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" Moteur à combustion interne " On connaît déjà'des pompes et autres appareils analo- gues comportant essentiellement, en combinaison, une vis rotative à un ou plusieurs filets, et une ou plusieurs-chaînes ou roues d'éléments saillants, se déplaçant suivant une ou plusieurs des génératrices de la vis en déterminant entre les filets de cette dernière des espaces à volume variable utilisables par exemple pour l'aspiration et le refoulement de liquides.
On a eu l'idée, conformément à la présente invention, d'utiliser ce oystôme do chambres à volume variable pour réaliser un moteur à combustion interne ne nécessitant aucun organe ou dispositif,de distribution particulière.
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Co moteur dans sa constitution élémentaire ou do principe, est caractérisé essentiellement par la combinaison de trois pièces mobiles au moins munies chacune d'éléments saillants hélicoïdaux de pas correspondants, massifs ou creux; deux de ces trois pièces sont parallèles et séparées l'une de l'autre par une paroi étanche, la troisième est perpendicu- laire aux deux antres et engrène avec chacune d'elles à l'in- térieur d'un carter étanche.
Les deux pièces parallèles peuvent être constituées par deux vis rotatives parallèles à un ou plusieurs filets hé- licoïdaux, et la pièce perpendiculaire par une série d'éléments saillants hélicoïdaux successifs, reliés rigidement ou articulés les uns aux autres et se déplaçant le long d'une génératrice de chaque vis successivement.
Réciproquement les deux pièces parallèles peuvent être constituées par deux séries parallèles d'éléments sail- lants hélicoïdaux successifs, reliés rigidement ou articulés les uns aux-autres, et se déplaçant le long de deux des géné- ratrices d'une vis rotative à filets hélicoïdaux formant la
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Dans l'un ou l'autre cas, la ou les s6ries d'éléments saillants successifs peuvent former une chaîne d'éléments, sans fin ou non, et parcourir un chemin de toute forme appropriée circulaire, allongée ou autre, d'un mouvement continu eu alternatif
Un cas limite de l'invention pourrait parfaitement être réalisé à l'aide d'une vis par exemple et d'une seule chaîne épaisse d'éléments saillants, chacune des deux faces de cette chaîne jouant en réalité le rôle de chacune des deux pièces parallèles mentionnées ci-dessus.
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Dans tout ce qui suit on envisagera le cas do deux ou plusieurs vis rotatives parallèles , et d'une ou plusieurs chaînes d'éléments perpendiculaires à ces vis, mais l'inverse pourrait également être envisagé dans chacun des cas considérés et il suffirait alors de remplacer dans la description ci-après vis par chaine d'éléments et inversement.
Si l'on considère donc une telle machine élémentaire formée de deux vis et d'une chaîne d'éléments saillants, au fur et à mesure de leur avancement d'une vis à l'autre les éléments de chaîne suivant à travers la cloison étanche séparant ces deux vis, un passage qui épouse exactement là forme de ces éléments et, du fait de l'agencement réciproque de ces éléments et des filets de vis, il se forme, entre les vis, un espace clos à volume variable, délimité par les faces filetées des éléments, les faces en regard des vis et les parois de passage des éléments;
cet espace clos, progresse d'une vis à l'autre avec la chaîne, en croissant, en passant par un maximum, puis en décroissant pour se reformer enfin entre les parois latérales de la seconde vis, ses filets et les éléments de chaînes,et pour croître alors jusqu'à occuper tout le creux entre filets consécutifs de la seconde vis.
Il est facile de comprendre comment la création de ces deux espaces clos successifs, qui ne nécessite l'intervention d'aucun organe ou dispositif auxiliaire, permet de réaliser pratiquement un moteur à combustion interne sans distributeur.
Les figures schématiques 1 à 12 ter des dessins ci-joints qui représentent, la première une vue en coupe élévation longitudi- nale d'un moteur conforme à l'invention, la deuxième une vue en coupe transversale de ce moteur, et les autres des vues dévelop- pées, et à plus petite échelle, de ces deux vis dans diverses po- sitions successives de ces dernières et de la chaîne, permettront de mieux le saisir.
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En particulier les fig.12,12 bis, et 12 ter représen- tent respectivement des vues en coupe développées par le cylin- dre moyen, le cylindre de grand diamètre et le cylindre de petit diamètre des vis (les deux dernières figures sont des vues déve- loppées partielles). nana non ronron, 1 nt 2 sont deux vis, montées sur un même axe rotatif 3 à l'intérieur d'un: carter étanche 4, et sépa- rées l'une de l'autre par une cloison étanche 5.
Chaque vis comporte par exemple deux filets 6-6' et 7-7'. Une chaîne d'élé- ments saillants 8-8'-8" se déplace dans le sens de la flèche F le long de l'une des génératrices de chacune des deux vis suc- cessivement, en passant travers la cloison 5 par un passage 9 qui épouse exactement la forme des éléments de chaîne.
Aux fig. 3 à 11, on voit comment il se forme entre l'élément de chaîne 8', le filet 6 de la vis 1 et la cloison 5, un espace clos a ,qui, partant de zéro (fig. 3), croit (fig.4 et 5) progresse avec la chaîne vers la vis 2 (fig. 4), quitte le filet 6 de la vis 1 pour se trouver délimité par l'élément 8", le filet 7' de la vis 2 et la cloison 5 (fig;7) décroit (fig.8),devient nul (fig.9) et se referme alors en b à l'intérieur de la vis 2 entre le filet 7' de cette dernière, l'élément 8" et la paroi de fond de cette vis (fig.10). La chaîne continuant à progresser dans le sens de la flèche, cet espace b en vient à occuper tout le creux entre les filets 7 et 7' de la vis.2 (fig.11).
Pour utiliser ce dispositif comme moteur à combustion interne, il suffit de faire déboucher en 0 (fig. 3) soit à tra- vers la vis 1, un passage pour l'admission du mélange combustible; ce dernier sera aspiré dans la chambre a (fig. 4 et 5); à partir
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de la posttion des organes en fig. 7, se produira toujours dans cette même chambre a, la phase de compression du mélange combusti- ble (fig.
8). Si l'on a soin d'aménager convenablement les organes de la machine, et en particulier les éléments de chaîne et les filets de vis (construits tous deux avec faces parallèles par exemple dans le cas de filets carrés) pour qu'ils présentent entre eux (fig.12,12 bis, et 12 ter) un évidement formant chambra do compression, l'allumage du mélange combustible se produira en d (fig. 9) soit par auto-allumage, soit à l'aide d'une bougie ou autre dispositif prévu en d . La détente des gaz se produira dans la chambre b (fig.10) qui fait suite comme on l'a vu à la chambre a en agissant sur le filet 7' de la vis 2, faisant tourner celle-ci et avec elle la vis 1 dans le sens de la flèche F', à l'intérieur du carter 4.
On aura soin de mettre d'une manière quelconque ap- propriée, la chambre b en communication avec l'extérieur pour produire l'échappement des gaz brûlés, par exemple (fig.12) grâce à une lumière e ouvrant en et sur l'extérieur. Lorsqu'un nouvel élément de chaîne pénètrera dans cette chambre b, il refoulera peu à peu , et au fur et à mesure de la réduction de vo- lume do cotte chambru lon gaz brûlés à l'extériour.
On aura réalisé ainsi , et sans organe distributeur 'd'aucune sorte, les quatre phases du fonctionnement d'un moteur à combustion interne.
Comme on le voit, la vis 2 joue seule en réalité le rôle de vis motrice, entraînant dans sa rotation la vis 1 dont le rôle est seulement de fermer le fond de la chambre a et dont l'épaisseur peut en conséquence être réduite par rapport à celle de 2. Bien entendu on pourrait disposer sur l'axe 3 plus de deux vis et prévoir également plus d'une chaîne d'élé- ments. Dans ce cas, le vis intermédiaires remplissent à la fois le rôle des vis 1 et ,toutes pouvant être utilisées en moteur.
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La ou les chaînes d'éléments 8 seront de préférence des chaînes sans fin, suivant un parcours de telle forme que l'on désirera, circulaire, allongée ou autre.
On pourrait également constituer un moteur conforme à l'invention à l'aide d'une vis et d'une ou plusieurs chaînes d'éléments saillants, la vis pouvant servir à l'aspiration et à la compression du mélange combustible et les chaînes de galets être motrices ou réciproquement.
On pourrait également avantageusement combiner avec une vis à n filets moteur, (n 1) chaînes d'éléments saillants (ou réciproquement n chaînes motrices d'éléments saillants avec une vis à (n 1) filets de manière à assurer un bon équilibra- ge des explosions dans le cycle de marche de la machine (celles- ci étant régulièrement espacées entre elles de 350 durant n (n¯l) chaque tour de la vis).
Pour accroître le volume de la chambre de combustion, on pourrait également prévoir des parois d'éléments saillants, non plus seulement parallèles, comme décrit ci-dessus, mais encore divergentes ou obliques (la divergence ou l'obliquité étant considérées par rapport au plan passant par la généra- trice de paroi et l'axe de la vis); ou bien encore réaliser une-vis dont le bout côté chambre de compression soit entaillé, suivant la profondeur des filets de vis par un cône dont l'axe passe par celui de la vis.
AUX dessins ci-joints on a représenté à titre d'exemple non limitatif, aux fig. 15 à 20 deux formes de réalisation pratique de l'invention.
Dans ces dessins : fige 13 est une vue en 1/2 coupe verticale (à gauche) et 1/2 profil (à droite d'un moteur conforme à l'invention,
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fig. 14 est une vue en 1/4 de coupe horizontale par l'axe (à gauche) et en 1/4 de coupe horizontale par A-B de fig.l. fig. 15 est une vue correspondante à la partie droite de la fig.13, la joue latérale enlevée ; fig. 16,17 et 18 sont des vues en coupe par C.D., E.F. et G.H de fig.l. fige 19 est une vue développée schématique de la machi- ne de fig. 13 à 18. fig. 20 est une vue schématique en coupe transversale d'une variante. fig. 21 est une vue en coupe-élévation partielle d'une autre variante;
fig. 22 est une vue en coupe par A.B de fig. 21 (partie supérieure) et en coupe par C.D. de fige 21 (partie in- férieure) fig. 23 est une vue en plan montrant les dispositifs de guidage d'une chaîne de galets. fig. 24 est une vue en coupe-élévation d'une portion de chaîne avec un galet monté et fig. 24 bis est une vue en plan des dis'ques de guidage en courbe; fig. 25 est une vue en bout de ce même galet et fig. 26 en est une vue en coupe, montrant toutes deux le mode de fixation et la bougie d'allumage; fig. 27 et 28 sont des vues de détail du plot mobile. fig. 29 est une vue de détail en coupe d'un segment montrant son dispositif de refroidissement par la contrevis.
Enfin fig. 30 à Il' 35 sont des vues schématiques partielles de la vis et d'une chaîne développées, permnttant de mieux comprendre le fonctionnement du moteur de fig. 21 à 29.
Sur l'arbre 3 du moteur, sont calées trois vis 1,2 et 2' les deux derniers seules btrices. Ces vis comportent chacune
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quatre filets 6 et 7; Elles tournent à l'intérieur d'un carter 4 rendu étanche par une chemise intérieure 5, muni de joues latérales 10 et fermé à l'aide d'un couvercle 11. 12 est un faux coussinot avec roulements à bille 13, Interposa entre l'axe 3 et le carter 4. Entre les vis 1-2 et 2-2' sont disposées des croisons étanches 5-5', solidaires de la chemise.
Le long des deux génératrices opposées de chaque vis se déplacent à l'intérieur du carter 4 deux chaînes sans fin d'élé- ments saillants 81 et 8 2 qui s'emboitent les uns à la suite des autres et qui engrènent dans les creux, entre filets des vis 1,2 et 2'. Chacune de ces chaînes est constituée d'éléments saillants 8 successifs, dont les queues 14 sont reliées entre elles à l'ai- de de maillons de chaîne 15 articulés sur des axes 16. Ces deux chaînes sans fin circulent, à l'intérieur du carter de la machine, le long de chemins allongés 17, terminés. par des parties 17' eh demi-cercle, et contre lesquels portent les queues 14 des éléments saillants, avec interposition de billes 18. D'autre part les faces postérièures des éléments saillants 8 circulent le long de chemins latéraux 19 (disposés sur les joues 10), avec interposition de billes 20.
21 sont des contre-chemins pour chacune des'deux chaînes.
22 sont les pipes d'alimentation de gaz, (une pour chaque chaîne) de forme allongée de manière à pouvoir alimenter les deux aspirations de chaque chaîne correspondant l'une à la vis motrice 2 et l'autre à la vis motrice 2'; ces pipes comportent chacune leur tubulure d'admission 23. Certains des éléments saillants 8 de chaque chaîne sont percés de lumières 24 qui, en passant devant la ppe 22 permettent le passage du gaz aux points dt aspiration du moteur.
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Les autres éléments saillants des chaînes comportent des lumières 25 situées à un niveau différent, de manière à ne pas communiquer avec les pipes 22, mais qui servent d'entrée d'air auxiliaire, car elles communiquent par des orfices 26 avec l'air extérieur. Cet air auxiliaire, aspiré suivant le même principe pe que les gaz, sert au refroidissement intérieur du moteur, qui présente ainsi, dans l'exemple figuré, un temps de refroidissement pour un temps moteur ; bien entendu les alternances des temps moteur et de refroidissement pourraient être différents. Une variante pourrait consister également à puiser l'air de refrodis- sement directement dans les éléments saillant's supposés creux à cet effet.
27 sont les bougies d'allumage; l'échappement des gaz brûlés se fera directement à travers le corps de l'appareil par 28 Et 29.
Le graissage de l'appareil peut se faire à l'aide d'huile emmagasinée en 30 s'écoulant par le conduit 31 sur l'arbre 3, muni par exemple d'alvéoles périphériques qui recueillent l'huile à la sortie du conduit et la déversent dans l'intérieur du faux coussinet 12, d'où elle s'écoule par des passages non figurés
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dans Ion c.vobta oxtr3)noo 32, m6nragéoIJ dans loa cartera do chat- ne; là, l'huile est épuisée par des palettes 33 fixées sur les éléments saillants qui la remontent dans leur course et la lais- sent retomber sur les plans inclinés 34 et de là dans le réser- voir 30.
A la fig.2D on voit comment,chaque chaîne d'éléments saillants disposée sur le côte des vis, peut comporter deux jeux d'éléments 8a1, 8b1,et se- 2 8b2 engrenant chacun dans un des creux entre filets de chacune des vis. Grâce à cette disposition on peut envisager que le moteur conforme à l'invention, comporte- ra une vis et une seule chaîne à double jeu d'éléments saillants, le fonctionnement restant d'ailleurs toujours le même.
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Il y a lieu de remarquer qu'en dimensionnant convenablement l'épaisseur des vis et des cloisons entre vis ainsi que la largeur de la ou des chaînes d'éléments saillants, on pourra obtenir un très grand nombre de combinaisons dans l'alternance des temps moteurs des différentes vis et chaînes.
Ainsi dans l'exemple représenté aux fig.13 à 19 (deux vis motrices à quatre filets, et deux chaîne), on a au maximum seize explosions, jumelées quatre par quatre. Si on donne une épaisseur convenable aux deux cloisons 5, il est facile à comprendre qu'on pourra réaliser ces explosions jumelées deux par deux c'està-dire se chevauchant d'une vis à l'autre. Avec des chaînes comme représentées en fig.20, on pourrait même réaliser un cycle à peu près continu, même avec des intervalles dissemblables.
Dans la variante des fig. 21 à 35, le moteur comporte une vis 100, à filets 101 de profils quelconque (entaillés, côté compression par un cône passant sur l'axe de la vis); elle est montée sur un arbre 102 avec roulements à billes 105;'le long des génératrices de cette vis se déplacent quatre chaînes A , A2,A3, A4 d'éléments saillants ou galets 104 à flancs parallèles.
La vis 100, à l'inverse de ce qui avait été figuré précédemment, forme organe d'aspiration et de compression du mélange gazeux, tandis que chacune des chaînes de galets 104 forme chaîne motrice.
Les chaînes motrices A sont à débattement dans un plan perpendiculaire aux parois et symétriques autour de l'axe de la vis, et l'on a prévu quatre de ces chaînes motrices pour cinq filets de la vis 100, ce qui assure l'équilibrage des explosions successives dans le cycle de marche de la machine, celle-ci étant décalées entre elles de 360 , soit 18 .
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A côté de la vis 100 et solidaire de cette dernière est disposée sur l'arbre 102 une contrevis 105 qui a pour but d'éviter tout effort moteur exagéré dans les chaînes, et de permettre en même temps un refroidissement des segments fixes 106, ceux, disposés entre la vis 100 et la contrevis 105 ,forment cloison fixe jouant le même rôle que les cloisons 5 de la forme de réalisation des fig. 5 et suivantes. Ces segments 106n maintenus dans le carter 107 de la machine à l'aide de tenons 108, sont bien entendu pris dans un cône de même angle au sommet que celui ayant entaillé le bout de vis 100.
La contre vis 105 est munie également de filets 105'
A l'inverse de ce qui avait été prévu précédemment, les galets 104 sont entièrement indépendants de leurs dispositifsde guidage. Ces galets sont reliés (fig. 24) à l'aide d'axe creux 109, convenablement filetés à leur extrémité, leurs dispositifs de guidage constitués comme suit : sur chacun des axes creux 109 sont enfilés l'un au-dessus de l'autre deux maillons ou articulations 110, s'emboitant l'un dans l'autre par leurs extrémités arron- dies : puis, au-dessus, on enfile, toujours sur l'axe 109 deux disques plats 111, dont les moyens 112 pénètrent à l'intérieur des trous 113 percés dans les maillons 110; ces disques 111 sont échancrés en 111' de manière à pouvoir s'emboîter les uns à la suite des autres en s'articulant entre eux autour des mêmes centres que les maillons successifs 110.
On enfile enfin sur l'axe 109 un autre jeu de deux maillons 110' analogue au précédent : à l'une des extrémités de l'axe 109 on visse le galet 104,
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et à l'autre extrémité on visse un écrou 114 avec inter- 'position, si nécessaire, d'une rondelle.
Dans les parties droites, les chaînes A, ainsi consti- tuées, se trouvent guidées dans le bâti 107 de la machine par Ion bords des maillon? 110-110' so déplaçant le long de nervures 1071 convenablement disposées à l'intérieur de ce bâti; dans les parties courbes d'extrémité, les chaînes sont guidées à l'aide de roues de débattement 115 entre les deux joues de chacune desquelles glissent les bords de isques plats 111.
Grâce à cette disposition, et si l'on a soin de faire en sorte que le diamètre des parties arrondies d'extrémité des maillons 110-110' soit supérieur ou au moins égal à la largeur entre nervures-guides 107; on aura des chaînes parfaitement silencieuses e't sans aucun claquement, lors du débattement et redressement des éléments entre eux.
Une disposition analogue pourrait être employée dans le aan de chaînes ayant comme plan do débattoment celui si la paroi ; ce cas le diamètre des parties arrondies d'extrémité du maillon devrait être supérieur ou au moins égal à la hauteur des nervures-guides,
Les roues de débattement 115 sont montées chacune sur une pièce 116 que l'on peut faire coulisser plus ou moins la- téralement sur une fourchette fixe 117 grâce à une vis à tendeur 118, de manière à écarter ou rapprocher à volonté les deux roues 115 d'une même chaîne A, et à régler ainsi la tension de cette dernière.
Le principe de fonctionnement de la machine est le même que celui de la machina dcrit aux fig.13 et suivantes,
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avec cette seule différence qu'ici chacune des chaînes A, prise individuellement, est motrice, et que c'est la vis 100 qui aspire le mélange combustible à l'intérieur du carter 107 (par une tubulure non figurée traversant la paroi du carter) ou bien encore à travers le corps même de la vis, d'une maniè- re analogue à celle figurée aux fig, 13 et suivantes, les trous d'amenée de gaz étant alors prévus dans les fonds des filets du système compresseur, c'est-à-dire de la vis.
On peut alors concevoir que, comme figuré précédemment, ces fonds de filet pourront admettre gaz ou air de refroidis- sement.
Le mélange combustible est ensuite refoulé et comprimé par la vis entre les galets de la chaîne où a lieu l'explosion de ce.mélange combustible.
Les fig, 30 à 35 du dessin montrent comment se forme la chambre d'explosion dans la chaîne.
Les fige 30,32 et 34, sont des vues partielles développées à hauteur des hauts de filets de la vis, les fig. 31, 33 et 35 étant des vues développées correspondantes à hauteur des fonds de filets.
Les flèches montrent le sens de rotation de la vis et de déplacement do la chaîne.
Les fig. 30 et 31 montrent la chambre a qui s'est formée entre le segment 106 et le filet de vis 101 et dans laquelle le mélange gazeux se comprime au fur et à mesure de la rotation dp la vis. Les fig. 32 et 33 montrent comment une chambre b commence à se former ensuite dans la chaîne A, chambre dans laquelle le mélange combustible est refoulé par la
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vis sous pression élevée.
Grâce à une bougie d'allumage dis- posée dans le galet de chaîne comme on le Verra plus loin, le mélange combustible renfermé dans cette chambre b explose et sa détente produit le déplacement du galet de la chaîne A dans le sens de la flèche; la chambre b augmente ainsi de volume jusqu'à ce que par la rotation de la vis, se démasquent des ouïes 119 (antérieurement dissimulées par les segments 106) au milieu desquels elles tournent (fig. 35); les gaz s'échap- pent alors par ces ouïes formant aubes de turbine.
Les fig. 21 et 22 montrent comment sont disposées ces ouïes 119, sous forme d'ailettes groupées dans le prolon- gement des filets 101 de la vis 100, entre cette dernière et . la contrevis. On peut prévoir plusieurs séries concentriques d'ailettes 119,119',119" analogues; la promières 119, en contact avec les fonds de segments 106 qui les masquent et les démasquent, servant seule d'ouïes. Elles forment en quel- que sorte autant de turbines concentriques actionnées par.l'échappement des gaz brûlés qui sont ensuite évacués en 120 à l'autre extrémité de la machine et parallèlement à son grand axe.
Le fonctionnement de cette ou de ces turbines d'échap- pement concentriques produisant en même temps une forte aspira- tion d'air à l'intérieur du moteur par son autre extrémité, un certain refroidissement interne de ce dernier se trouve ainsi assuré.
Quant au refroidissement des segments 106 il peut être assuré (fis.9) par ce fait que ces derniers sont creux ot percés de trous 121-122 par lesquels de l'air, aspiré du dehors en 123, circule dans le segment, puis est évacué à travers les filets de la contrevis 105 (tracé indiqué par les flèches).
La contrevis sert donc également à l'aspiration de l'air de refroidissement des segments 106.
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L'allumage se produit comme on l'a vu à l'aide de bougies 124 prévue dans des logements correspondants des galets 104 et dont l'électrode centrale 124' est reliée à un fil électrique 125 isolé traversant l'axe creux 109 de fixation du galet à ses dispositifs de guidage.
Lorsque la chaîne A de galets se déplace, l'extrémi- té, convenablement dénudée du fil 125 (ou tige pointue de disrupture) vient affleurer ou frotter un plot 126, monté dans le carter de l'appareil. Ce plot 126, vissé dans une chape
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Le plot 126 et la chape 127 peuvent être disposés dans un chariot mobile 129 qui permet, en se déplaçant convenablement et grâce à tout moyen approprié, de déplacer le plot/ 126 et de retarder ou d'avancer à volonté le point d'allumage du mélange.
Enfin, le graissage de la vis et des galets peut s'effectuer en admettant l'huile, par toute canalisation ap- propr iée telle que 130, autour de la partie cylindre 131 précédant la vis 100; cette partie cylindre étant munie de pattes d'araignée 132 disposées dans le prolongement des fonds des filets 101 de la vis, de manière à assurer le graissage des galets et de la vis.
Un système analogue pourrait être utilisé pour l'almmentation en huile ou gaz combustible; les galets étant pourvus alors dans leur face de fond de filet de logements appropriés susceptibles de recevoir
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