Machine équilibrée à cylindre et piston présentant un mouvement alternatif l'un par rapport à l'autre. La présente invention a pour objet une machine à cylindre et piston présentant un mouvement alternatif l'un par rapport à l'autre.
Suivant l'invention, le cylindre et le pis ton sont reliés chacun au bouton d'une ma nivelle, les deux manivelles, qui sont de lon gueurs égales et portent chacune un contre poids, tournant autour d'axes immobiles l'un par rapport à l'autre et étant accouplées de manière à tourner à la même vitesse en sens inverse.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, dans le dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue schématique d'une première forme d'exécution; La fig. 2 représente en coupe longitudi nale un moteur à air comprimé, suivant ledit schéma, légèrement modifié; La fig. 3 est une coupe axiale partielle de cette machine, suivant un autre plan; La fig. 4 montre le cylindre et le piston en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 2; La fig. 5 montre en coupe un moteur à air comprimé, suivant un schéma constituant une variante du schéma fig. l; La fil. 6 est une vue schématique d'une autre forme d'exécution, et La fig. 7 en montre une variante.
La machine représentée à la fig. 1 com porte une manivelle m reliée à un piston a par l'intermédiaire d'une tige b pourvue d'un contrepoids p de telle façon que le centre de pivotement coïncide exactement avec le cen tre de gravité de l'ensemble du piston de la tige et du contrepoids.
Un système analogue relié au cylindre c, et comprenant la tige b', le contrepoids p' et la manivelle m', complète la machine'. Les manivelles<I>m m'</I> tournent en sens contraires autour des axes o o'. Lorsque les boutons q q' des deux manivelles<I>m m'</I> atteignent leur écartement maximum, le piston dans sa course dans le cylindre aura engendré le vo lume maximum, et lorsque les deux boutons <I>q q'</I> atteignent leur rapprochement maxi mum, le volume renfermé dans le cylindre est réduit au minimum nécessaire (chambre de compression ou espace nuisible).
Afin d'assurer le synchronisme du mouvement en sens contraires des deux arbres à manivelles o o', ces deux arbres sont reliés entre eux par un engrenage i i dont les roues dentées sont clé même diamètre, ou par un autre disposi tif équivalent.
On voit clairement que le piston a avec sa tige b et son contrepoids p forme un système rigide qui, lorsque le moteur est en marche, est doué d'un mouvement clans lequel les trajectoires de tous les points du système sont des cercles égaux, le système se main tenant toujours parallèle à lui-même. On voit aussi que pour lui conserver toujours une même orientation, si le mouvement est uni forme, aucun effort n'est demandé, puisque les accélérations de tous les points du sys tème sont égales et ont la même direction, et que le système est pivoté en son centre de gravité.
La résultante des forces fictives d'accélé ration dudit système est une force centrifuge d'intensité constante, passant- toujours par l'axe de la manivelle.
Cette force centrifuge pourra toujours tire compensée par une masse convenablement choisie n placée sur le prolongement de la manivelle q-o.
Ce qui a été dit à propos du système: piston a, tige b, contrepoids p, vaut aussi pour le système: cylindre c, tige b' contre poids p', la force centrifuge engendrée étant compensée par la masse m'. Dans le disposi tif décrit, on évite les oscillations alter natives qui se produisent dans toutes les dis positions connues du système cylindre-pis ton, sauf celles dans lesquelles un bouton de manivelle se meut dans une coulisse.
Dans les fig. 2, 3 et 4 montrant un mo teur à air comprimé agencé comme décrit ci- dessus on s'est servi de lettres majuscules pour désigner les parties correspondant à celles indiquées par des lettres minuscules à la fig. 1.
Le piston A1-A2 est double et est pi voté sur excentrique M solidaire de l'arbre 0; les deux pistons glissent dans les cylindres C1 et C2 et l'ensemble constitue par consé quent un moteur à deux cylindres. La mani velle reliée aux cylindres C1 et C2 est fixée sur l'arbre 0'1; sur l'extrémité des deux ar bres 0 et 01 sont clavetés les roues dentées I-I1 en prise toutes les deux avec la roue à double denture 7 engrenant par sa cou ronne dentée interne avec la roue I et par sa couronne dentée externe avec la roue I1, ce qui fait tourner les deux arbres en sens con traires. Le bouton de manivelle de l'arbre 0 représenté par l'excentrique M constitue en même temps le distributeur du moteur.
En effet, dans les pistons sont ménagés les, con duits R1 et R2 qui mettent en communica tion les chambres des cylindres avec les ca naux S1 et S2 prévues dans l'excentrique, ces canaux se terminant dans les conduits T1 et T2 formés dans l'arbre 0 et communiquant l'un avec un réservoir à. air comprimé, à: tra vers H, et l'autre avec l'atmosphère.
Pour obtenir l'équilibrage, les cylindres Cl et C_- sont munis d'un contrepoids Pl qui sert à ce que le centre de gravité du système tombe dans la manivelle; aux arbres 0 et<B>01</B> sont fixés les contrepoids N-N et Y,-Ni qui servent à équilibrer les forces centrifuges produites par les cylindres et par les pistons.
La fig. 5 montre une autre forme d'exé cution d'un moteur à air comprimé.
Dans ce moteur, pour supprimer le con trepoids Pl, qui dans le moteur précédent sert à équilibrer le poids des cylindres Cl et Cz, et diminuer ainsi les dimensions du mo teur on a, déplacé l'arbre<B>0,</B> jusqu'à le faire coïncider avec, l'arbre 0, de façon que l'axe de rotation de la manivelle M, à laquelle sont articulés les cylindres C et Cl, passe égale ment par le centre de gravité des cylindres.
Comme dans le moteur précédemment dé crit, le double piston A et Al est porté par l'excentrique 1f1, de façon due les deux pis tons glissent dans les cylindres C et Cl ports par la manivelle constituée par l'excentri que Ml fixé sur l'arbre 0l. Dans ce moteur, des conduits pratiqués dans l'excentrique M porté par l'arbre 0, for ment également, ensemble avec les conduits R et R1 et les conduits T et T, de l'arbre 0, le système de distribution de l'air comprimé.
L'équilibrage de la force centrifuge due à la masse des cylindres est effectué par le contrepoids N,, l'équilibrage de la force cen trifuge due à la masse des pistons est effec tué par les deux contrepoids<I>N N.</I>
Sur les arbres 0 et 0, sont fixés les roues dentées I et I,, qui, par l'intermédiaire d'au tres roues dentées qui ne figurent pas dans le dessin, obligent les deux arbres à tourner avec une même vitesse angulaire et en sens opposés.
Une machine de ce genre, afin d'obtenir un couple moteur plus uniforme, peut être constituée par plusieurs groupes de cylindres dont les manivelles sont décalées d'un angle convenable.
La disposition décrite peut également s'appliquer aux moteurs à vapeur, à explo sions, ainsi qu'aux pompes, compresseurs etc.
L'un ou l'autre des deux éléments, cy lindre ou piston, pourra aussi être immobile, sans que le mouvement rotatif des pièces in diquées en fig. 1 varie. Une forme d'exé cution dans laquelle les cylindres sont im mobiles est représentée à la fig. 6. Si la masse de la pièce comprenant les pistons et la tige qui les relie est supposée concentrée en Q' (ce qui est admissible si son centre de gravité git dans la parallèle à l'axe des cylindres qui passe par Q') et si le contrepoids N' porté par la manivelle 0' Q' reliée aux pistons est choisi de manière telle que le centre de gra vité du système formé par la masse supposée concentrée en Q\ et par celle du contrepoids N' tombe en 0', le contrepoids N' porté par la manivelle 0', Q', reliée au système fixe par rapport aux cylindres,
peut être choisi de manière telle que le centre de gravité de la machine reste immobile. La machine ainsi équilibré n'est d'ailleurs soustraite à tout effet d'accélération des masses (comme le montre directement la fig. 6) que si le centre de gravité du système rigide formant bielle de raccordement 0' 0', se trouve à une dis tance convenable, qui dépend de la distance 0' 0', à la droite du point 0',. On voit que lorsque la machine est en action, les arbres 0' et 0', se meuvent en suivant clés trajec toires circulaires ayant pour rayon la distance 0'1 Q', = 0 Q' et que le point Q' où la ma nivelle 0' Q' est pivotée à l'ensemble des pis tons tourne par rapport à 0', par effet de l'engrenage<I>I'</I> et<I>I',,</I> avec la même vitesse, mais en sens opposé à celui de la rotation du point 0', autour de Q',.
Les deux mouve ments, en se composant, obligent le point Q' à effectuer un mouvement alternatif sur la ligne droite représentant l'axe du cylindre.
Comme dans le dispositif précédent, on peut faire coïncider l'arbre 0' avec l'arbre 0', et alors on aura seulement les deux ma nivelles<I>Q'-0'</I> et 0'-Q', (fig. 7) et les contrepoids N' N',, l'engrenage étant formé dans ce cas par une roue dentée I' engrenant avec la couronne dentée intérieure de la roue I',.