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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "Machine rotative à. piston".
Dans les machines rotatives à piston où le piston et le cylindre se trouvent chacun sur un bras porteur tournant sur un tourillon commun, on a jusqu'à présent employé pour l'ao- couplement du piston avec le cylindre le même organe que celui employé dans les machines à piston ordinaires à cylindre fixe, à savoir une commande par manivelle; cette manivelle est logée sur l'un des deux bras, tandis que la bielle attaque l'antre bras. Avec la manivelle est en relation une commande à roue dentée qui se déplace, lorsque les bras se meuvent, sur une dentée couronne/fixe montée sur le même axe que le point de rotation des bras .
Mais tandis que dans la machine à cylindre fixe, ce dernier
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est articulé en même temps sur un bras de levier de rayon infiniment grand et partant effectue des mouvements infiniment petits, ces deux grandeurs ont dans'le cas présent une mesure infinie. Il en résulte des conditions défavorables du fait qu'il faut une rotation angulaire considérable à partir de la position neutre pour que l'on obtienne un effet utile apprécia ble. L'énergie du piston est transformée pendant beaucoup plus longtemps que dans la machine fixe, exclusivement ou et frottement principalement en pression/sur les paliers.
Or, l'inventeur a constaté que l'on réalise dans la ma- chine rotative à piston un accouplement plus avantageux de cylindre avec le piston en faisant attaquer la bielle du mécanisme à manivelle non pas sur l'autre bras, mais sur un levier logé sur le même bras que la manivelle et dont le bras de rotation est plus grand que le bras de manivelle, de manière qu'il accomplisse un mouvement de va-et-vient lors de la rota- tion de la manivelle et se trouve en engrènement coercitif avec l'autre bras par une denture ou par un dispositif analogue.
L'invention permet ensuite de modifier de façon très simple la course du piston, tandis que ce-ci n'a été possible jusqu'à ce jour qu'en modifiant la commande à manivelle ; il suffit notamment à cette fin, conformément à l'invention, de modifier le rapport de transmission de la denture entre le levier et l'autre bras.
L'invention permet ensuite, dans les cas des moteurs à combustion, d'améliorer l'arrivée du combustible et l'échappe- ment, ce qui accroît également le rendement et le coefficient d'efficacité de la machine. A cette fin, il se trouve sur l'un des bras, de préférence, sur celui auquel est fixé ou articulé le cylindre, une roue à ailettes qui tourne dans une enveloppe fixe et-provoque ainsi une action de ventilation. Le courant d'air aspirant ou refoulant ainsi produit est conduit à des
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moments déterminée à travers le cylindre, pour aspirer les gaz résiduaires, faire passer l'air de balayage on l'air frais ou introduire du combustible frais , A cette fin, la commande des orifioes de sortie et d'entrée du cylindre est mise en action par le piston à ces moments déterminés.
Le dessin montre un exemple de réalisation de l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale dans un moteur à combustion rotatif à piston; les figures 2 et 3 sont des cou- pes pratiquées suivant les lignes II-II et III-III de la figure 1 ; la figure 4 montre un exemple d'alimentation de combustible.
Dans la charpente 1 ( figure 1 ) se trouve l'arbre 2 monté dans les paliers 3 et 4. Sur cet arbre est calé le bras 5 et la poulie 6 ainsi que la pièce 8 portant excentriquement à l'axe de l'arbre la manivelle 9 et le tourillon 10 sur le- quel est monté le levier 11.
Sur l'arbre 2 est ensuite montée à rotation la buselure 12 qui forme à l'une de ses extrémités la chambre 13 avec le cylindre 14 qui s'y rattache. Le piston 15 circulant dans cette dernière est articulé sur le bras 5 par la bielle 16. Sur la bueelure 8, à l'endroit de la chambre 13, est fixée la roue à ailettes 17 qui tourne dans la soufflerie 18 montée sur la charpente 1. De la chambre 18 part la conduite 19. De même, on a prévu sur la buselure 12, à l'endroit de la chambre 13, une chambre annulaire 20 de laquelle le tuyau 21 mène au passa- ge 22 du cylindre 14. Dans la chambre annulaire 20 débouche le tuyau 23 fixé sur la charpente 1, tuyau en relation avec le carburateur non représenté.
L'autre extrémité de la buselure porte le segment 24 en relation avec un autre segment, le segment 25,qui forme l'une @ des extrémités ,du levier 11.
La manivelle 26 possède un bras de levier plus long que la manivelle 6 et les deux boutons de manivelle sont réunis par la bielle 27.
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Sur l'arbre de manivelle 9 est calée la. roue dentée 28 @ en relation avec la couronne dentée fixe 29, montée sur le même axe que l'arbre 2 sur la charpente 1.
Lors de la rotation de l'arbre 2, ce dernier fait tourner la manivelle 9 autour de l'axe de l'arbre 2 et la roue dentée 28 se déplace planétairement sur la couronne dentée 29, tandis que la manivelle 9 accompagne ces mouvements. A cette occa- sion, le levier 25-26 prend, à l'intervention de la bielle 27, un mouvement de va-et-vient,car par suite du fait que la mani- velle 26 a un bras plus long, elle décrit toujours un angle moins ouvert que la manivelle 9.
Le segment 25 fait tourner en conséquence le segment 24, également en mouvement de va-et-vient; ce mouvement de rota- tion à va-et-vient par rapport à l'arbre 2 est effectué par la buselure ainsi que par le cylindre 14 et ainsi le piston 15 prend un mouvement de va-et-vient dans le cylindre 14. Par rapport aux parties fixes du dispositif, la baselure 12 effec- tue donc un mouvement de giration analogue à celui d'une toupie; considérée dans l'ensemble, elle progresse donc dans le sens de rotation de l'arbre 2. Comme la busleure 12 n'a aucune relation fixe avec des parties fixes, elle peut accom- plir son mouvement irrégulier sans encombre et se régler pleinement sur la oommande qui lui est transmise par les deux manivelles 9 et 26.
Le cylindre 14 possède près de son extrémité ouverte le passages 22 et 30; le passage 30 dirigé vers l'intérieur mène au tuyau de communication 31,en relation,par des ouvertures 32,aveo la roue de ventilateur 17; le passage 22 mène,par la conduite 21, à la chambre annulaire 20. Sur la paroi de face fermée du cylindre se trouve la bougie d'allumage 33 à laquelle arrive,par l'intermédiaire d'une bague frottante non représentée et se trouvant sur la baselure 12,le courant d'allumage d'une
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source de courant fixe de conception connue.
Quand le piston 15 est entièrement sorti du cylindre 14, il dégage les deux passages 22 et 30. La roue 17 orée aonstam- ment une action d'aspiration sur la conduite de communication SI,car elle expulsa *l'air de la chambre 18 par la conduite 19.
La dépression régnant dans la conduite 31 aspire l'air dès e que les ouvertures 22 et 30 sont libéras par le piston 15 et fait donc passer dans le cylindre 14 un courant accru da fait que les ouvertures 22 et 30 font entre elles un certain angle.
Le gaz consume se trouvant dans le cylindre est ainsi aspiré et en même temps ce dernier est réalimenté par le passage 22 et la chambre annulaire 20 et le tuyau 23 du carbu- rateur en mélange frais combustible-air; il se produit ainsi un énergique balayage de la chambre de combustion.
Si à présent, le piston 15 se déplace vers la tête du cylindre il ferme les deux passages 22 et 30 et le mélange de combustible et d'air se trouvant dans le cylindre 14 est alors comprimé de manière que l'allumage se produise quand est atteinte la position finale intérieure du piston.
Dans cette position terminale intérieure du piston, la manivelle 9 se trouve dans la position neutre représentée par la figure 3, Si elle tourne à présent dans le sens de la avec lequel agit la force sur la bielle 27 flèche, le bras de levier/augmente de façon connue. Mais en même temps, le bras de levier entre cette bielle 27 et le tourillon 10 diminue de sorte que l'effet de puissance subit un retard.
Si l'effet de puissance est provoqué par une explosion produite dans le cylindre 14, elle agit avec la même force, mais en sens opposé, sur le piston et le cylindre et les effets dérivés des deux forces se rencontrent dans la bielle 27 ou dans une autre partie de l'accouplement entre le piston et le cylindre de manière à agir dans le même sens, donc à s'appuyer
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réciproquement. Par suite du retard dont il a été question, et qui est obtenu avec la paire de segments, l'effet utile est réparti sur un plus grand angle de rotation et partant on donne à l'arbre 2 un moment de rotation unfiorme.
Comme,en outre, la buselure n'a aucune autre portée d'appui, la totalité de la pression qu'elle exerce passe entièrement à l'arbre 2 et est transformée entièrement pour soute- nir la commande. Sur le logement fixe, il n'est pas exercé de moment de rotation ou de pression ; il n'est influencé que par le poids de l'arbre 2 et par les pièces montées dessus. Cette charge des paliers 3 et 4 est identique à la rotation et à l'arrêt de la machine,de sorte que le rendement fourni, abstraction faite du léger frottement des parties en mouvement sur leurs paliers, est utilisé intégralement par l'intermédiaire de la po ulie 6.
L'arbre 2 possède.avec les parties fixées dessus ou articulées dessus, une masse suffisante pour assurer par son intertie une vitesse angulaire uniforme lors de la rotation. On peut encore augmenter cette régularité, de façon connue, à l'aide d'un volant ou,mieux encore,par la présence de plusieurs cylindres sur la buselure 12 qui sont déportés les uns sur les autres d'un certain angle selon le procédé connu.
Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, le processus de la combustion se fait à deux temps; on peut cependant aussi utiliser un processus à quatre temps; dans ce cas, une distribution adéquate maintient le passage 30 fermé chaque deuxième fois.
Un autre procédé d'alimentation de combustible est représenté par la figure 4. Dans cette variante, le mélange frais air-combustible n'est pas introduit dans le cylindre en vertu de l'action d'aspiration de la roue de ventilateur 17, mais par une pompe à combustible. Au lieu de la chambre annulaire
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20, la pompe à combustible 34 est fixée sur la chambre 13. De oelle-oi part la conduite de refoulement 35 qui mène à la tuyère injectrice 36 du cylindre 14. La tuyère injeotrioe 36 se trouve directement dans le cylindre 14 au-dessus du passage 22. Sur la charpente 1 est fixée une bague fixe 37 à cette 38 destinée à actionner le piston de pompe 39.
Le combustible arrive dans le cylindre de la pompe par la conduite 40 et le canal d'asparation 42. lors de la rotation de la chambre 13 et,avec celle-ci,de la pompe 34, la came 38 imprime au piston de pompe 39 un mouvement de va-et-vient dans le cylindre; le piston 39 aspire du combustible dans le canal annulaire 41 et le refoule ensuite, par la conduite 35 et la tuyère 36,dans le cylindre 14, Dans ce mode d'alimentation du combustible, le passage 22 débouche à l'air libre. La roue à ailettes 17 n'aspire donc que le gaz consommé, l'air résiduaire et l'air frais.
Lorsque le piston 15 ferme les deux passages 22 et 30, la pompe à combustible 34 envoie par la tuyère 36 du combustible qui est ensuite comprimé de façon connue avec de l'air ; ensuite, lorsque la position terminale intérieure du piston est atteinte, l'allamage se produit également.
Si le moteur doit fonctionner en Diesel, la tuyère injeotrioe de combustible 36 se trouve à l'extrémité de la tête du cylindre. Enfin, en cas de marche à la vapeur, les soupapes doivent également être modifiées en conséquence.
On obtient ensuite un effet de puissance particulièrement favorable en disposant le cylindre obliquement par rapport au bras saisissant le piston,de manière donc que l'axe du cylindre coupe le cercle de rotation du tourillon sur lequel est articulé le piston.
Tel est le cas dans l'exemple représenté, ainsi que le montre la figure 2.