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COMPRESSEUR D'AIR, PLUS PARTICULIEREMENT POUR DES DEMARREURS A @
AIR COMPRIME POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE
La présente invention copcerne un compresseur d'air, plus particulièrement pour des démarreurs à air comprimé pour moteurs à combustion interne par exemple un démarreur du type représenté et décrit dans la demande de brevet déposée en France au même nom le 9 Avril 1929 pour " Démarreur pour moteurs à combustion interne " .
Ce compresseur est caractérisé en ce qu'une came,animée d'un mouvement de rotation par l'arbre moteur,communique un mouvement alternatif rectiligne à une came,solidaire de cylin- dres guidés par des pistons fixes.
Ce;compresseur peut comporter plusieurs étages de pres-
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sion, avec une chambre intermédiaire,ménagée dans @' épaisseur de la came formant les cylindres, interposée entre les cylindres correspondant à des étages de pression différents et permettant une détente de l'air comprime dans un stage de pression,avant sa compression à un degré plus élevé dans. l'étage de pression suivant. La came à mouvement circulaire continu,ainsi que la oame à mouvement alternatif rectiligne, présentent un profil tel que le bloc des cylindres effectue un double mouvement de va-et-vient sur les pistons par tour de cette came rotative, c'est-à-dire qu'il se produise une double compression de l'air dans chacun des cylindres pour chaque tour de la came rotative.
Il est en outre prévu un dispositif mettant automatiquement le compresseur hors d'action,sans arrêter le mouvement de rota- tion de la came, dès que la pression de l'air comprimé atteint une valeur déterminée, et remettant le compresseur en action, dès que la pression est redescendue en-dessous de cette valeur.
L'invention vise en outre certaines par ticularités qui se- ront décrites par la suite. les dessins ci-joints représentent,mais à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation de l'objet de l'invention,
La fig.l est une vue en coupe longitudinale axiale du compresseur,. avec le démarreur en vue extérieure.
La fig.2 est une vue en coupe transversale,suivant la ligne 2-2-2-2 de la fig.lo
La fig.3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig .1, -et
La fig.4 est une vue en développement du profil de la came rotative .
La fig.5 est une coupe suivant 5-5 de la fig.6.
La fig.6 est une projection horizontale d'une variante de compresseur .
La fig .7 est une coupe suivant le plan 7-7 de la fig.5.
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La fig.8 est un développement sur le plan frontal de la coupe suivant 8-8 de la fig.7.
La fig.9 représente une coupe axiale,ne passant pas par les cylindres,d'un @ compresseur,
Le compresseur d'air est, de même que dans le demande de brevet français du 9 Avril 1929 rappelée ci-dessus,monté entre le moteur et le démarreur à air comprimé D ; ce compresseur est actionné par un arbre a, tourillonné dans un carter b, fixé de toute manière appropriée, de même que le démarreur D.
( par exemple par desbrides d'assemblage et des boulons ) sur le bâti du moteur ou sur le châssis supportant le moteur cet arbre a occupe la place de la manivelle de lancement, dans le prolongement de l'arbre-manivelle ou de l'arbre de lance- ment auquel il est relié par tout accouplement convenable,rigide ou élastique. Cet arbre a se prolonge par un plateau de grand diamètre, a1,comportant à sa périphérie une bride circulaire, à profil de came,¯¯2¯ ; l'arbre a porte en outre à son extrémité une griffe d'entraînement a2 destinée à venir en prise avec la griffe d'entraînement d du démarreur D, la griffe a2 étant clavetée en bout de l'arbre a.
La came a, animée d'un mouvement circulaire continu par le mouvement de rotation de l'arbre a, coopère avec une au.tre came aménagée à la périphérie d'un bloc f,dans lequel sont formés les cylindres, au nombre de deux dans 1'exemple repré- senté, g et i, dans lequel sont montés lepistons correspon- dants h et j , Par suite du mouvement de rotation de la came c, la came et, et par suite le bloc! des cylindres, sont animés d'un mouvement alternatif rectilihne dans le carter b les pistons h et j, qui sont fixés par des brides et des boulons au fond b1 du carter b, servent à guider les cylin- dres g i dans leur mouvement.
Un fort ressort à boudin k , monté autour de l'arbre a entre le fond bl du carter b et une bride intérieure f1 du bloc g des cylindres et de la
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came e , tend à maintenir constamment cette came e, en en- gagement avec la came rotative c.
Le compresseur représenté comporte deux étages de pres- sion, le cylindre et le piston h, de grand diamètre,cons- tituant l'étage à basse pression, tandis que le cylindre i et le piston j, de petit diamètre, constituent l'étage à haute pression.
Lorsque,par suite de la coopération des cames a et e et de l'action du ressort k, le bloc f des cylindres g i s'écarte du fond des pistons h j, vers la gauche sur la %. l,de l'air est aspiré dans le cylindre à basse pression g par l'orifice d'admission g1, découvert par le piston h ; lors de la course de retour du bloc f des cylindres ( vers la droite sur la fig.6 )l'air ainsi admis dans le cylindre, est comprimé entre celui-ci et le piston het est refoulé'par l'o- rifice g2 et la soupape à bille g3 ( voir fig.2, moitié de droite ) et par le conduit Il dans une chambre intermédiaire de détente 1,ménagée dans l'épaisseur du bloc! des cylin- dres lors de la course d'aspiration suivante du bloc des cy- lindres ( vers la gauche,sur la fig,l ), cet air légèrement comprimé passe de la chambre 1,
par le conduit 1 2 ( moitié de gauche de la fig.2 ),dans le cylindre à haute pression i, entre celui-ci et le îond du cylindre. Pendant la course de compression suivante du bloc! des cylindres (vers la droite sur la fig.1 ), l'air est comprimé à un degré plus élevé et, à la fin de cette course de compression, s'échappe de ce cylindre par une soupape à bille j1 et des conduits j2 b2 mé- nagés dans l'épaisseur du piston j et dans l'épaisseur du fond bl du carter ( comme représenté en traits pointillés sur la fig,l ) et se rend à la bouteille ou réservoir à air comprimé (non représenté ) utilisé pour le démarreur ,
Comme représente sur les figs.3 et 4,les cames c et e présentent un profil tel qu'à chaque tour de l'arbre a,
et par suite de la came c. la came e reçoive un double mouve
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ment de va-et-vient, c'est à dire que .le bloc f des cylindres effectue deux courses d'aspiration et deux courses de compres- sion : sur la fig.4,la première course d'aspiration se fait de
I en II, la première course de compression de II en III, la seconde course d'aspiration de III en IV, et la seconde course de compression de IV en I ;
comme représente, le profil de la came c ( ainsi d'ailleurs que celui de la came e ) est diffé- rent pendant les courses d'aspiration et de compression,de fa- çon à assurer de longues courses de compression graduelle de l'air .L'air, comprimé dans .Le cylindre à basse pression g lors d'une course de compression du bloc f des dylindres et détendu dans la chambre intermédiaire 1, est comprimé dans le cylindre à haute pression i,lors de la course de compression suivante, et est envoyé dans la bouteille ou réservoir à air comprimé du démarreur. La disposition de cette chambre intermé- diaire entre les étages à basse et haute pression évite un é- chauffemen du compresseur, comme il a été constaté par expé- rienfe.
Il est également à remarquer que les deux cames restent constamment en engagement entre elles en deux endroits diamé- tralement opposés, de façon éviter un coincement du bloc f -des cylindres dans son mouvement de va-et-vient,
Les deux cames e et e peuvent etre remplacées par d'autres, pour obtenir des allures différentes décompression.
Il est prévu, conformément à l'invention, un dispositif arrêtant automatiquement le compresseur lorsque l'air comprimé, emmagasiné dans la bouteille ou réservoir du démarreur, atteint une pression déterminée ( par exemple une pression de 65 Kgs), pendant que l'arbre a continue à tourner.
A cet effet,sur le carter b, sur l'un des cotés du bloc f,des cylindres,est mon- tée une boite m, dans laquelle est convenablement guidé et peut coulisser un Verrou, n, solidaire d'un cuir embouti ni ,recevant la pression d'huile,amenée par le conduit n2, mé@agé dans le
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carter b et dans l'épaisseur de la paroi de la boite.!!! ;
ce conduit n2 est raccordé à un tube ( non' représenté ),plon- geant dans une couche d'huile disposée au fond du réservoir ou bouteille à air comprime,la verrou n est disposéen regard d'un évidement f2, mégagé dans la face extérieure du bloc f des cylindres,lorsque celui-ci se trouve à fin de course de compression, un ressort à boudin o, disposé autour de ce verrou n et prenant pppui d'une part sur le carteret d'autre part sur une bride n du verrou, tend à maiptenir ce dernier écarté en temps nornal de l'évidement f2 - en outre,,une bille de retenue p, soumise à 1' action d'un ressort p1 et engagée dans une gorge n4 du verrou, enclenche celui-ci dans cette position,Toutefois,;
Lorsque la pression dans le réservoir à air comprimé du déraarreyr atteint la valeur fixée, la pression de l'huile sur le cuir embouti nl fait céder le ressort o, et le verrou n, en repoussant latéralement la bille s'engage dans l'évidement f2 du bloc f des cylindres et Immobilise celui-ci dans @ position en fin de course de compression ( c'est-à-dire dans sa position extrême à droite telle que repré- sentée sur la fig.1 );
la paroi f3 de cet évidement f2 est légèrement inclinée, pour faciliter l'entrée du verrou n dans son logement.Le compresseur reste ainsi à l'arrêt,pendant que la came c continue à tourner avec l'arbre a, en venant en engagement à frottement doux avec la came e, solidaire du bloc des cylindres,mais sans produire un mouvement de celui-ci.
Lorsque la pression dans le réservoir à air comprimé redescend en-dessous de la valeur fixée,le ressort o fait sor- tir le verrou n de son logement f2,et la bille de retenue p maintient le verrou dans cette position,pour laquelle le bloc f des cylindres sous l'action des cames c et e du res- sort k, recommence son mouvement alternatif rectiligne,produi- sant une compression d'air dans les cylindres 3 -et
Le gra@ssage des surfaces de portée des cames c et e est obtenu par une certaine quantité d'huile, versée d'avance
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dans le carter b, entre les cames ;
des trous r,r ( voir fig2 et 3 ) sont percés dans l'épaisseur du bloc! des cylindres,à partir de -La ± ce de ce bloc tournée vers la came .2 jusqu'à hauteur des cylindres g et 1. ; l'huile, chassée par laforce centrifuge due au mouvement de rotation rapide de la cmme et est projetée par ces trous r r tombe sur les pistons h j dans les cylindres g i deux fois par chaque tour de la came c ; cette huile réalise l'étancheïté des pistons dans leurs cylin - dres et supprime l'espacenuisibledans ceux-ci.
On peut égale ent utiliser le système de verrouillage repré- senté sur les figures 5 à 8. Ce système de verrouillage est dis- posé suivant l'axe du compresseur,plusieurs pènes placés symé- triquement autour de l'axe, immobilisant -Le bloc des cylindres lorsque la valeur voulue de la pression de le air comprimé est atteinte .
Le compresseur,représenté dans ces figures,est,dans ses grandes lignes,agencé comme le aomprezseur décrit précédemment.
Il comporte deux étages de pression comprenant chacun deux cylindres reliés en quantité.Ces cylindres,basse pression 1 et haute pression 2, sont disposés s@létriquement de façon à équi- librer les efforts de compression.
Les pistons respectifs la et 2a de ces cylindres sont fixes et le bloc 3 des cylindres porte à sa périphérie unecame qui est appuyée par le ressort 5 sur la came 4 solidaire du plateau 6 calé sur l'arbre de commande 7. La came 4 est donc ani- mée d'un mouvement de rotation qui,par suite, entraîne lesdépla- cements reotilignes alternatifs du bloc 3 des cylindres dans le carter 8 du compresseur.Les mouvements du cylindre sont fi- xés par les pistons la et 2a au fond 8a du carter 8.
L'admission de l'air se faitpar la partie intérieure des cylindres basse pression qui sont partiellement creux.L'air pê- nètre suivant la flèche x, aprèsavoir traversé le filtre 15, dans les canaux radiaux 16 aboutissant au canal axial 17,et
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passe ensuite dans la chambre 18 par les canaux 19,
C'est dans cette chambre 18 que débouchent lelumières d'admission 10 des cylindres basse pression.
Lorsque le bloc 3 des cylindres s'écarte du fond des pistons, les lumières d'admission sont découvertes. L'air, après être passé par le filtre 14,pénètre,suivant la flèche ,!1,'Par la lumière 10 dans le cylindre 1.Il se trouve comprimé par -la montée du bloc des cylindres et passe dans le réservoir 11 situé entre les étages haute et basse pression. L'air est ensuite admis dans le cylindre 2 par la lumière 12,et ,après sa compression, il est évacué par l'intérieur 2b du piston 2a qui est creux. Deux valves 13 et13a empêchent le retour de l'air comprimé dans les cylindres 1 et 2.
L 'air comprimé passe ensuite par le canal 20 dans la chambre 21 formant cylindre,puis est évacué jusqu'au, réservoir par le tube 22.
Dans le, cylindre 21 peut se déplacer un piston 23 muni d'une garniture 24,ce pisto est soumis d'une part à la pres- sion de l'air ou de l'huile, et, d'autre part, au ressort 2,5.le piston est prolongé par une tige 26 dont l'extrémité inférieu- re est terminée par un poussoir 26 a contre lequel des res-
28 sorts 27 appuient constamment les pênes/la bloc des cylindres porte d'autre part une cavité annulaire 29.
Quand la pression de l'air a atteint la valeur voulue dans le réservoir,le piston 23 est poussé vers le bas en com- primant le ressort 2.5,le poussoir 26a chasse les pènes 28 qui viennent buter contre la face interne cylindrique 3a du bloc des cylindres.Ces pènes sont alors appliqués contre la cavité cylindrique 3a avec une force qui croit avec la compression pour s'engager d'un seul coupdans la gorge cir- culaire 29 lorsque cele-ci se présente devant eux.Les pênes, maintenus par la partie cylindrique du poussoir,verrouillent ainsi le bloc des cylindres et l'air cesse d'être comprimé.
Quand la pression de l'air dans le réservoir tombe le- pis-
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ton 23 est chassé vers le haut par le ressort,la tige 26 remonte et les pènes rentrent dans leurs jugements respectifs par suite de la pression exercée sur leur ête par les ressorts 27,le 'bloc des cylindres se trouve libéré et le compresseur est remis en fonctionnement
Le graissage du compresseur est assuré par de l'huile admise dans les cylindres par des canaux 30 débouchant en regard des orifices d'admission 10.
L'huile est élevée jusqu'à ces canaux par le mouvement de rotation même de la came.L'huile qui se ré- pand dans le fond du cylindre basse pression 1,poussée par de l'air,passe dans la chambre intermédiaire 11 l'air comprimé dans cette chambre fait monter l'huile dans le canal 12a, d'oU elle parvient au cylindre haute pression 2.De là, elle passe par la soupape 13,le canal 20 et le tube 22, directement dans le réservoir d'air comprimé.Cette huile forme joint hydraulique lors de l'arrêt du compresseur en remontant jusqu'à ce dernier sous la pression de l'air comprimé.
Afin d'éviter que, pour des vitesses élevées de rotation du compresseur,le ressort, qui doit uppliquer constamment la came solidaire des cylindres sur la came entraînée par le moteur,' ne suive plus convenablement les mouvements de la came, on peut aménager la chambre, comprise entre les pistons et la paroi inter- ne du carter, en chambre de compressions Dans ce but, la surface de la came commandée qui coulisse sur les parois de la chambre est muni de tous dispositifs convenables pour éviter qu'il se produise des fuites de l'air, comprimé dans cette chambre,le lorg de ses parois. Enfin, la culasse du compresseur est munie d'une soupape peur l'admission de l'air dans la chambre de compression.
L'air comprimé dans cette chambre aide l' action du ressort En outre lors de la course descendante de la came, La chambre située de l'autre côté de la came servant également de chambre de compres- sion et l'aspiration des cylindres basse pression débouchant dans cette chambre, on obtient un compresseur à trois étages.
La fig.9 représente une coupe axiale,ne passant pas par les cylindres,d'un compresseur.
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La surface 3c de la carne 3b,solidaire du bloc 3 des cylindres estnnnie de rainures 31 dans lesquelles pénètre de l'huile, lors du fonctionnement du compresseur . L'étancheité est ainsi obtenue et la cane 3b agit, à la façon d'un piston,'' dans la chambre cylindrique de compression 18,comprise entre les pistons et le carter du compresseur.
L'arrivée de l'air dans la chambre 18 se fait par la lu- mière 32 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par la soupape 33 appliquée sur son siège par le ressort 34.L'air comprimé dans la chambre 18 aide dans la course descendante le ressort 5 à pousser la came 3b sur la came 4:, lorsque le bloc 3 des cylindres est dans la partie basse,l'air comprimé dans la chambre de précompression 3'7,munie de la soupape 38, est admis par les lumières d'admission des cylindres basse pression -dans les dits cylindres
Afin de régler le débit d'huile de graissage, une vis pointeau 35 est disposée sur le canal d'amenée d'huile 36.
Il est bien entendu qu'on peut,sans sTécarter du principe de l'invention, apporter un grand nombre de modifications à l'exem- ple de réalisation décrit et représenté : c'est ainsi qu'on pour- rait prévoir un nombre de cylindres supérieur à deux,ainsi qu'un nombre d'étages de pression également supérieur à deux.
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