FR2463259A1

FR2463259A1 - HOT GAS PISTON MACHINE

Info

Publication number: FR2463259A1
Application number: FR8017588A
Authority: FR
Inventors: Jan Vos
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-08-10
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-02-20
Also published as: IT8024055A0; NL7906115A; JPS5629038A; GB2060122A; DE3027602A1; SE8005591L; IT1132350B

Abstract

MACHINE A PISTON A GAZ CHAUD COMPORTANT AU MOINS UN PREMIER CORPS EN FORME DE PISTON ET AU MOINS UN SECOND CORPS EN FORME DE PISTON, LES DEUX CORPS ETANT ACCOUPLES ENTRE EUX PAR UN ARBRE A MANIVELLE, LES DEUX ARBRES A MANIVELLE ETANT MUNIS CHACUN D'UNE ROUE DENTEE, ROUES QUI SONT ACCOUPLEES ENTRE ELLES PAR AU MOINS UNE AUTRE ROUE DENTEE DE FACON QUE LES DEUX CORPS EN FORME DE PISTON SE DEPLACENT AVEC DEPHASAGE. APPLICATION AUX MOTEURS A GAZ CHAUDS.HOT GAS PISTON MACHINE INCLUDING AT LEAST ONE FIRST BODY IN THE FORM OF A PISTON AND AT LEAST ONE SECOND BODY IN THE SHAPE OF A PISTON, THE TWO BODIES BEING COUPLED TOGETHER BY A CRANK SHAFT, THE TWO CRANK SHAFTS BEING EACH A TOOTHED WHEEL, WHEELS WHICH ARE COUPLED WITH AT LEAST ONE OTHER TOOTHED WHEEL SO THAT THE TWO PISTON-SHAPED BODIES MOVE WITH PHASE. APPLICATION TO HOT GAS ENGINES.

Description

"Machine à piston à gaz chaud" L'invention concerne une machine à piston àThe invention relates to a piston machine with a hot gas piston.

gaz chaud comportant au moins un premier corps en forme de piston servant à modifier le volume d'au moins une première enceinte et au moins un second corps en forme de piston servant à modifier le volume d'au moins une seconde enceinte, les deux corps en forme de piston étant accouplés à un arbre à manivelle, les deux arbres à manivelle étant munis chacun d'une roue dentée, les roues dentées étant accouplées entre elles par au moins une autre roue dentée de façon que les deux corps en forme de piston se déplacent avec déphasage, alors que des moyens sont prévus pour modifier, par rotation relative des arbres à manivelle, l'angle de déphasage compris hot gas having at least a first piston-shaped body for changing the volume of at least a first chamber and at least a second piston-shaped body for changing the volume of at least a second chamber, the two bodies in the form of a piston being coupled to a crank shaft, the two crank shafts being each provided with a gear wheel, the gear wheels being coupled together by at least one other gear so that the two piston-shaped bodies move with phase shift, while means are provided for modifying, by relative rotation of the crank shafts, the phase angle included

entre les deux corps en forme de piston. between the two bodies in the form of piston.

Une machine à piston à gaz chaud du genre que concerne la présente invention est connue du brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 508 315. Ce brevet décrit un moteur à gaz chaud du genre à balayeur o le piston et le A hot gas piston machine of the kind that is the subject of the present invention is known from US Patent No. 2,508,315. This patent discloses a hot gas engine of the sweeper type where the piston and the

balayeur sont accouplés chacun à un arbre à manivelle. sweeper are each coupled to a crank shaft.

Chacun des arbres à manivelle est muni d'une roue dentée à denture inclinée, qui coopère avec une roue dentée calée sur un troisième arbre. Le déplacement de ce troisième arbre dans la direction axiale permet de tourner les arbres à manivelle, l'un par rapport à l'autre, ce qui a pour effet une modification de l'angle de déphasage compris entre le piston et le balayeur et, par conséquent, une variation Each of the crank shafts is provided with a toothed gear with inclined toothing, which cooperates with a toothed wheel set on a third shaft. The displacement of this third shaft in the axial direction makes it possible to turn the crank shafts relative to one another, which has the effect of modifying the phase shift angle between the piston and the scanner and, therefore, a variation

de la puissance fournie par cette machine. the power provided by this machine.

Cette machine connue présente le désavantage de l'utilisation de roues à denture inclinée coûteuses et This known machine has the disadvantage of the use of expensive inclined toothing wheels and

d'une force relativement élevée nécessaire pour le déplace- a relatively high force required for moving

ment du troisième arbre.third tree.

La présente invention vise à fournir une machine à piston à gaz chaud du genre mentionné ci-dessus munie de moyens permettant de modifier le déphasage entre les deux manivelles moyens qui présentent une structure simple et se prêtent à une réalisation peut coûteuse, alors que The present invention aims at providing a hot gas piston machine of the type mentioned above provided with means making it possible to modify the phase difference between the two average cranks which have a simple structure and lend themselves to a realization which can be expensive, whereas

l'ajustage peut s'effectuer avec force assez faible. the adjustment can be made with a fairly weak force.

La machine à piston à gaz chaud conforme à la présente invention est caractérisée en ce qu'au moins deux The hot gas piston machine according to the present invention is characterized in that at least two

autres roues dentées sont prévues entre les deux roues den- other gear wheels are provided between the two

tées appliquées sur les arbres à manivelle et sont en prise l'une avec l'autre, la première étant en prise avec la roue dentée d'un arbre à manivelle et la seconde avec la roue dentée du second arbre à manivelle, les arbres des autres roues dentées reposant dans une culasse, qui est supportée par deux bras, dont l'un peut tourner, par une extrémité, autour de l'arbre de la première autre roue dentée et repose, par l'extrémité opposée, sur un arbre à manivelle, alors que l'autre bras peut tourner, par une extrémité, autour de la seconde autre roue dentée et repose par l'extrémité opposée, sur l'autre arbre à manivelle, des moyens étant applied to the crank shafts and engaged with each other, the first being engaged with the gear wheel of a crank shaft and the second with the gear wheel of the second crank shaft, the shafts of other gears resting in a yoke, which is supported by two arms, one of which can rotate at one end around the shaft of the first other gear and rests, at the opposite end, on a shaft at while the other arm is rotatable, at one end, around the second other gear and rests at the opposite end on the other crank shaft, means being

prévus pour modifier la position de la culasse. provided to change the position of the cylinder head.

Ainsi, on a obtenu une machine à piston à gaz So, we got a gas piston machine

chaud présentant des moyens permettant de modifier le dépha- with the means of modifying the

sage entre les deux déplacements du piston, moyens qui se between the two movements of the piston, the means

prêtent à une structure simple et qui sont faciles à mani- lend themselves to a simple structure and are easy to handle.

puler.puler.

La description ci-après, en se référant aux des- The description below, with reference to the

sins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif annexed, all given as a non-limitative example

fera bien comprendre comment l'invention peut être réali- make it clear how the invention can be

see. La figure 1 montre schématiquement un moteur see. Figure 1 shows schematically an engine

à gaz chaud, à effet simple, à déphasage réglable, présen- hot gas, single acting, adjustable phase shifter,

tant deux arbres à manivelle tournant en sens opposés. both crank shafts rotating in opposite directions.

La figure 2 montre schématiquement une autre forme de réalisation du système à roue dentée du moteur Figure 2 schematically shows another embodiment of the engine gear system.

selon la figure 1.according to Figure 1.

La figure 3 montre le même moteur présentant Figure 3 shows the same engine presenting

deux arbres à manivelle tournant en sens opposés. two crank shafts rotating in opposite directions.

La figure 1 représente schématiquement un moteur à gaz chaud à effet simple à déphasage réglable, les deux FIG. 1 schematically represents a single-phase hot-gas engine with adjustable phase shift, both

pistons étant reliés à des arbres tournant en sens opposés. pistons being connected to shafts rotating in opposite directions.

Sur cette figure, le ohC4ifre de référence 1 désigne un pre- In this figure, the reference ohC4ifre 1 designates a first

mier piston, qui est relié, par l'intermédiaire d'une tige de piston 2, d'une crosse à guidage unilatéral 3 et d'une bielle 4, à un maneton 5. Le piston 1 peut se déplacer dans un cylindre 6 qui est relié par l'intermédiaire d'un réchauffeur 7, d'unrégénérateur 8 et d'un refroidisseur 9, à un second cylindre 10, dans lequel peut se déplacer un second piston 11, dont la face inférieure peut modifier le volume d'une autre enceinte, qui communique avec les piston, which is connected, via a piston rod 2, a unilateral guide stock 3 and a connecting rod 4, to a crankpin 5. The piston 1 can move in a cylinder 6 which is connected via a heater 7, a regulator 8 and a cooler 9, to a second cylinder 10, in which a second piston 11 can be moved, whose lower face can change the volume of a another speaker, who communicates with

enceintes disposées au-dessus et au-dessous du premier pis- enclosures above and below the first pis-

ton 1. Le piston 11 est relié, par l'intermédiaire d'une 1. The piston 11 is connected, via a

tige 12, d'une crosse à guidage latéral 13 et d'une biel- rod 12, a lateral guide stock 13 and a biel-

le 14, à un maneton 15. Le maneton 5 est relié à un pre- 14, to a crankpin 15. The crankpin 5 is connected to a first

mier arbre à manivelle 16, alors que le maneton 15 est re- crankshaft 16, while the crank pin 15 is

lié à un second arbre à manivelle 17. linked to a second crank shaft 17.

Les arbres à manivelle 16 et 17 sont accouplés entre eux par l'intermédiaire d'un système à roues dentées 18, 19, 20 et 21 de façon qu'en premier lieu, les deux arbres puissent tourner en sens opposés et puis, le piston 1 atteint The crank shafts 16 and 17 are coupled together by means of a gear system 18, 19, 20 and 21 so that in the first place, the two shafts can rotate in opposite directions and then the piston 1 reached

sa position supérieure au moment o le piston 11 est éloi- its upper position at the moment when the piston 11 is

gné d'un angley- l'angle de déphasage - de sa position inférieure. Les arbres des roues dentées 20 et 21 reposent dans une culasse 21 qui repose de façon à pouvoir tourner angley- the phase shift angle - from its lower position. The shafts of the gears 20 and 21 rest in a yoke 21 which is rotatably resting

par l'intermédiaire des bras 23 et 24 sur les arbres à mani- through the arms 23 and 24 on the shafts

velle 16 et 17.16 and 17.

Au bras 23 est fixée une pièce de rallonge 40, On the arm 23 is fixed an extension piece 40,

qui est reliée, par l'intermédiaire d'une pièce d'accouple- which is connected, via a coupling piece-

ment 41, à une tige de piston 42 d'un piston 43 d'un moteur 41, to a piston rod 42 of a piston 43 of an engine

linéaire hydraulique ou pneumatique 44. linear hydraulic or pneumatic 44.

Un premier arbre auxiliaire 26 est appliqué pa- A first auxiliary shaft 26 is applied

rallèlement au premier arbre à manivelle 16 et accouplé, par l'intermédiaire d'une roue dentée 27, à la roue dentée parallel to the first crank shaft 16 and coupled, by means of a toothed wheel 27, to the toothed wheel

28 de l'arbre à manivelle 16.28 of the crankshaft 16.

Un second arbre auxiliaire 28 est appliqué paral- A second auxiliary shaft 28 is applied paral-

lèlement au second arbre à manivelle 18 et accouplé, par same as the second crank shaft 18 and coupled by

l'intermédiaire d'une roue dentée 29, à la roue 19 du se- via a toothed wheel 29, at the wheel 19 of the

cond arbre à manivelle.cond crank shaft.

Afin d'obtenir l'équilibrage de ce moteur à gaz chaud, des contre-poids 30, 34 et 31, 35 sont appliqués sur le premier arbre à manivelle et sur le second arbre In order to obtain the equilibration of this hot gas engine, counterweights 30, 34 and 31, 35 are applied to the first crankshaft and the second shaft.

à manivelle. De plus, sur les arbres auxiliaires sont ap- crank. In addition, the auxiliary shafts are

pliqués d'autres contre-poids 32 et 33. Les contré-poids présentent une masse et une distance par rapport à l'axe géométrique de rotation telles que les forces-de premier ordre et les couples sont complètement équilibrés pour un plied with other counterweights 32 and 33. The counterweights have a mass and a distance with respect to the geometrical axis of rotation such that the forces of first order and the couples are completely balanced for a

angle de déphasage déterminé.phase angle determined.

Or, l'angle de déphasage entre les mouvements Now, the phase angle between the movements

des pistons 1 et 11 peut être modifié par rotation, à l'ai- pistons 1 and 11 can be rotated, with the help of

de du moteur linéaire 44,-de la pièce de rallonge 40 et, de ce fait du bras 23 autour de l'axe géométrique de l'arbre à manivelle 16. Ainsi, la roue dentée 20 va se dérouler le long de la roue dentée 18, de sorte que la roue dentée of the linear motor 44, the-extension piece 40 and, therefore, the arm 23 around the geometric axis of the crank shaft 16. Thus, the toothed wheel 20 will unfold along the toothed wheel 18, so that the gear wheel

21 et, par conséquent également la roue dentée 19, est tour- 21, and therefore also the toothed wheel 19, is

née d'un angle déterminé par rapport à la roue dentée 18. born from a given angle with respect to the toothed wheel 18.

Ainsi, la position relative subit des variations. Grâce à l'application du mécanisme à bielles 22, 23, 24,et du bâti de la machine entre les arbres à manivelle 16 et 17, les quatre roues dentées 18, 20, 21 et 19 restent toujours Thus, the relative position undergoes variations. Thanks to the application of the link mechanism 22, 23, 24, and the machine frame between the crank shafts 16 and 17, the four gears 18, 20, 21 and 19 are still

en prise, les unes avec les autres.engaged with each other.

La figure 2 représente schématiquement la façon dont la structure peut être modifiée éventuellement tout Figure 2 schematically shows how the structure can be modified eventually any

en maintenant les mêmes avantages.maintaining the same benefits.

En fin de compte, la figure 3 montre schématique- In the end, Figure 3 shows schematic

ment la façon, dont une série de roues dentées, constituées par trois roues dentées 45, 46 et 47 appliquées dans une culasse 22, permet de faire tourner, dans le même sens, the manner in which a series of toothed wheels consisting of three toothed wheels 45, 46 and 47 applied in a cylinder head 22 makes it possible to rotate, in the same direction,

des roues dentées 48 et 49 appliquées sur des arbres à ma- toothed wheels 48 and 49 applied to

nivelle 16, 17. La variation de l'angle de déphasage entre les deux arbres à manivelle s'effectue de la même façon level 16, 17. The variation of the phase shift angle between the two crank shafts is effected in the same way

que celle des structures précédentes. than that of the previous structures.

Dans ce qui précède, les roues dentées de la culasse 22 sont toutes représentées avec le même diamètre, ce qui n'est cependant pas nécessaire. Au besoin, il est In the foregoing, the gears of the yoke 22 are all shown with the same diameter, which is however not necessary. If necessary, it is

possible d'appliquer des roues dentées de diamètresdiffé- it is possible to apply toothed wheels of different diameters

rents.ent.

Claims

A hot gas piston machine having at least a first piston-shaped body for changing the volume of at least a first chamber and at least a second piston-shaped body for changing the volume of at least one second enclosure, the two piston-shaped bodies being coupled to a crank shaft, the two crank shafts being each provided with a gear wheel, the gear wheels being coupled together by at least one other gear wheel so that both piston-shaped bodies move with phase shift, while means are provided for modifying, by relative rotation of the crank shafts, the phase-shift angle between the two piston-shaped bodies, characterized in that at least two other gears are provided between the two gears applied on the crank shafts and are engaged with each other, the first being engaged with the gear wheel of a crank shaft and the second with the toothed wheel of the second crankshaft, the shafts of the other sprockets resting in a breech, which is supported by two arms, one of which can rotate, by a

end, around the shaft of the first other wheel den-

at the opposite end, on a crank shaft, while the other arm can rotate, by a

end, around the other second gear wheel and

at the opposite end, on the other crank shaft, means being provided to change the position of the yoke.