EP0093728A1 - Transformateur de mouvement a structure propre pour machine en barillet - Google Patents
Transformateur de mouvement a structure propre pour machine en barilletInfo
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- F16H23/08—Wobble-plate gearings; Oblique-crank gearings with non-rotary wobble-members connected to reciprocating members by connecting-rods
Definitions
- the present invention achieves this goal and poasèda, on the other hand, other advantages.
- 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.
- the motion transformer can be realized as follows:
- 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.
- the structure can be solid or perforated, be provided or not with reinforcements, have flat or curved bottoms, etc.
- the movement transformer can be integral with aceessory elements, even non-mechanical. whether these are totally or partially included in the structure.
- 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.
- 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 ...
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Abstract
Machine à pistons disposés en barillet, à mouvement louvoyant dont le transformateur de mouvement se trouve à l'intérieur d'une structure propre où il peut être isolé totalement du bloc de compression tant du point de vue thermique que du point de vue chimique. Des moyens sont prévus pour : - le réglage facile du transformateur à l'intérieur de la structure; - la localisation et la très forte atténuation des bruits et des vibrations; - la réalisation d'une manière très économique, même sur un moteur, de la compression de l'air ou d'un gaz.
Description
TRANS FORMATEUR DE MOUVEMENT A STRUCTURE PROERE POUR MACHINE EN BARILLET 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.
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.
La présente invention atteint ce but et poasèda, d'autre part, d'autres avantages.
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.
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.
Le transformateur de mouvement peut être réalisa comme suit :
- 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).
- 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).
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).
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.
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.
Cette condition, étant remplie, la structure peut être pleine ou ajourée, être munie ou non de renforts, avoir des fonds plats ou courbes, 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 :
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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.
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.
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.
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.
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.)
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.
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.
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...
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...
Claims
1. Machine en barillet à mouvement louvoyant comprenant :- des pistons disposés d'une manière régulière dans un bloccylindre sur une ou pjiusieurs circonférences;
- des bielles dont les extrémités sont des rotules formant liaison avec les dits pistons et les logements régulièrement placés dans un plateau;
- un ensemble transformateur de mouvement formé d'une partie conique (ou biconique) dont la base (ou la base commune) est le plateau portant les logements et tournant généralement en son (ou ses) extrémité(s) sur l'axe oblique d'un arbre coudé (ou sur l'axe oblique de 2 arbres coudés formant arbre en "Z");
A l'intérieur de la partie conique se trouve éventuellement une contre-rotule permettant de transmetre à une rotule une partie des efforts des pistons.
Solidaire de cet ensemble est aussi une partie des moyens, telle un engrenage, du système formant retenue de couple;
- un arbre coudé ( ou un arbre en "Z" ) permettant la génération, du couple- moteur (ou transmettant le couple d'entraînement); machine caractérisée par la disposition du transformateur de mouvement à l'intérieur d'une structure qui lui est propre et qui porte les paliers de l'arbre coudé, (ou les paliers de l'arbre en "Z") et la pièce fixe, telle un engrenage, du système formant retenue de couple, structure qui est aussi, éventuellement, solidaire de la rotule recevant les efforts des. pi s tons ; ainsi transformateur, et structure forment un sous- ensemble indépendant, d'où sortent les bielles par des orifices d'une section peu différente de celle des bielles, et éventuellement un ou deux axes, pour transmettre des mouvements de rotation; ce sous- ensemble est relié au bloc de compression soit directement, c'est à dire sans espace le séparant de ce bloc, soit indirectement, c'est à dire en laissant un certain espace entre lui-même et le bloc de compression; enfin ce sous-ensemble permet une indépendance du réglage du transformateur de mouvement vis à vis des autres parties de la machine.
2. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la
revendication 1, caractérisée par la présence de moyens de séparation thermique pratiquement totale entre la partie chaude où se produit le travail des pistons et la partie froide constituée par la structure et le transformateur de mouvement, ces moyens étant disposés dans l'espace entre transformateur et bloc de compression.
3. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication 1, caractérisée par la présence de moyens de séparation chimique totale ou. pratiquement totale entre la partie où se produit la compression et le reste de la machine, ces moyens étant dipoaés dans l'espace entre transformateur et bloc de compression.
4. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication. 1, caractérisée par la présence de surfaces courbes ou gauches sur le bloc de compression et/ ou sur la structure.
5. Maohine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication 1, caractérisée par l'emploi sur les parties où se produisent les vibrations, de matièxes composites au voisinage du lieu où ces vibrations sont engendrées.
6. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication.1, caractérisée par l'utilisation de la face interne des pistons pour comprimer l'air ou le gaz, et par la réalisation de l'étanchéité assurée par un système de joints au niveau du passage de la bielle; ceci afin de réaliser un nouvel étage de compression.
7. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication 1, caractérisée par l'utilisation, de la face interne des pistons pour comprimer l'air ou le gaz, et par laréalisation, de l'étanchéité réalisée au moyen de pistons à tiges.
8.. Machine en harillet à mouvement louvoyant suivant la revendication 1 et destinée à constituer un moteur, caractérisée en ce qu'un axe lié au transformateur de mouvement est muni de pâles, formant ainsi une turbine destinée à l'alimentation du dit moteur.
9. Machine en barillet à mouvement louvoyant suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'élements séparés et assemblables.
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