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Perfectionnements aux blocs de cylindres et cylindres des moteurs à combustion interne. "
La présente invention a trait aux moteurs à explosion ou à combustion interne refroidis par l'eau, du type dans lequel le bloc-cylindres comportant les parois externes de la chemise d'eau de refroidissement des cylindres, les têtres de cylindres, les coudes de soupape, les supports pour les guides de soupa- pes, et l'espace d'eau de refroidissement autour des tètes et des coudes, est fait en aluminium ou en alliage d'aluminium, les corps intérieurs de cylindres étant en acier ou autre métal convenable et étant supportés dans le bloc d'aluminium, l'eau de refroidissement étant en contact direct avec les corps inté- rieurs de cylindres.
Les joints à l'extrémité de tête de ces corps intérieurs, là où ceux-ci sont reliés au bloc d'aluminium, et à ou près de l'autre extrémité, la où chaque corps intérieur traverse un o-
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@ rifice du bloc d'aluminium, sont autant qu'il est possible pratiquement, rendus étanches aux gaz et à l'eau pour les pre- miers et à l'eau pour les seconds.
Jusqu'ici, il a été de pratique générale, dans la cons- truotion de moteurs de ce type, de faire d'une seule pièce de coulée les têtes de cylindres, les coudes de soupape, les sup- ports pour les guides de soupape et l'espace d'eau réfrigéran- te autour des têtes et des dits coudes (cette pièce étant dé- signée ci-après par "pièce coulée principale") et la partie restante du bloc d'une autre pièce (désignée ci-après par "en- veloppe de chemise");
il est courant également de former, sur chaque corps intérieur de cylindre, aux extrémités de "têt" un rebord saillant posant sur des saillies annulaires de l'enve- loppe de chemise, de boulonner les deux pièces "pièce coulée principale" et "enveloppe de chemise" ensemble, de former un rebord saillant vers l'extérieur à l'extrémité de chacun des corps intérieurs de cylindre opposée à l'extrémité de tête, ce rebord s'appuyant sur les faces des orifices du carter de ma- nivelle, et de boulonner ce rebord à ce carter de manivelle au moyen d'éorous et tiges filetées.
Il a été proposé par le demandeur et d'autres inventeurs de construire un moteur du type mentionné, mais dans lequel on fait en une seule pièce, une seule coulée, les parties consti- tuées par ces deux pièces ("pièce coulée principale" et "enve- loppe de chemise") en aluminium, le bloc étant fixé au carter de l'arbre coudé par le moyen de longues tiges filetées traver- sant ce carter et la surface supérieure du bloc, passant au travers de la chambre d'eau intermédiaire et serrées par des écrous.
Des difficultés ont été rencontrées dans la formation des joints entre les corps internes de cylindre et l'aluminium, tant au point de vue étanchéité au gaz et à l'eau qu'étanchéité à l' eau.
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La présente invention a pour objet un moteur dont la construction facilite la formation de tels joints étanohes res- pectivement au gaz et à l'eau, et à l'eau; elle a également pour objet la fabrication de ces joints et ce de manière que, dans le cas d'une fuite quelconque d'eau par les jointe, cette eau ne puisse pénétrer ni dans les cylindres ni dans le carter du vilebrequin.
Suivant l'invention, le bloc de cylindre en aluminium est fait en deux pièces de la manière mentionnée. Chacun des corps intérieurs de cylindre est inséré à l'extrémité de tête de l'en- veloppe de chemise, et est pourvu d'un bord s'étendant vers l'extérieur, lequel est pris entre deux faoes opposées dressées respectivement de l'orifice correspondant de l'enveloppe de chemise et de la tête de la pièce coulée principale; les deux pièces (enveloppe de chemise et pièce ooulée principale) sont boulonnées entre elles et l'extrémité de chacun des corps inté- rieurs de cylindre opposée à la tête fait saillie, sur une cer- taine distance, dans les ouvertures du carter de manivelle.
Le bloc-cylindres est fixé au carter de manivelle par le moyen de tiges filetées allongées de la façon mentionnée ci- dessus, et les corps intérieurs de cylindre sont maintenus a- xialement par rapport à ces tiges contre la réaction de ces ti- ges au moyen de ces corps intérieurs eux-mêmes, ou par le moyen du bloc-cylindres, et ce, de toute façon convenable telle que, par exemple, celles décrites ci-après.
Dans une première forme, chacun des corps intérieurs de cylindre porte un épaulement près de l'extrémité du carter de manivelle, cet. épaulement étant nécessairement rétréci pour passer au travers de l'orifice pratiqué dans le fond de l'en- veloppe de chemise. Un corps annulaire en acier ou autre métal convenable, en forme d'anneau plat aveo une partie cylindrique dressée égale en diamètre au trou de l'anneau par rapport au- quel elle est cd-axiale, s'engage sur l'extrémité du corps in- térieur de cylindre et la dite partie cylindrique appuie contre
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le dit rebord, d'une part, et contre le carter de manivelle d'autre part.
Pour empêcher que ce corps annulaire ne soit os- cillé vers l'intérieur par la pression exercée par les tiges filetées, l'anneau peut être fixé au carter de manivelle au mo- yen de vis traversant des trous pratiqués au travers des trous de l'anneau et pénétrant dans des trous taraudés dans le carter de l'arbre coudé.
Dans une autre forme, le rebord n'existe pas au corps in- térieur, près du carter, mais un organe cylindrique entoure le corps intérieur de cylindre et appuie contre le carter de mani- velle d'une part, et la saillie de l'enveloppe de chemise d'au- tre part, présentant une face plane à chacun de ces appuis et possédant un rebord dirigé vers l'intérieur qui forme contact avec le corps interne.
Dans un moteur construit comme spécifié, on peut disposer à l'extrémité de tête des corps intérieurs de cylindre, des joints étanches au gaz et à l'eau, et à l'extrémité opposée, des joints étanches à l'eau, entre les corps internes de cylin- dre, et le bloc d'aluminium, ces joints étant de nature telle que, au cas où de l'eau passerait au travers, elle s'échappe à l'extérieur du bloc au lieu de pénétrer dans le corps interne du cylindre ou dans le carter de manivelle.
En ce qui concerne le joint à l'extrémité de tête de chacun des corps internes de cylindres, on peut par exemple faire en sorte que le rebord à l'extrémité de tête de chacun des corps internes soit maintenu entre deux faces dressées des deux pièces (enveloppe de chemise et pièce coulée principale) respectivement avec des bagues d'assise convenables, et ce de façon qu'il y ait une crevasse entre les deux dites pièces, dans le plan du rebord, par laquelle tate eau s'échappant du joint puisse s'écouler vers l'extérieur du bloc-cylindres.
En ce qui concerne le joint entre le corps interne de ,cylindre et l'orifice dans le fond de l'enveloppe de chemise,
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dans la forme ci-dessus décrite dans laquelle il y a un bord s'étendant vers l' extérieur à chaque corps interne de cylindre, ce bord est disposé de façon à traverser et s'adapter à la saillie de l'orifice du fond de l'enveloppe de chemise, et, dans la circonférence interne de cette dernière, on constitue un retrait annulaire dans lequel un anneau de caoutchouc est inséré pour fermer hermétiquement le joint.
Dans la forme décrite ci-dessus et suivant laquelle un organe annulaire entoure le corps interne du cylindre et pré- sente une face à l'enveloppe de chemise et au carter de mani- velle, et possède un rebord dirigé vers l'intérieur, on forme un retrait annulaire dans la circonf érence interne de la sail- lie du dit orifice, ce retrait partant du bord externe de la saillie jusqu'à une certaine distance, déterminant ainsi un espace annulaire fermé par la dite saillie, le corps interne de cylindre, et le rebord, et dans cet espace. sont logés un ou deux anneaux en caoutchouc appuyant'sur chacun de ces organes.
On forme également un semblable retrait dans la circonférence interne de l'organe annulaire sous le rebord de ce dernier, constituant ainsi un espace annulaire enfermé par cet organe, le corps interne de cylindre, et le carter de manivelle, et dans cet espace annulaire sont logés un ou deux anneaux en ca- outchouc appuyant contre tous ces éléments. Dans cette forme de réalisation du joint, on prévoit aussi de préférence dans la circonférence interne du rebord, une gorge annulaire et des perforations traversant l'organe annulaire et aboutissant dans cette gorge, de sorte que, si de l'eau passe au-delà des pre- miers anneaux encaoutchouo, elle s'échappe vers l'extérieur et non pas dans le carter de manivelle.
Les longues tiges filetées sont enfermées dans un tube en aluminium, sous un certain jeu, et avec des joints étanches à l'eau entre les bouts de ces tubes et les pièces ooulées en aluminium, non seulement pour protéger ces tiges filetées de
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l'eau, mais aussi parce qu'il serait difficile si pas impossi- ble, de faire un joint étanche à l'eau entre ces tiges filetées et les pièces coulées en aluminium.
Dans les dessins annexés on a représenté un exemple de réalisation de l'objet de l'invention.
Fig.l est une coupe suivant deux plans différents, comme indiqué par la ligne 1-1 de la fig.3.
Fig.2 est une coupe verticale de la fig.l, vue dans la direction de la flèche, le coin inférieur de droite montrant une variante de joint.
Fig.3, partie gauche, donne une vue en plan du bloc-cy- lindres, la fête étant enlevée et les corps intérieurs de cy- lindre en place ; lapartie droite est une coupe du bloc-cylin- dres suivant la ligne 3-3 de la fig.l.
Fig.4 est une coupe partielle montrant comment les espa- ces d'eau de la t%te et du bloc-cylindres respectivement sont reliés.
Fig.5 est une coupe partielle d'une variante de méthode pour la formation d'un joint étanche à l'eau tel qu'illustré en fig.2, cette coupe étant prise à. angles droits par rapport à celle de la fig.2. a est la paroi verticale principale, a1 le dessus et a2 le fond du carter de manivelle; a3 sont des parois s'étendant du fond a2 jusqu'au dessus al entre les cylindres et a4 sont des nervures allant de la paroi a aux parois a3 pour le ren - forcement. Ces nervures sont traversées par des trous a5 afin de réduire le poids et de permettre la circulation d'eau.
Des orifices correspondants sont formés respectivement dans le dessus et le fond du carter, et ils sont destinés à. re- cevoir les corps internes de cylindres. a6 est un bord dirigé vers l'intérieur et formé autour de chacun des orifices du dessus al, a7 sont des saillies externes formées sur la paroi la et pourvues de trous taraudés pour recevoir les tiges file- tées décrites ci-après, a8 sont des saillies formées sur les
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parois a3 et les nervures a4, et pourvues de trous taraudés pour recevoir les tiges filetées décrites ci-après. a9 sont'des tubes entourant les dites tiges filetées en acier et formant joints étanches à l'eau avec le dessus et le dessous du carter.
b est la "pièce coulée principale" comprenant une chambre de combustion bl, des coudes b2 et des supports pour les guides de soupapes b3 Sur cette pièce b sont formées des saillies b4 correspondant aux saillies a7. b5 sont des tubes d'aluminium traversant l'espace d'eau de la pièce b; ces tubes sont évasés à leurs extrémités pour former un joint étanche avec les trous de la pièce b; b6 sont des saillies formées sur la pièce b en continuation des saillies a8, et destinées à 'être traversées par les tiges filetées décrites ci-après. o est un couvercle ren- fermant le mécanisme extérieur de soupape; il ne forme pas par- tie de l'invention. d sont les corps internes de cylindres, possédant chacun, à l'extrémité de tête, un bord d1 extérieur et une partie épais- sie d2 dont le côté inférieur constitue épaulement d3.
Les corps internes de cylindre s'étendent, sur une certaine distance, au travers des orifices dans le carter de manivelle c, comme re- présenté en fig.l. La face du bord d1 et les faces des pièces coulées y contiguës sont dressées. f sont des tiges filetées vissées dans les trous taraudés des saillies a7 et a8, s'étendant au travers de perforations des saillies b4 et b6, et respectivement pourvues d'écrous fl pour assembler, réunir rigidement les deux pièces coulées au bord d1 compris entre elles.
Des rondelles convenables ± (de préférence en alliage d'aluminium) sont interposées pour rendre étanohes à l'eau et au gaz les joints des deux côtés du bord d1.
L'épaisseur de ce bord dl et des rondelles ± est telle qu'il subsiste une crevasse ouverte 1 entre les deux pièces coulées, par laquelle toute eau suintant des rondelles s'échappe à l'extérieur.
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h sont de longues tiges filetées en acier, vissées dans des trous taraudés des saillies du carter de manivelle, et pour- vues d'écrous hl. Ces tiges h absorbent la réaction entre le carter de manivelle et les cylindres et fixent les cylindres et leurs parties dépendantes au carter de manivelle. i est un anneau en acier emboîtant l'extérieur du corps interne de cylindre entre la face de l'orifice du carter de ma- nivelle et l'épaulement d3, dans le but de situer le corps in- terne par rapport au carter de manivelle et de le maintenir à l'encontre de la réaction des tiges filetées d.
Si c'est désiré, dans le but d'absorber la tendance de cet anneau d'acier à s'in- oliner vers l'intérieur sous la pression exercée par les tiges filetées d (ce qui a pour.effet de tordre le corps interne de cylindre) la base de cet anneau peut 'être élargie et perforée en des endroits convenables, et des vis de serrage être vissées à. travers ces perforations et attaquer des trous taraudés formés dans le carter de manivelle. est un anneau de caoutchouc ou autre matière convena- ble, comprimé dans un retrait formé dans l'orifice du fond de l'enveloppe de chemise, dans le but de rendre étanche à l'eau le joint entre les corps internes de cylindre et la pièce coulée principale.
Un autre mode de fixation des corps internes de cylindre par rapport au carter de manivelle est représentée à la fig.5 et dans le coin inférieur droit de la fig.2; dans ce mode, la réaction à l'encontre des tiges filetées h est absorbée par la piéce a et non plus par le corps interne de cylindre lui-même.
L'orifice dans le fond de l'enveloppe de chemise est pourvu d'un retrait k à son bord interne. Un organe annulaire 1 est pourvu d'un retrait semblable à son bord interne inférieur et d'une saillie dressée pénétrant dans le retrait k; une gorge annulaire
11 *'étend autour de la circonférence interne de cette saillie et une série de trous 12 vont de cette gorge à l'extérieur de la
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pièce coulée.
13 sont des rondelles annulaires pour rendre étanohe à l'eau le joint entre les corps internes de cylindre et la pièce coulée a, et, en tout cas, pour empêcher l'eau de pénétrer dans le carter de manivelle. Si de l'eau dépasse la série supérieure de ces rondelles, elle finira par s'écouler par la gorge 11 et de là, par les trous 12, vers l'extérieur de l'enveloppe de che- mise.
En se référant à la fig.4, 'm est un tube d'aluminium for- mant un passage vers les perforations oorrespondantes des deux pièces coulées, afin de permettre la circulation de l'eau de re- froidissement.
Un moteur construit comme décrit, offre, par rapport à ceux connus jusqu'ici, de meilleurs possibilités d'assurer que l'eau ne puisse arriver dans les corps internes de cylindre ou dans le carter de manivelle, et présente encore d'autres avanta- ges .
REVENDICATIONS.
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