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Mécanisme de transmission et de transformation de mouvement.
La présente invention a pour objet un mécanisme de trans- formation de mouvement rectiligne alternatif en mouvement de rotation continu.
L'invention s'applique à tous les cas où cette transfor - mation doit avoir lieu, et elle a pour but essentiel de sup - primer toutes les articulations nécessitées jusqu'ici dans ces mécanismes de transformation. Une application très géné - rale, et, en fait, principale, est celle de la transformation du mouvement rectiligne d'un piston relié à un arbre rotatif.
Jusqu'ici, une telle transmission de puissance, avec transfor- mation du mouvement, nécessitait un arbre coudé (vilebrequin) relié au piston par bielle articulée à ses deux extrémités (moteurs à explosions, pompes), ou un arbre avec excentrique et bielle d'articulation (machines à vapeur). Ces mécanismes de transformation sont encombrants, et d'un faible rendement par suite des articulations et des coudés. Ils sont soumis à
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des effort s dangereux, , qui¯ , entraînent une rapide usure et du jeu aux articulations ; dans les moteurs à explosions pour véhicules automobiles, par exemple, il est presque matérielle- ment impossible - sauf à admettre des complications coûteuses de construction et de montage - d'appliquer les roulements à billes si avantageux.
Un autre défaut en ce qui concerne les moteurs à explosions est le danger que présente la rupture d'une articulation : la bielle ou biellette traverse alors le carter, ce qui entraîne des réparations longues et coûteu- se s.
Le but principal de l'invention est de supprimer tous les intermédiaires articulés entre l'arbre rotatif et l'organe en mouvement alternatif, c'est-à-dire de supprimer toutes bielles, biellettes, arbres coudés, rotules; l'organe en mouvement alternatif rectiligne étant relié à l'arbre rotatif par une liaison libre, donc, ni rigide ni articulée.
Essentiellement, un mécanisme conforme à l'invention comporte un organe en mouvement alternatif rectiligne, un arbre supporté, à mettre en mouvement de rotation continu par transmission entre le dit organe et le dit arbre, un pla- teau calé excentriquement sur cet arbre, ou en faisant partie intégrale , et comportant une forme de segment avantageusement circulaire, et un organe transmetteur agissant sur la péri - phérie de cette came. Cet organe transmetteur peut être l'or - gane même à mouvement alternatif, ou être une pièce rapportée à celui-ci et maintenu dans son axe longitudinal ; il comporte une lumière longitudinale, dont la longueur est égale à la longueur d'une course complète de l'organe à mouvement alter - natif, augmentée du diamètre de l'arbre à entraîner, et dont la largeur est égale au diamètre de cet arbre.
L'arbre à en - traîner est logé dans cette lumière ; l'organetransmetteur porte en outre à ses deux extrémités un galet monté sur billes, ces deux galets roulant sur le bord de la came solidaire
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de l'arbre et emprisonnant cette came entre eux.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en a repré - senté diverses variantes de réalisation au dessin annexé : fig.l est une vue de face et fig.2 une vue de profil de la première forme, fig.3 et 4 sont les vues correspondantes d'une deuxième forme, fig.5 est une vue de face d'une troisième variante.
1 est l'arbre à entraîner en mouvement continu de rotation et 2 est l'organe en mouvement alternatif rectiligne, par exem- ple un piston de moteur ou de pompe. On comprend que, dans l'application pratique, il y aura généralement, mais non néces- sairement - plusieurs organe s 2 attaquant l'arbre 1, mai s l'in- vention se comprend sans plus en supposant un seul organe 2.
Sur l'arbre 1 est calée une came 3 qui peut d'ailleurs être venue directement avec l'arbre. Cette came a un profil sensiblement en demi-cercle, c'est-à-dire comporte une partie 4 en demi-circonférence, et une partie rectiligne 5, ces deux parties étant reliées par congés 6. Il est à observer que la forme en demi-cercle n'est pas limitative, et que même dans ce cas, la partie 4 peut s'étendre sur plus d'une demi-circon- férence ; l'invention englobe toutes les formes de cames comportant une portion de courbe et la corde correspondante.
L'organe 2, en l'espèce un piston de moteur à explosions, porte, par ses masselottes 7, deux bras 8 , situés dans son prolongement, et prenant entre eux la came 3. Chacun de ces bras est pourvu d'une boutonnière allongée 9, dans laquelle est engagé l'arbre 1. Ces boutonnières, identiques et se recouvrant exactement, ont une largeur égale au diamètre de l'arbre l,ou de la bague de roulement éventuellement montée sur cet arbre, et une longueur égale au diamètre de l'arbre augmenté de la course totale du piston 2. Les bras µ. supportent entre eux, à chaque extrémité, l'axe 10 d'un galet 11 monté sur billes, ces
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galets roulant donc sur la périphérie de la came 3.
La distance entre les galets est telle que, pour la position de la fig.1, où la came 3 est coupée à sa plus grande dimension par la ligne des centres des galets 11, ceux-ci soient tous deux en contact avec elle.
Si l'on considère la position de la fig.l, pour laquelle le piston 2 est à fond de course de compression, et le galet supérieur en contact avec le début de la partie rectiligne 5 de la came, on comprend qu'au moment où l'explosion se produit, l'ensemble rigide piston 2 et bras 8 se déplaçant suivant la flèche A, le galet supérieur roule le long de la partie 5 et force la came 3 et l'arbre 1 à tourner. Le bras de levier de l'effort ainsi imparti sur la came 3 est maximum au début et diminue rapidement pour tomber à zéro quand l'arbre 1 a tourné de presqu'un demi- tour ; pour le mouvement du piston dans le sens opposé, c' est le galet inférieur 11 qui agit sur la partie rectiligne 5.
Les deux galets ne sont simultanément en contact avec la came 3 qu'aux fins de course ; à ces moments, ils roulent chacun sur une partie sensiblement concentrique à l'arbre 1, lequel tourne alors par inertie, ou mieux ( cas géné- ral) grâce à un volant habituel, ou (et) à d'autres organes 2 agissant en décalage.
On comprend qu'un tel mécanisme peut s'appliquer directe- ment à toutes pompes, machines à vapeur, et à tous moteurs à explosions ou autres, quelque soit le nombre de cylindres, en passant par les moteurs en V, de tous degrés d'inclinaison, les moteurs verticaux, couchés, doubles, multiples, jumelés, etc. Cette application - qui supprime toutes les causes de perte de rendement de transmission - n'affecte en rien le ré - gime du moteur, dont le fonctionnement est d'une grande sou - plesse, puisqu'il n'y a plus d'articulations ni de porte-à- faux.
Des essais ont démontré que la puissance effective augmen- te con sidérab lement , l'usure est pratiquement nulle, les grip -
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pages complètement éliminés, La transformation est peu coû - teuse et ne nécessite aucun changement au restant de la transmission. Il est expressément entendu que l'invention s'étend à tous les cas de transformation de mouvement recti - ligne alternatif en mouvement de rotation, aussi bien dans des machines existantes que dans d'autres à créer.
Ce mécanisme permet la création de nouveaux types de moteurs à explosions, à grand rendement, faible consommation et surtout encombrement extrêmement réduit.
L'exemple des fig.3 et 4 ne diffère du précédent qu'en ce que l'arbre 1 porte deux cames 3 identiques tandis qu'il n'y a plus qu'un bras 8 logé entre ces cames. C'est somme toute la réalisation inverse de la précédente.
Un point intéressant, au point de vue encombrement, est la possibilité de faire pénétrer la ou les cames 3 dans le fond du piston, comme le montrent les dessins, ce qui permet de gagner, par rapport aux moteurs existants, par exemple, non seulement la longueur des biellettes, mais encore la longueur de pénétration de la came dans le piston. Pratiquement ceci revient à un gain de plus de la moitié de la longueur d'excentricité des arbres coudés. De toute façon, dans toutes ces applications, l'encombrement est diminué d'au moins la longueur des organes reliant l'excentrique ou le coude à l'organe en mouvement alternatif.
L'invention s'applique évidemment au cas de cylindres jumelés ; cette application est représentée à la fig.5 , où les pièces de transformation et de transmission servent à, la fois pour deux pistons 2-2' montés dans l'axe l'un de l'autre, et décalés de 180 pour l'explosion. Cette application permet la construction de moteurs très puissants, à faible vitesse,avec cylindres surfaciaux jumelés. Tous les cylindres, accouplés comme à la fig. 5, sont portés entre les deux flasques consti - tuant corps de moteur, et sont répartis uniformément et concen-
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triquement autour d'un arbre central à entraîner.
Tous les arbres des paires de cylindres sont dirigés radialement et sont en prise, par pignons cônes, avec une couronne calée sur l'arbre à entraîner ; chaque paire de cylindres entraîne donc son arbre propre et l'ensemble de ces arbres agit sur l'arbre principal à commander.
REVENDICATIONS.
1. Mécanisme de transformation de mouvement rectiligne alternatif en mouvement rotatif continu, caractérisé en ce que l'organe en mouvement alternatif est solidaire d'un bras qui le prolonge, le dit bras comportant une lumière allongée dont la largeur est égale au diamètre de l'arbre à entraîner et la longueur égale à ce diamètre augmenté de la longueur de course de l'organe en mouvement alternatif, l'arbre à entraîner tra - versant la dite lumière et portant, parallèlement au plan du bras, une came en forme de segment de préférence circulaire sur la périphérie duquel agissent deux galets rotatifs portés par le bras, de part et d'autre de la lumière allongée.