TRANS FORMATEUR DE MOUVEMENT A STRUCTURE PROERE POUR MACHINE EN BARILLET D E S C R I P T I O N MOTION TRANSFORMER WITH PROERE STRUCTURE FOR BARREL MACHINE D E S C R I P T I O N
La liaison des pistons à un arhre tournant parallèle à l'axe des pistons, c'est à dire la transformation de mouvement en barillet est connue depuis, très longtemps; les problèmes géométriques posés par cette formule ont donc été bien étudiés, et un certain nombre de difficultes mécaniques, liées ou non à la structure des matéxiaux ont pu être résolues.The connection of the pistons to a rotating arhre parallel to the axis of the pistons, that is to say the transformation of movement into a barrel has been known for a very long time; the geometric problems posed by this formula have therefore been well studied, and a certain number of mechanical difficulties, linked or not to the structure of the materials, have been resolved.
Mais un point n'avait jusqu'ici jamais été mis en Iumi ère : la possibilité, grâce à l'emploi du barillet, de concevoir une machine genre moteur ou compresseur ou moto- camp res seur, seulement composée d'éléments autonomes et assemblables.But one point had never before been brought to light: the possibility, thanks to the use of the barrel, of designing a machine like engine or compressor or motor camper, only composed of autonomous and assemblable elements .
La présente invention atteint ce but et poasèda, d'autre part, d'autres avantages.The present invention achieves this goal and poasèda, on the other hand, other advantages.
Elle est caractérisée par le fait que le transformateur de mouvement est entièrement assemblé et réglé à l'intérieur d'una structura propre sur laquelle il s'appuie et de laquelle sortent éventuellement, un ou deux arbres de. rotation, mais toujours les systèmes nécessaires au déplacement des pistons, généralement des bielles.It is characterized by the fact that the motion transformer is fully assembled and adjusted inside a clean structure on which it is supported and from which one or two shafts eventually emerge. rotation, but still the systems necessary to move the pistons, generally connecting rods.
Ce transformateur de mouvement est constitué par un plateau louvoyant portant sur une circonférence (ou sur plusieurs) les centres des logements des rotules qui relient ce plateau aux pistons; le "centre" du louvoiement, doit être préféxablement sur le plateau et sur l'axe du transformateur de mouvement.This movement transformer is constituted by a swinging plate bearing on a circumference (or on several) the centers of the housing of the ball joints which connect this plate to the pistons; the "center" of the sway, must be preferably on the plate and on the axis of the motion transformer.
Le transformateur de mouvement peut être réalisa comme suit :The motion transformer can be realized as follows:
- soit le louvoiement du plateau est pris en compte par un ou plusieurs paliers solidaires de ce plateau, paliers qui permettent la rotation du plateau sur l'axe oblique d'un arbre en forme de Z, cet axe oblique étant toujours perpendiculaire, au plateau (figure 2).- either the swaying of the plate is taken into account by one or more bearings integral with this plate, bearings which allow the rotation of the plate on the oblique axis of a Z-shaped tree, this oblique axis being always perpendicular, to the plate (figure 2).
- soit le louvoiement du plateau est pris en compte par un ou plusieurs paliers solidaires du plateau, d'une façon similaire au paragraphe précédeat à l'exception, de l'axe oblique qui est
une partie d'un arbre coudé (figure 1).- either the swaying of the platform is taken into account by one or more bearings integral with the platform, in a similar way to the previous paragraph except for the oblique axis which is part of a bent tree (Figure 1).
Cette solution peut être améliorée par l'utilisation d'une articulation sur rotule, la rotule étant alors solidaire de la structure et la contre- rotule solidaire du plateau, le centre commun de la rotule et de la contre-rotule se trouvant préférablemeni sur le plan des rotules de liaison aux pistons et également sur l'axe du transformateur de mouvement (figure 3).This solution can be improved by the use of a ball joint, the ball joint then being integral with the structure and the counter ball joint integral with the plate, the common center of the ball joint and the counter ball joint preferably being on the plane of the ball joints connecting to the pistons and also on the axis of the motion transformer (FIG. 3).
Mais dans les deux cas, il faut munir le plateau louvoyant d'une retenue de couple qu'il est commode, mais non obligatoire de réalisar avec deux engrenages identiques, l'un Solidaire du plateau louvoyant, l'autre lié à la structure.But in both cases, it is necessary to provide the swinging plate with a torque retainer which is convenient, but not compulsory, to realize with two identical gears, one integral with the swinging plate, the other linked to the structure.
La oaractéristique essentielle de la structure est de conserver un alignement correct, sans déplacement latéral, des supports des. roulements ou des bagues dans lesquels tournent l'arbre moteur ou résistant et généralement l'arbre portant le contrepoids d'équilibrage.The essential characteristic of the structure is to maintain a correct alignment, without lateral displacement, of the supports. bearings or rings in which rotate the motor or resistant shaft and generally the shaft carrying the balancing counterweight.
Cette condition, étant remplie, la structure peut être pleine ou ajourée, être munie ou non de renforts, avoir des fonds plats ou courbes, etc.. .This condition, being fulfilled, the structure can be solid or perforated, be provided or not with reinforcements, have flat or curved bottoms, etc.
Cette solution présente, en dehors de possibilités de fabrication plus faciles, également beaucoup d'autres avantages qui sont dûs principalement à la faible inclinais on des bielles et au parfait, équilibrage du transformateur de mouvement :This solution presents, apart from easier manufacturing possibilities, also many other advantages which are due mainly to the low inclination of the connecting rods and to the perfect balancing of the motion transformer:
- L'utilisation, de pistons à tiges se fait ainsi sans augmentation pratique des masses en mouvement, ceci en raison de la poussée faible et de l'absence de vibrations parasites que crée un équilibrage défectueux.- The use of piston rods is thus done without practical increase in the moving masses, this due to the low thrust and the absence of parasitic vibrations that creates a defective balancing.
- La séparation ohimique entre le bloc de compression et le reste de la machine est aisément réalisable par l'emploi de pistons à tiges, de joints autour des bielles des pistons autres qu'à tiges ou des tiges des pistons à tiges, emploi conjugué ou non avec la ventilation d'un gaz ou d'un fluide approprié entre structure et bloc de compression.- Ohmic separation between the compression block and the rest of the machine is easily achievable by the use of piston rods, seals around the connecting rods of pistons other than rods or the rods of piston rods, combined use or not with the ventilation of a suitable gas or fluid between structure and compression block.
- La séparation tliermiqua entre la partie mécanique incluse dans la structure et la partie chaude où se fait la compression est réalisable facilement.
Cette séparation, à base d'un système de joints ou de pistons à tiges, peut être augmentée par l'apport de matériaux isolants ou par la circulation, d'un fluide entre structure et bloc de compression, alors séparés par des entre toisas.- The tliermiqua separation between the mechanical part included in the structure and the hot part where compression takes place is easily achievable. This separation, based on a system of seals or piston rods, can be increased by the addition of insulating materials or by the circulation of a fluid between structure and compression block, then separated by between toisas.
- La réduction du niveau sonore est facilitée par la localisation des bruits dans la partie de la machine où ceux-ci prennent naissance; il devient alors possible d'utiliser dans les endroits ainsi repérés des suhstances composites amortissant les sons d'une manière plus ou moins sélective; de plus , il est facile d'éviter les. vibrations et les phénomènes de résonance par la suppression ou au moins la réduction maxi ma des surfaces planes qui se mettent en vibration.- The reduction of the noise level is facilitated by the localization of the noises in the part of the machine where these arise; it then becomes possible to use in the places thus identified composite materials damping the sounds in a more or less selective manner; moreover, it is easy to avoid them. vibrations and resonance phenomena by the suppression or at least the maximum reduction ma of the plane surfaces which are put in vibration.
- La compression, accessoire, ou non, de l'air ou d'un, gaz à une pression élevée (cas des compresseurs) ou à une pression relativement faible ( cas des moteur actuels équipés de turbocompresseurs) est facile à réaliser. Pour cela, plusieurs solutions sont possibles; le choix entre celles-ci dépendant. de l'usage final.- Compression, accessory or not, of air or a gas at a high pressure (in the case of compressors) or at a relatively low pressure (in the case of current engines fitted with turbochargers) is easy to carry out. Several solutions are possible for this; the choice between these depends. of the end use.
Si l'on, désire atteindre une pression assez faible (moins que, de l'ordre dé 1 bar ou 105 N/m2) alors ill est possible soit d'installer sur la partie de l'arbre traversant le bloc de compression une turbine, soit d'utiliser la face inférieure des pistons et de réaliser, grâce à la très faible inclinaison des bielles l'étanche ité directement sur les bielles par un système de joints adaptés à cet effet.If one wishes to achieve a fairly low pressure (less than, of the order of 1 bar or 10 5 N / m 2 ) then it is possible either to install on the part of the shaft passing through the compression block a turbine, either to use the underside of the pistons and to achieve, thanks to the very small inclination of the connecting rods, the sealing made directly on the connecting rods by a system of seals adapted for this purpose.
Si l'on désire atteindre une pression assez forte (supé rieure à de l'ordre de 1 bar ou 105N/ m2) l'utilisation de pistons à tiges, qui ne modifie pratiquement. Pas, dans ce cas les inerties des parties en mouvement, est particulièrement simple. - Cette solution accroît aussi les possibilités mécaniques, car, dans tous les cas, la structure propre permet non seulement de laisser passer les bielles par des orifices fixes de faible section, mais, aussi facilite l'implantation d'axes destinés à transmettre des mouvements de rotation, l'établissement de circuits hydrauliques et même le passage, à travers sa paroi, de flux magnétiques.If one wishes to reach a fairly high pressure (greater than about 1 bar or 10 5 N / m 2 ) the use of piston rods, which practically does not change. Not, in this case the inertias of the moving parts, is particularly simple. - This solution also increases the mechanical possibilities, because, in all cases, the clean structure not only allows the connecting rods to pass through fixed orifices of small section, but also facilitates the installation of axes intended to transmit movements of rotation, the establishment of hydraulic circuits and even the passage, through its wall, of magnetic fluxes.
Il est aussi évident que le transformateur de mouvement peut être solidaire d'éléments aceessoires, même non mécaniques.
que ceux-ci soient totalement ou partiellement inclus dans la structure.It is also obvious that the movement transformer can be integral with aceessory elements, even non-mechanical. whether these are totally or partially included in the structure.
Ces facilités sont dues au fait qu' il est possible, en particulier grâce à la séparation thermique, de traiter la partie transformateur de mouvement comme un ensemble mécanique précis, affranchi des problèmes de dilatation propres aux machines thermiques.These facilities are due to the fact that it is possible, in particular thanks to thermal separation, to treat the movement transformer part as a precise mechanical assembly, freed from the problems of expansion specific to thermal machines.
La description suivante est donnée à titre d'exemple; elle est relative à une structure contenant un transformateur de mouvement à plateau louvoyant sur rotule, les autres éventualités telles que plateau louvoyant non supporté par une rotule et dont le louvoiement est pris en compte par un arbre coudé ou par un arbre en forme de Z, en découlent immédiate ment. (figure 3.)The following description is given by way of example; it relates to a structure containing a movement transformer with a swiveling plate on a ball joint, the other contingencies such as a woven plate not supported by a ball joint and whose swaying is taken into account by a bent shaft or by a Z-shaped shaft, immediately follow. (figure 3.)
Une structure rigide (1) pourvue des orifices (2) nécessaires au passage des bielles et équipée des paliers (3) et ( 4) permettant respectivement le passage de l'axe (5) correspondant à l'arbre coudé et de l'axe (6) correspondant au maneton, est entièrement solidaire de la rotule (7) destinée à recevoir les efforts notamment dûs aux pistons et à permettre le mouvement louvoyant du plateau (8) contenant les dispositifs de logement des têtes de bielles.A rigid structure (1) provided with the orifices (2) necessary for the passage of the connecting rods and equipped with the bearings (3) and (4) allowing respectively the passage of the axis (5) corresponding to the bent shaft and of the axis (6) corresponding to the crankpin, is entirely integral with the ball joint (7) intended to receive the forces in particular due to the pistons and to allow the weaving movement of the plate (8) containing the devices for housing the connecting rod heads.
Sur la rotule (7) s'appuie une pièce dont l'axe principal de l'ellipsoïde d'inertie coïncide avec l'axe théorique (5)j cette pièce comprend essentiellement une contre- rotule, le plateau (8) et un engrenage (10 ) qui assure avec l'engre nage (11) solidaire de la structure la retenue de couple néces nécessaire au mouvement (ces engrenages pourraient être remplacés par tout système formant retenue de couple); cette pièce tourilionne en son extrémité (12) dans le maneton de l'axe (9) et comporte en dette même extrémité le logement de l'extrémité de l'arbre coudé.On the ball joint (7) rests a part whose main axis of the inertia ellipsoid coincides with the theoretical axis (5). This part essentially comprises a counter ball joint, the plate (8) and a gear. (10) which, with the gear (11) integral with the structure, retains the necessary torque necessary for the movement (these gears could be replaced by any system forming torque retention); this piece turns at its end (12) in the crank pin of the axis (9) and comprises in debt at the same end the housing of the end of the bent shaft.
La disposition en barillet avec structure propre, en dehors du fait qu'elle facilite grandement les réglages et les montages, permet de réaliser, dans d'excellentes conditions économiques des compresseurs ou des moto- compresseurs difficiles à exécuter avec d'autres techniques (problèmes chimiques)
des moteurs suralimentés par l'utilisation de la face interne des pistons qui se trouvent ainsi refroidis, des moteurs très légers grâce à la partie mécanique "froide", etc...The barrel arrangement with its own structure, apart from the fact that it greatly facilitates adjustments and mounting, allows compressors or motor-compressors which are difficult to execute with other techniques to be produced under excellent economic conditions (problems chemicals) engines supercharged by the use of the internal face of the pistons which are thus cooled, very light engines thanks to the "cold" mechanical part, etc ...
Tous ces avaatages s'ajoutent évidemment à ceux que permet normalement la géométrie du barillet : meilleure répar tition du mélange air-carburant, simplification, du mécanisme de distribution, etc...
All these advantages obviously add to those normally allowed by the geometry of the barrel: better distribution of the air-fuel mixture, simplification, of the distribution mechanism, etc ...