Mécanisme sans manivelle, pour la transformation de mouvement alternatif en mouvement rotatif et inversement. La présente invention se rapporte à. un milcanisme sans manivelle, pour la transfor mation de mouvement alternatif en mouve ment rotatif et inversement, du type décrit, par exemple, dans le brevet suisse no 81188, comprenant un disque oblique rotatif monté sur un arbre rotatif, et un ou plusieurs organes à mouvement alternatif coopérant avec ce disque oblique, chacun des organes à mouvement alternatif ayant son axe paral lèle à l'axe dudit arbre.
Dans un mécanisme de ce genre, les forces latérales agissant entre l'organe à mouvement alternatif et le disque oblique rotatif se com posent de forces radiales dirigées vers l'in térieur et vers l'extérieur, forces qui agissent dans une direction partant de l'axe de piston et allant vers l'axe de l'arbre de la machine, sur lequel est monté le disque oblique, ou dans le sens inverse, et de forces tangen tielles qui agissent dans une direction in- clinée par rapport à l'axe de piston ou per pendiculaire sur celui-ci, dans le sens d'avan cement ou de reculement.
En raison .des di- 'verses directions et grandeurs de ces forces variant constamment, un dispositif de gui dage simple, comprenant, par exemple, des barres parallèles pour les croisillons ou sup ports de coulisseau .des parties ,à mouvement de va-et-vient, ne donne pas entière satis faction, attendu que les petits mouvements qui se produisent par suite du jeu inévi table pendant le fonctionnement du méca nisme donnent lieu à des ébranlements et des oscillations à cause des changements conti nuels de la charge -des surfaces de guidage.
Pour obvier à cet inconvénient, il a été pro posé de prévoir deux ou un plus grand nombre .d'organes de guidage séparés ou dis tincts pour chacun des organes à mouvement alternatif, dans le but de supporter les forces appliquées sur ceux-ci par le disque dans des directions radiales et tangentielles par rap port au disque oblique, respectivement; par exemple, les forces radiales, dirigées vers l'intérieur et vers l'extérieur, étaient suppor tées par des surfaces prenant appui respec tivement sur la périphérie cylindrique du disque oblique rotatif et sur une glissière ménagée sur le carter fixe de la machine, tandis que les forces tangentielles étaient supportées par une barre de guidage fixe, sur laquelle peut coulisser un manchon relié à l'organe à mouvement alternatif.
Cette construction a l'inconvénient que la grande vitesse périphérique du disque oblique rotatif donne lieu à un grand frottement sur le deuxième organe de guidage. L'invention a pour objet un mécanisme du genre signalé qui ne présente pas cet inconvénient, mécanisme qui se caractérise en ce que l'organe à mouvement alternatif est guidé sur une barre de guidage fixe, au moyen -d'au moins un manchon coulissant relié audit organe à mouvement alternatif et sur au moins une surface de guidage plana au moyen d'un coulisseau.
Lorsqu'il s'agit d'un mécanisme à deux surfaces de guidage planes, ces surfaces peuvent être disposées symétriquement par rapport au plan passant par les axes .de la barre de guidage et de l'arbre partant le disque oblique rotatif.
La barre -de guidage fixe peut aussi être située en avant ou en arrière du plan radial contenant les axes de l'organe à mouvement alternatif et de l'arbre du disque oblique, les surfaces de guidage planes étant alors disposées sur le côté opposé de ce plan radial, c'est-à-dire en arrière ou en avant -de ce plan radial, respectivement. Dans ce cas, les forces radiales appliquées sur l'organe à mouvement alternatif seront réparties entre la barre de guidage et l'une ou l'autre des surfaces de guidage planes, suivant leur direction, tandis que les forces tangentielles agissant dans une direction seront supportées par les surfaces de guidage planes, et celles agissant (éven tuellement) dans la direction opposée seront supportées par la barre de guidage.
Au lieu d'employer des surfaces de guidage planes distinctes, on peut les combiner en une ou plusieurs surfaces de guidage de section en 1/ ou analogue.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe verticale, d'une .première forme d'exécution du mécanisme, appliquée à un moteur comprenant trois cylindres disposés autour de l'arbre moteur; La fig. 2 est une vue en coupe verticale transversale suivant la ligne 2-2 de la.
fig. 1; Les fig. 3 et 4 sont des vues, correspon dant aux fig.1 et 2 respectivement, d'une deuxième forme d'exécution, la fig.4 étant une vue en coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la fig. 3; La fig. 5 est une vue de détail correspon dant à une partie de la fi. 4 et .se rappor tant à une troisième formé' d'exécution.
En référence aux fig. 1 et 2, qui repré sentent un moteur sans manivelle dont les cylindres sont disposés autour .d-e l'arbre mo teur a et parallèlement à celui-ci, chaque organe à mouvement alternatif comprend un piston dont la tige b est reliée à une pièce en forme d'étrier c, munie de coulisseaux à rotule c', prenant appui sur les faces oppo sées du disque oblique a' fixé sur l'arbre moteur a; chaque coulisseau à rotule cl com porte un goujon c2, avec une queue qui est guidée dans une broche rainurée c3, fixée dans l'étrier c.
Les cylindres du moteur peuvent être à simple ou à double effet, et il est évident que le moteur pourrait com porter des cylindres opposés disposés par paires suivant le même axe, les pistons de chaque paire de cylindres opposés étant reliés par leurs tiges aux extrémités opposées de l'étrier c.
Sur le côté éloigné de l'arbre moteur, l'étrier c comprend une partie tubulaire ou manchon d, comportant des coussinets di, munis de brides, à ses extrémités opposées, les coussinets pouvant coulisser le long d'une Jarre de guidage de section circulaire e, de ,)osition fixe, portée par le carter f du mo- @eur. Un alésage ou chambre cylindrique d', avec des fentes longitudinales d3, formé dans !e col reliant le manchon d aux bras de l'étrier, sert à recevoir la broche c3, pour guider les goujons à queue c2 des coulisseaux à rotule el,
ces goujons passant à travers les fentes d' clans la broche e3.
De chaque côté de l'étrier sont ménagés deux bossages évidés ou logements g (fig. 2), qui sont reliés au manchon d par des ner vures dl, venues de fonderie d'une seule pièce: chacun de ces logements est destiné à recevoir la tige filetée g' d'un boulon dont la tête g\ comporte un évidement, correspon dant à une partie de sphère, pour la portée sphérique d'un coulisseau à rotule g3, d'un genre bien connu. Les deux coulisseaux à rotule, situés de chaque côté de l'étrier c.
viennent en engagement avec des surfaces de (ruida@.e planes fa, perpendiculaires aux axes des logements à boulons g; chaque surface de guidage h est constituée par une face taillée obliquement sur un bloc de guidage hl, qui est boulonné sur la paroi latérale d'une ouverture de visite f1 ménagée dans le carter du moteur; chaque bloc de guidage hl peut être assemblé à cette paroi latérale par un ou plusieurs boulons inclinés h', qui l'appliquent vers le bas contre une bride ou rebord f2 sur le bord intérieur de l'ouver ture<B>f'.</B>
Dans .cette forme d'exécution, les forces radiales, dirigées vers l'intérieur et l'exté rieur, asissant sur l'étrier c, sont transmises à la barre de guidage fixe e par la partie tubulaire d, qui constitue un manchon cou lissant sur cette barre de guidage, tandis que les forces tangentielles, agissant dans l'une ou l'autre direction, sont transmises à l'une ou l'autre des surfaces de guidage planes h par les coulisseaux à rotule prenant appui sur ces surfaces.
En déterminant convenablement l'angle des surfaces de guidage obliques h, il est possible d'obvier à la, variation du jeu entre les coulisseaux à rotule g' et leurs guidages plans, variations du jeu qui résultent de dif férences de température entre l'étrier c et le carter f du moteur.
Par exemple, si la surface de guidage plane h est disposée de telle manière qu'elle soit parallèle au plan du mouvement (indiqué en x .sur la fig. 2) du centre de la portée sphérique du coulis- seau à rotule g3, mouvement .qui est dû à une dilatation ou une contraction thermique de l'étrier c, en considérant l'axe de la barre de guidage e comme fixe, il ne se produira pas de variation du jeu.
Cette forme d'exécution permet également d'enlever les surfaces de guidage et les cou- lisseaux à rotule pour leur examen ou leur ajustage. En détachant la ou les tiges de piston de l'étrier c et en enlevant l'un ou l'autre des blocs de guidage h', après avoir enlevé le couvercle f3 recouvrant l'ouverture de visite ménagée dans le carter f, on peut faire tourner l'étrier e tout entier, avec les coulisseaux à rotule el et les coulisseaux à rotule de guidage g3, d'un angle de<B>180</B> de grés autour de l'axe de la barre de guidage fixe e,
de manière à faire sortir toutes les parties à travers l'ouverture de visite f1: Les fig. 3 -et 4 représentent une deuxième forme d'exécution, dans laquelle les forces transversales sont réparties entre les organes de guidage.
Dans cette forme d'exécution, la broche c8 est fixée dans un évidement cylindrique bi, qui constitue un prolongement de l'alé sage de la tige de piston creuse b; les cou- lisseaux à rotule & sont ainsi disposés plus près de l'arbre moteur a que les axes des .cylindres.
D'un côté de l'étrier c fait .saillie oblique- ment, dans le sens avant de rotation du mo teur, une console ou une paire de consoles i., coulissant au moyen d'un ou de manchons il sur une barre de guidage fixe 3, disposée parallèlement aux axes de l'arbre moteur x et des cylindres.
L'autre côté de l'étrier c comporte une paire de logements k, recevant des boulons 1e1, dont les têtes k'' portent .des coulisseaux 1, montés à rotule et prenant appui sur une surface de guidage m, ménagée sur le carter f du moteur, juste au delà du disque oblique al; la surface de guidage m est perpendicu laire à l'axe du boulon k<B>'</B>, qui coupe le plan radial, passant par l'axe -du cylindre, un peu à l'intérieur de la ligne reliant les centres des rotules des coulisseaux c'.
Sur ce même côté .de l'étrier c est ménagé un prolongement oblique n, qui constitue une seconde surface de guidage plane, s'étendant parallèlement à l'axe -du cylindre et à 60 degrés environ par rapport à la première surface de guidage plane m; - ce prolonge ment n vient en engagement avec un sabot à rotule o, monté sur la paroi du carter f approximativement à mi-longueur de ce pro- lougement n, dont la longueur est suffisante pour maintenir le contact avec le sabot à rotule o.
Il est évident que cette seconde surface de guidage plane (n) pourrait être remplacée par une surface de guidage fixe, avec un ou plusieurs coulisseaux à rotule montés sur l'étrier et venant en engagement à coulisse avec la surface de guidage.
Les forces radiales agissant sur l'étrier seront ainsi supportées en partie par la barre de guidage jet en partie par l'une ou l'autre des deux surfaces de guidage planes<I>m, n,</I> suivant que ces forces agissent vers l'inté rieur ou vers l'extérieur; d'autre part, les forces tangentielles agissant dans une direc tion seront supportées par les surfaces de guidage planes, et celles agissant dans l'autre direction seront supportées par la barre de guidage.
Dans la variante représentée sur la fig. 5, les deux .surfaces d'appui planes<I>m, n</I> sont remplacées par Un prolongement de section en<B>V,</B> p, faisant saillie sur le côté de l'étrier c et recevant un mouvement de va-et-vient sur un seul sabot à rotule q, de section en V, monté sur un boulon ,de support à tête sphérique q', de position réglable, situé sur le côté du carter f -du moteur. Dans ce cas, la partie des forces radiales, dirigées vers l'intérieur, qui n'est pas supportée par la.
barre de guidage j, sera transmise par la surface p' du prolongement en V à la face du sabot à rotule q, avec laquelle elle est en contact, tandis que la même partie des forces radiales, dirigées vers l'extérieur, sera transmise par la surface p2 du prolongement en V à l'autre face du V du sabot à rotule q; les forces tangentielles agissant dans une direction seront transmises par les deux sur faces p', p2 du prolongement en V aux deux faces -du V du sabot à rotule.
Mechanism without crank, for the transformation of reciprocating motion into rotary motion and vice versa. The present invention relates to. a crankless mechanism, for the transformation of reciprocating motion into rotary motion and vice versa, of the type described, for example, in Swiss Patent No. 81188, comprising a rotating oblique disc mounted on a rotating shaft, and one or more members to reciprocating movement cooperating with this oblique disc, each of the reciprocating movement members having its axis parallel to the axis of said shaft.
In such a mechanism, the lateral forces acting between the reciprocating member and the rotating oblique disc consist of radial forces directed inward and outward, forces which act in a direction from the outside. piston pin and going towards the axis of the machine shaft, on which the oblique disc is mounted, or in the opposite direction, and tangential forces which act in an inclined direction with respect to the piston pin or per pendicular on it, in the direction of advance or retreat.
Due to the various directions and magnitudes of these constantly varying forces, a simple guiding device, comprising, for example, parallel bars for the cross members or slide supports. Of the back and forth movement parts. - comes, does not give complete satisfaction, since the small movements which occur as a result of the inevitable play during the operation of the mechanism give rise to shaking and oscillations due to the continual changes in the load -of the surfaces guide.
To overcome this drawback, it has been proposed to provide two or a greater number of separate or distinct guide members for each of the reciprocating members, in order to withstand the forces applied to them by the disc in radial and tangential directions to the oblique disc, respectively; for example, the radial forces, directed inward and outward, were supported by surfaces bearing respec tively on the cylindrical periphery of the rotating oblique disc and on a slide provided on the stationary housing of the machine, while that the tangential forces were supported by a fixed guide bar, on which can slide a sleeve connected to the reciprocating member.
This construction has the drawback that the high peripheral speed of the rotating oblique disc gives rise to a high friction on the second guide member. The subject of the invention is a mechanism of the type indicated which does not have this drawback, a mechanism which is characterized in that the reciprocating member is guided on a fixed guide bar, by means of at least one sliding sleeve. connected to said reciprocating member and on at least one flat guide surface by means of a slide.
In the case of a mechanism with two planar guide surfaces, these surfaces can be arranged symmetrically with respect to the plane passing through the axes of the guide bar and of the shaft leaving the rotary oblique disc.
The fixed guide bar can also be located in front or behind the radial plane containing the axes of the reciprocating member and of the oblique disc shaft, the plane guide surfaces then being disposed on the opposite side of this radial plane, that is to say behind or in front of this radial plane, respectively. In this case, the radial forces applied to the reciprocating member will be distributed between the guide bar and one or the other of the planar guide surfaces, depending on their direction, while the tangential forces acting in one direction will be supported by the planar guide surfaces, and those acting (possibly) in the opposite direction will be supported by the guide bar.
Instead of using separate planar guide surfaces, they can be combined into one or more cross-sectional guide surfaces or the like.
The accompanying drawings represent, by way of example, several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is an elevational view, partly in vertical section, of a first embodiment of the mechanism, applied to an engine comprising three cylinders arranged around the engine shaft; Fig. 2 is a view in transverse vertical section taken on line 2-2 of the.
fig. 1; Figs. 3 and 4 are views, corresponding to fig.1 and 2 respectively, of a second embodiment, fig.4 being a cross-sectional view along the line 4-4 of fig. 3; Fig. 5 is a detail view corresponding to part of the fi. 4 and. Is related to a third form of execution.
With reference to fig. 1 and 2, which represent a crankless motor whose cylinders are arranged around the motor shaft a and parallel to the latter, each reciprocating member comprises a piston whose rod b is connected to a part in stirrup shape c, provided with ball-joint slides c ', resting on the opposite faces of the oblique disc a' fixed on the motor shaft a; each ball joint cl com carries a c2 stud, with a shank which is guided in a grooved pin c3, fixed in the caliper c.
The cylinders of the engine may be single or double acting, and it is obvious that the engine could comprise opposing cylinders arranged in pairs along the same axis, the pistons of each pair of opposing cylinders being connected by their rods at opposite ends. caliper c.
On the side remote from the motor shaft, the caliper c comprises a tubular part or sleeve d, comprising bearings di, provided with flanges, at its opposite ends, the bearings being able to slide along a section guide jar circular e, of,) fixed position, carried by the housing f of the engine. A bore or cylindrical chamber d ', with longitudinal slots d3, formed in the neck connecting the sleeve d to the arms of the caliper, serves to receive the spindle c3, to guide the shank studs c2 of the ball-and-socket slides el,
these studs passing through the slots in the pin e3.
On each side of the caliper are formed two recessed bosses or housings g (fig. 2), which are connected to the sleeve d by ribs dl, coming from a single piece foundry: each of these housings is intended to receive the threaded rod g 'of a bolt whose head g \ has a recess, corresponding to a part of a sphere, for the spherical bearing surface of a ball-joint slide g3, of a well-known type. The two ball joint slides, located on each side of the caliper c.
come into engagement with surfaces of (ruida @ .e planes fa, perpendicular to the axes of the bolt housings g; each guide surface h is formed by a face cut obliquely on a guide block hl, which is bolted to the side wall an inspection opening f1 formed in the motor housing; each guide block hl can be assembled to this side wall by one or more inclined bolts h ', which apply it downwards against a flange or flange f2 on the inner edge of opening <B> f '. </B>
In this embodiment, the radial forces, directed inward and outward, sitting on the caliper c, are transmitted to the fixed guide bar e through the tubular part d, which constitutes a neck sleeve. smoothing on this guide bar, while the tangential forces, acting in one or the other direction, are transmitted to one or the other of the planar guide surfaces h by the ball-joint slides bearing on these surfaces .
By suitably determining the angle of the oblique guide surfaces h, it is possible to obviate the variation in the clearance between the ball-joint slides g 'and their plane guides, variations in the clearance which result from temperature differences between the caliper c and engine crankcase f.
For example, if the planar guide surface h is arranged in such a way that it is parallel to the plane of movement (indicated at x. In fig. 2) of the center of the spherical seat of the ball slide g3, movement . which is due to thermal expansion or contraction of the caliper c, considering the axis of the guide bar e as fixed, no variation in clearance will occur.
This embodiment also makes it possible to remove the guide surfaces and the ball slides for their examination or adjustment. By detaching the piston rod (s) from the caliper c and removing one or the other of the guide blocks h ', after having removed the cover f3 covering the inspection opening made in the housing f, it is possible rotate the entire caliper e, together with the ball-joint slides el and the ball-joint guide slides g3, through an angle of <B> 180 </B> of degrees around the axis of the fixed guide bar e,
so as to let all the parts come out through the inspection opening f1: Figs. 3 -and 4 represent a second embodiment, in which the transverse forces are distributed between the guide members.
In this embodiment, the pin c8 is fixed in a cylindrical recess bi, which constitutes an extension of the bore of the hollow piston rod b; the ball slides & are thus disposed closer to the motor shaft a than the axes of the cylinders.
On one side of the bracket c protrudes obliquely, in the forward direction of rotation of the engine, a bracket or a pair of brackets i., Sliding by means of one or more sleeves it on a bar of fixed guide 3, arranged parallel to the axes of the motor shaft x and the cylinders.
The other side of the caliper c comprises a pair of housings k, receiving bolts 1e1, the heads k '' of which carry. Slides 1, mounted with a ball joint and bearing on a guide surface m, provided on the housing f of the motor, just beyond the oblique disc al; the guide surface m is perpendicular to the axis of the bolt k <B> '</B>, which intersects the radial plane, passing through the axis of the cylinder, a little inside the line connecting the centers of the ball joints of the sliders c '.
On this same side of the caliper c is formed an oblique extension n, which constitutes a second plane guide surface, extending parallel to the axis of the cylinder and at approximately 60 degrees relative to the first guide surface plane m; - this extension n comes into engagement with a ball joint shoe o, mounted on the wall of the housing f approximately halfway along this extension n, the length of which is sufficient to maintain contact with the ball joint shoe o.
It is evident that this second planar guide surface (n) could be replaced by a fixed guide surface, with one or more ball-and-socket slides mounted on the yoke and coming into sliding engagement with the guide surface.
The radial forces acting on the caliper will thus be supported in part by the jet guide bar and in part by one or the other of the two plane guide surfaces <I> m, n, </I> depending on whether these forces act inward or outward; on the other hand, the tangential forces acting in one direction will be supported by the planar guide surfaces, and those acting in the other direction will be supported by the guide bar.
In the variant shown in FIG. 5, the two flat bearing surfaces <I> m, n </I> are replaced by an extension of section in <B> V, </B> p, projecting on the side of the bracket c and receiving a reciprocating movement on a single ball-joint shoe q, of V-section, mounted on a bolt, of spherical-head support q ', of adjustable position, located on the side of the crankcase f -of the engine. In this case, the part of the radial forces, directed inward, which is not supported by the.
guide bar j, will be transmitted by the surface p 'of the V-shaped extension to the face of the ball-joint shoe q, with which it is in contact, while the same part of the radial forces, directed outwards, will be transmitted by the surface p2 of the V-shaped extension to the other face of the V of the ball-joint shoe q; the tangential forces acting in one direction will be transmitted by the two faces p ', p2 of the V-shaped extension to the two faces of the V of the ball-joint shoe.