
Il y a autant d'arbres à cames 45 que de cylindres-moteurs, et ils tournent conformément au cycle à quetre temps du moteur par l'intermédiaire de pignons 46 cales sur les arbres à cames 45 et engrenant avec un pignon 47 cale sur le vilebrequin ou arbre moteur 48 du groupe.
Les cames 43-44 sont placées l'une près de l'autre, et les tringles poussoirs 41-42 sont inclinées de façon que leur extrémité extérieure se présente dans le même plan horizontal d'attaque des extrémités de poussée 49 des culbuteurs 39 et 40. Ces extrémités des oulbuteurs sont ple,oées l'une près de l'autre, de même que les tringles 41 et 42, tandis que les parties de ces tringles Qui émergent du carter sont renfermées dans un carter individuel 50.
Les carters 50 sont réalisés, de préférence, sous forme de tubes, et leurs extrémités s'engagent télescopiquement dans le carter 21 et dans les culasses 36 pour contribuer à maintenir les carters dans leur position respective et correote d'as semblage. Des organes d'étanchéité appropriée 51 sont disposés autour de l'extérieur des carters 50 et portent contre le bâti 21 et les cula,sses 36, pour empêcher l'entrée de corps étrangers dans le groupe.
Les culbuteurs 39 et 40 (figure 9) sont divergents l'un d.e l'autre à partir de leur extrémité de poussée 49 et agissent par leur extrémité opposée sur les queues des soupapes 37 et 38, tandis que la partie intermédiaire des culbuteurs (figure 10) comporte des paliers 52 en alignement axial l'un aveo l'autre et destinés à recevoir un arbre commun 53 maintenu par ses deux extrémités dans la culasse 36. La chambre où sont logés les culbuteurs est fermée par un couvercle 54 (figures 3
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et 1) fixé à la culasse 36 par des vis 55 ; parois latéra- les du couvercle 64 ainsi que la partie de culasse qui renferme les culbuteurs présentent une forme convergente vers l'extrémité de poussée des culbuteurs, afin de réduire au maximum le poids du groupe.
Pour la même raison, leetubes 50 qui renferment les tringles-poussoirs sont également construits en matériaux légers, cette disposition particulière des tringlespoussoirs.permettant de les renfermer dans un tube commun 50 au lieu de les renfermer séparément ; parailleurs, en les dis- posant à l'intérieur des organes du carter du groupe, on peut réduire davantage le poids total du groupe.
Le vilebrequin 48 est commun au compresseur et au moteur et présente un seul maneton 56 attelé au pied 57 d'une bielle principale 58 dont la tête est reliée à un piston moteur 59 à l'aide d'un axe de piston 60. Les deux autres pistonsmoteurs 59 sont reliés à l'extrémité 57 de la bielle principale par des tiges 61 et des axes d'articulation 62, des axes semblables 62 logés dans le pied de la bielle prinoipale servant à articuler les bielles 63 reliées à deuxddes pistons oompresseurs 64 au moyen d'axes,de piston 65.
Deux axes 62 sont disposés dans le pied de la bielle 58 et deux dans le chapeau 66 de la bielle 58. Ces axes sont munis dans leur périphérie d'encoches 67 qui en permettent le verrouillage au moyen de boulons 68 par lesquels s'effectue la fixation du chapeau 66 à la bielle principale 68.
L'axe 69, qui sert à relier la bielle 63 des autres pistons-oompresseurs 64 au chapeau 66 de la bielle principale, est creux et présente un trou radial 70 près d'une extrémité, lequel correspond sélectivement avec l'un ou l'autre des trous 71 ou 72 disposés de part et d'autre du chapeau 66 (figure 12).
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L'axe 69 est immobilisé axialement pa,r une clavette 73 logée d'une part dans le trou 70 et d'autre part dans l'un ou l'autre trou 71 ou 72, suivant la position de l'axe 69 dans le ohapeau 66. La clavette 73, de préférence et comme on l'a représentée, fait partie intégrante d'un organe élastique 74 comprenant deux branches 75 et 76 qui forment un angle avec la clavette 73 et qui sont réunies par une partie élastique 77 en U. La branche 76 présente une longueur inférieure à celle de la branche 74.
Son extrémité libre porte contrela surface intérieure de l'axe creux 69, et,la partie de la branche 75 portant la clavette 73 est repliée en dehors du plan de la, partie de cette branche proohe de l'U 77 et-exerce une pression, lorsque la clavette 74 est en position de verrouillage , destinée à maintenir cette clavette dans les trous.
Le vilebrequin comporte des contre-poids 78 ainsi que des roulements 79 et 80 logés dans le bâti 21 de pa.rt et d'autre du maneton. Sur la partie de l'arbre moteur 48 située audessous du roulement 80 se trouve une pompe à huile 81, destinée à distribuer de l'huile vers les différentes surfaces de travail du oompresseur et du moteur. La pompe 81 est disposée dans un réservoir à huile 82 formé par la partie inférieure 83 du carter 21. La. pompe est du type à, engrenage,et son carter 84 est représenté ici comme faisant partie intégrante d'un couvercle 85 du réservoir 82 et entourant l'arbre 48.
La chambre de pompage ou d'aspiration 86 de la pompe est disposée dans l'extrémité supérieure du carter 84; elle comporte deux engrenages en prise 87 et 88, dont le deuxième est placé sur l'arbre 48 et le premier sur un axe 89 tournant fou dans des paliers formés dans le carter 84. L'huile, aspirée par les pignons 87 et 88, est filtrée par un tamis 88 qui
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entoure le carter 83. Elle pénètre dans la chambre 86 à travers une ouverture d'admission 91, pour être refoulée ensuite à travers un canal 92 qui débouche dans une chambre 3 de refoulement, prévue dans la partie inférieure du.carter 84 et qui entoure l'arbre 48.
A l'intérieur de l'arbre 48 on a percé un passage 94 qui communique avec la chambre de refoulement 93 par l'intermédiaire d'une lumière 95 et qui s'étend jusqu'au maneton 56 pour distribuer l'huile de graissage aux surfaces coopérantes du maneton et de la bielle principale 58 ainsi qu'aux différentes surface portantes des bielles reliant les pistons du oompresseur et du acteur à la bielle principale 58.
Une partie de l'huile refoulée par la pompe vers la chambre de refoulement 96 est distribuée dans la partie supérieure du carter 21 pour effeotuer un graissage par projection des surfaces de travail qui s'y trouvent. A cet effet, la chambre de refoulement 93 est munie d'un oanal de refoulement 96 qui s'étend à travers le couvercle 85 et le bâti 21, pour déboucher ensuite dans un tuyau 97 qui aboutit dans le carter 21 en un point disposé au-dessus des engrenages 46 afin que l'huile refoulée dans la partie supérieure du carter 21 puisse s'écouler par gravité sur les engrenages 46-47, les cames 43 et 44 et les roulements 79 et 80.
Pendant sa course descendante à travers le carter, une certaine quantité d'huile est projetée également contre les parois des cylindres du compresseur et du moteur et sur les extrémités des tringles poussoirs 41 et 42; cette huile s'écoule également le long des surfaces des tringles poussoirs jusqu'aux oulasses 36 pour effectuer le graissage des surfaces travaillantes des culbuteurs et des soupapes 37 et 38. Tout excès d'huile distribuée aux oulasses 36 provient par gravité en empruntant les tuyaux de retour 98 qui réunissent les point
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inférieure des culasses 36 au réservoir 82. Des ouvertures 99 formées sur le dessus du réservoir 82 permettent également à. l'huile provenant du carter 27 de revenir au réservoir 82.
Pour éviter la possibilité d'une pression excessive sur le coté refoulement de la pompe 81, le canal 96 est muni d'une valve de détente 100. Celle-ci comprend un corps tubulai- re 101 qui s'étend à. l'intérieur du réservoir 82 et qui est vissé dans le couvercle 85. Le corps 101 présente une ouverture 102 qui débouche dans le canal de refoulement 96 par une extrémité, tandis que l'autre extrémité de cette ouverture est commandée par une bille 103 formant valve et qui est normalement maintenue dans sa position fermée par un ressort 104 dont on peut modifier la puissance à l'aide d'une vis 105 vissée dans la partie supérieure du corps 101.
Des lumières 106, percées dans les parois du corps 101, permettent l'échappement de l'huile de l'intérieur du corps au réservoir 82.
Un moyen d'étanchéité approprié, désigné généralement en 107, est disposé autour de l'arbre 48 (figure 6) pour empêcher les fuites d'huile entre l'extrémité intérieure de la chambre de refoulement 93 et l'extérieur du groupe. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif d'étanchéité 107 comprend une bague souple d'étanchéité 108 dont la surface extérieure porte contre la paroi de la chambre 93 et qui repose sur une rondelle 109 maintenue par un circlins 110 logé dans le, paroi de le, chambre 93. La. bague 108 est maintenue en contact étanche avec la paroi de la, chambre 93 au moyen d'un organe de retenue 111 qui s'étend à l'intérieur de la. bague d'étanchéité et qu'une pression empêche de tourner.
L'extrémité supérieure de l'organe de retenue constitue une surface d'étanchéité 112 qui coopère avec un joint
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rotatif 113 pour empêcher les fuites d'huile entre la chambre 93et la partie de l'arbre quis'étend à travers le couvercle 85. Le joint d'étanohéité 113 est contenu dans une enveloppe 114, tandis qu'un manchon en caoutchouc 115 résistant à l'ui- le est placé dans l'enveloppe 114 et entoure l'arbre 48 pour former une butée élastique pour le joint rotatif 113. Un ressort 118, interposé entre l'enveloppe 114 et une rondelle 117 butant contre un épaulement de l'arbre 48, pousse cons- tamment l'enveloppe et son contenu en direotion de la surface d'étanchéité 112.
Pour assurer une dissipation rapide de la chaleur due à la combustion et à la compression, et pour maintenir également la température de l'huile dans le réservoir 82 à une valeur suffisamment basse pour obtenir un graissage satisfai- sant du groupe, ce dernier est muni d'un ventilateur 118
48 monté sur l'extrémité inférieure de l'arbre moteur/ et des- tiné à refouler de l'air sur la partie 83 du carter et au- dessus, ainsi qu'entre les cylindres compresseurs et moteurs.
Le moyeu 119 du ventilateur est fixé à l'arbre 48 à l'aide d'un écrou, et la périphérie extérieure du flasque 120 du ventila- teur comporte une jante annulaire 121 sur laquelle sont fi- xées les extrémités inférieures des aubes 122 du ventilateur.
Les extrémités extérieures des aubes 122 sont réunies à une jante extérieure 123 qui entoure le ventilateur et présente juste le faible poids suffisant pour donner au ventilateur l'effet de volant nécessaire pour obtenir un fonotionnement uniforme du groupe.
La totalité de l'air admis aux cylindres 29 du oompresseur pour assurer la compression proprement dite, et aux cylindres moteurs 30 pour servir de comburant, passe à
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travers un filtre commun 124 fixé sur un collecteur 125 qui surmonte le groupe. La périphérie de ce collecteur comporte des ouvertures de distribution 126 et communique avec les chambres d'admission 33 des culasses 25 par l'intermédiaire de tubulures 127.
L'air véhiculé dans ces tubulures pénètre dans les cylindres 29 du compresseur à tracera les soupapes d'admission 31, et, une fois comprimé, il franchit les soupapes d'échappement 32 pour atteindre ensuite la chambre d'échappement 34 et de là, à travers des tubulures de refoulement 128, l'air parvient à un collecteur 129 qui entoure le ventilateur 118 dont il sert de garde. Un tuyau approprié de refoulement 19, communiquant avec l'une des chambres de refoulement 34, dirige le fluide comprimé vers un point d'utilisation.
On a représenté le collecteur 125 comme étant superposé au carburateur 130 du moteur; ce carburateur comporte une prise d'air 131 qui s'étend à, travers la paroi inférieure du collecteur 125, de façon à communiquer avec l'intérieur de celui-ci. Le composent combustible du mélange d'alimentation des cylindres moteurs est dirigé vers le carburateur 130 au moyen d'un tuyau 132 forment un filtre approprié 133; le mélange combustible provenant du carburateur pénètre dans une chambre 134 au-dessous du carburateur, d'où il passe dans des tubulures 135 qui aboutissent dans des passages d'admission 136 formés dans les culasses 39, avant d'être admis à l'intérieur descylindres moteurs.
L'échappement des produits de la combustion à partir des cylindres moteurs est commandé par les soupapes d'échappement 38, comme d'ordinaire, et ces gaz passent ensuite dans les conduites d'échappement 137 formées dans la culasse 36 avant de s'échapper vers l'atmosphère en passant par les
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tuyaux d'échappement 138. Ces derniers ocoupent une position horizontale et leurs extrémités d'échappement 139 sont dirigées en dehors du oourant d'air ascendant provenant du ventilateur 118, afin d'éviter l'introduction des gaz chauds de la combustion dans le courant d'air frais.
La distribution du courant électrique destiné à l'allumage de la charge oombustible dans les cylindres moteurs est commandée par un distributeur 140 de type approprié, monté sur le bâti 21 et entrainé par l'arbre moteur par l'intermédiaire de pignons 141 et 142 ; ledistributeur est muni des fils habituels 143 qui distribuent le oourant aux bougies d'allumage 144 fixées dans les culasses 36.
Des moyens sont prévus pour effectuer la mise en marche manuelle du moteur ; à cet effet, un arbre 145 est tourillonné dans le bâti 21; cet arbre porte un pignon d'angle 146 qui engrène avec un engrenage oonique 147 monté sur l'arbre moteur 48. A l'extrémité opposée de l'arbre 145 se trouve un dispositif d'accouplement 148 destiné à coopérer aveo un organe oomplémentaire 149 porté'par un arbre 150 qui tourne dans un palier 151. L'arbre 150 peut coulisser axialement, suivant le procédé bien connu, à l'intérieur du palier 151, de manière à réaliser l'accouplement et le dégagement des organes du dispositif d'accouplement précité; l'autre extrémité de l'arbre 150 est munie d'une poulie à gorge 152 autour de laquelle s'enroule un câble 153 servant à faire tourner les différents arbres précités pour mettre en marche le moteur.
Etant donné le poids relativement réduit du groupe, ce dernier peut être facilement soulevé à la main pour le placer à l'endroit désiré, un organe tubulaire 154 étant prévu à cet effet ; cet organe est placé horizontalement et
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fixé à l'extrémité supérieure du bâti 21 do manière à recevoir une barre amovible 155 de transport. Cette barre 155 présente, de préférence, une longueur suffisante pour permettre d'en saisir les parties extrêmes sur deux côtés diamétralement opposés du groupe,l'organe tubulaire 154 étant orienté de façon à permettre d'introduire facilement la barre 155 dans cet organe sans que l'on soit gêné par les organes avoisinants du groupe.
L'élément tubulaire 154 peut être fixé au bâti 21 de toute façon convenable, par exemple au moyen de brides 156 reliées à cet élément et fixées a,u bâti 21 pa,r des boulons 157.
Pour toute personne à laquelle ce genre de machine est familier, il est évident que ce mode de construction, dans lequel le moteur comporte trois cylindres chacun desquels est diamé- tralement opposé à un cylindre compresseur, permet d'obtenir un équilibrage parfait des forces primaires et secondaires du moteur. Par conséquent, ce groupe peut être réalisé à un poids sensiblement réduit, tandis que le poids du volant nécessamre pour en assurer la marche uniforme peut être également réduit a,u minimum.
Une autre caractéristique extrêmement appréciable de le, présente invention est qu'en raison de la, disposition du ventilateur 118 au-dessous du groupe, on obtient une circulation d'air autour du réservoir d'huile et des cylindres compresseurs et moteurs, de sorte que la température de ces parties et de l'huile est constamment maintenue à une valeur propre à assurer un fonctionnement optimum du groupe et un graissage efficace de ses surfaces de travail.
De plus, en raison de la disposition adoptée pour le filtre à air 124, le collecteur 125, la chambre 134 et le car- burateur 130, la totalité de l'air qui alimente les cylindres moteurs et compresseurs est épurée par.un seul filtre dont la
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dimension peut être simplement limitée à celle d'un filtre destiné à l'alimentation de l'un.quelconque des cylindres pris séparément.
REVENDICATIONS
1.) Moteur compresseur - combiné caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs cylindres de compresseur s'étendant radialement et plusieurs cylindres moteurs s'étendant également radialement, des pistons à mouvement alternatif à l'intérieur des cylindres oompresseurs et des cylindres moteurs, un vilebrequin commun pour tous les pistons, des bielles pour relier les pistons au vilebrequin, les cylindres du compresseur et du moteur s'alternant angulairement tandis que leurs pistons sont reliés à un maneton commun du vilebrequin précité.