<Desc/Clms Page number 1>
Moteur à combustion interne. au nom de
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux moteurs à combustion interne, et plus particulièrement aux moteurs comportant des pistons à mouvement alternatif dont chacun travaille dans un cylindre à double action, c'est-à-dire un cylindre équipé en vue de l'application d'impulsions de force motrice alternativement sur une face etsur l'autre du piston.
L'invention est en outre relative aux moteurs du type mentionné, établis pour fonctionner suivant le principe du cycle à quatre temps, moteurs dans lesquels chaque piston est relié au vilebrequin par l'intermédiaire d'une tige de piston et d'une bielle de liaison, la tige de piston passant par une ouverture étanche
<Desc/Clms Page number 2>
ménagée dans une paroi d'extrémi té du cylindre, ouverture dans laquelle elle se déplace en un mouvement de va-et-vient, ladite tige de piston étant reliée à pivotement par son extrémité externe à la bielle de liaison laquelle, à son tour, est reliée à. une manivelle du vilebrequin.
L'un des objets de¯la présente invention est de réaliser une portée perfectionnée de tête de bielle, et des guidages pour celle-ci, grâce auxque ls l'application des impulsions de force motrice depuis la tige de piston jusqu'à, la bielle de liaison, et vice-versa, réduira la friction due à l'application latérale de pression contre le guidage, et ne provoquera pas une application latérale de pression contre le piston, la tige de piston ou la garniture de ladite tige de piston, en évitant de la sorte toute usure inégale des parois du cylindre.
Un autre objet de l'invention est de réaliser une tête de bielle comportant des galets à son extrémité, ceux-ci roulant entre des surface de guidage parallèles, espacées l'une de l'autre d'une distance légèrement plus grande que le diamètre desgalets, de manière à permettre un mouvement latéral de la tête de bielle, réali sant un certain jeu, lequel empêche le contact de friction des galets sur la surface de guidage, d'un côté, pendant que ceux-ci se déplacent en contact de roulement sur la surface de guidage située de l'autre côté.
Un autre objet de l'invention est encore de réaliser une forme perfectionnée de joint de tige de piston, se prêtant lui-même à ce léger mouvement latéral de la tête de bielle tout en maintenant toujours un joint étanche à la pression, autour de la tige de pis ton.
<Desc/Clms Page number 3>
D'autres objets de l'invention résident dansles détails de construction et dans la combinaison des différents organes et de leur mode de fonctionnement tels qu'on lesexposera en détail ci-de ssous. pour la réalisation desdifférents objets de l'invention, on a choisi les détails perfectionnés de construction dans une forme préférée sous laquelle ladi te invention est représentée dans les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue partie de profil et partie en coupe verticale d'un moteur établi conformément à la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale de celui-ci.
La figure 3 montre en coupe un détail du piston, et des organes au moyen desquels le piston est relié au vilebrequin.
La figure 4 est une vue de détail en coupe, représentant schématiquement le mouvement latéral de la tige de piston et de la tête de bielle, du fait du jeu prévu pour les galets de tête de bielle.
La figure 5 est une vue en coupe du joint de la tige de piston.
La figure 6 est une vue en coupe transversale passant par la ligne 6-6 de la figure 5.
La figure 7 est une vue en perspective des bagues de joint et de la cage en deux parties.
Avant d'entamer la description détaillée de la construction représentée, on doit mentionner ici que le déposant a connaissance de différents types de moteurs à pistons effectuant un mouvement alternatif dans lesquels on
<Desc/Clms Page number 4>
utilise des têtes de bielle se déplaçant dans des guidages en vue de diriger la course de la tige de piston, et pour supporter l'effort latéral de la bielle de liaison résultant du mouvement rotatif du vilebrequin.
Dans beaucoup des réalisations antérieures on a employé des têtesde bielle, et dans l'une 'de ces réalisations, à la connaissance du déposant la tête de bille comporte des galets disposés de maniéte à rouler entre des guidages parallèles qui sont ainsi espacés qu'ils assurent un jeu latéral grâce auquel on évi te le contact de friction des galets sur l'une des surfaces, pendant que lesdits galets se déplacent en contact de roulement sur l'autre surface, mais, à la connaissance de l'inventeur, on n'a jamais prévu des moyens pour permettre ce mouvement latéral tout en maintenant en même temps un joint étanche à la pression autour de la tige de piston, à l'endroit où celle-ci traverse la paroi d'extrémité du cylindre.
L'effi- cacité et l'utilité des moteurs à pistons à double action dépendent de la conservation d'un joint efficacement étanche autour de la tige de piston, et ceci n'eet pas possible avec les différents genres de joints antérieurement décrits, qui reçoivent une pression de friction et un effort latéral par la bielle de liaison, résultant de ses mouvements latéraux.
En se référant de manière plus détaillée aux dessins on voit que 1 désigne dans l'ensemble un moteur à combustion interne comportant les perfectionnements qui résultent de l'application de la présente invention. Le moteur est établi pour fonctionner suivant le principe du cycle à quatre temps, et comprend un cylindre 2 orienté
<Desc/Clms Page number 5>
verticalement, etferme à son extrémité supérieure par une culasse 3, et à son extrémité inférieure par une paroi 4 en une seule pièce avecle cylindre. Le bloc de cylindres et les culasses sont pourvus d'une chemise d'eau, de la manière habituelle, pour en assurer le refroidissement, et aux extrémités opposées du cylindre on prévoit des passages 5-5 destinés à l'admission et à l'échappement du combustible, sous le contrôle de soupapes6, comme dans le s mo teurs habi tue ls.
Des logements de têtesde bielle sont venus de fonderie avec le bloc des cylindres, ces logements s'étendant vers le bas depuis son extrémité inférieure, lesdits logements étant désignés, en 7. A leurs extrémités inférieures on prévoit des coussinets 8 dans lesquels le vilebrequin 9 destiné à la transmission de la force motrice est monté tournant. Une roue d'engrenage 10 est fixée au vilebrequin; elle entraine deux roues d'engrenage 11-11, respectivement fixées aux deux arbres à cames 12-12 qui s'étendent parallèlement de part et d'autre du vilebrequin.
Ces arbres à cames comportent les cames 13 qui agissent de la manière habituelle pour commander les soupapes 6 et leur faire occuper leurs positions d'ouverture et de fermeture, on doit comprendre que les soupapes comportent également tous les moyens habituels ou désirables de montage ou de commande, actionnés par les cames en temps voulu du fait de la rotation synchronisée des arbres à camesl'un par rapport à l'autre, et de la rotation du vilebrequin, sous l'effet des transmissions prévues.
Le cylindre 2 reçoit un piston 7 du type à disque, qui s'y déplace en un mouvement de va-et-vient, le diamètre du piston étant légèrement plus faible que celui du
<Desc/Clms Page number 6>
cylindre. Le piston est pourvu d'une plurali té de bague s de joint 8 ou segments élastiques, permettant le léger mouvement du piston qui résulte des mouvements latéraux de la tige de piston.
La tige de piston 10 est reliée au centre du piston, Comme on le voit plus particulièrement à la figure 1 cette tige de piston estengagée à son extrémité supérieure dans un logement 11 s'ouvrant vers le bas, et ménagé dans un écrou à épaulement 12, monté dans une ouverture centrale 14 du piston, depuis la face inférieure de celui-ci. Un boulon 15 traverse l'écrou et est vissé axia- lement dans l'extrémité supérieure de la tige de piston, depuis la face supérieure du piston. Le boulon 15 comporte une large tête plate 16 qui recouvre le piston, autour de l'écrou, et agit en liaison avec ledit écrou pour maintenir l'assemblage correct de la tige de piston et du piston luimême.
La tige de piston traverse une ouverture centrale 18 ménagée dans la paroi d'extrémité inférieure 4 du cylindre, ouverture dans laquelle elle se déplace en un mouvement de va-et-vient, en traversant un joint 19 que l'on décrira plus loin en détails, et elle forme à son extrémité inférieure une tète transversale 20, dont le s deux branches désignées en 20'-20' servent à monter un axe transversal 21 qui assure la liai son pivotante avec l'extrémité supérieure d'une bielle de liaison 22 laquelle, à son extrémité inférieure est reliée de façon opérante, et de la manière habituelle, à une manivelle 9a du vilebrequin 9.
<Desc/Clms Page number 7>
L'axe de tête de bielle 21 s'étend perpendiculairement à la ligne d'axe de la tige de piston, et comporte à sesextrémités desparties 21a de diamètre réduit sur lesquelles sont montés des galets 24, par l'intermédiaire de roulements à billes 25. Les galets sont de même diamètre, etchacun est monté de manière à. rouler entre desguidages formés par des rails parallèles 26-26 venus de fonderie sur les parois opposées du carter 7 recevant la tête de bielle.
Les surfaces intérieures des rails 26 sont parfaitement dressées, et forment des surfaces sur lesquels les galets peuvent entrer en contact de roulement afin de supporter librement la tige de piston et la soulager de tout effort latéral ou poussée provenant de la bielle de liaison.
Comme on le verra par l'examen des figures 2 et 4, les surfaces de contact des rails de guidage de la tête de bielle sont parallèles et se trouvent situées à égale distance de part et d'autre d'un plan qui passe dans l'axe du cylindre et du vilebrequin. L'intervalle entre ces surfaces est légèrement supérieur au diamètre des galets, de manière à donner naissance à un faible jeu entre les galets et ces surfaces, d'un côté, pendant que les galets se trouvent en contact de roulement avec les surfaces de l'autre côté.
Le joint de la tige de piston, qu'on a plus particulièrement montré aux figures 4 à 7, comprend une cage cylindrique constituée par deux coquillessemi - cylindriques désignées en 30-30, montées de manière détachable à l'intérieur d'un écrou 31 cylindrique, lequel est vissé vers le haut dans l'ouverture 18 de la tête de cylindre ou culasse inférieure au travers de laquelle se déplace la tige de piston.
L'extrémité supérieure de la cage vient porter solidement centre
<Desc/Clms Page number 8>
un épaulement 32, ladite cage étant immobilisée par se rrage de l'écrou sur son extrémité inférieure. L'ouverture 18, ménagée dans la culasse de cylindre, la cage 30 et l'écrou de montage 31 sont tous placés exactement dans l'axe du cylindre, et réservent une ouverture destinée au passage de la tige de piston, ouverture suffisamment grande pour que, son diamètre étant supérieur à celui de la tige, cette der- nière puisse effectuer un mouvement latéral répondant au jeu prévu dans le montage de la tête de bielle.
La cage forme à l'intérieur une pluralité de gorges 35 annulaires, dans lesquelles s'engagent des bagues de joint fendues 36. Ces bagues s'ajustent étroitement sur la tige de piston, mais sont d'un diamètre extérieur inférieur au plus grand diamètre des gorges annulaires 35 de la cage, ce qui permet le mouvement latéral desdites bagues dans la cage nécessaire en vue du. jeu latéral de la tige de piston, résultant du mouvement latéral de la tête de bielle.
Les bagues 36 maintiennent toujours un joint étanche contre la tige de pis ton, de même qu'entre leur périphérie et la cage, quel que soit le jeu latéral.
Ces bagues du montage de joint peuvent être aisément et rapidement retirées et remplacées en dévissant l'écrou de montage 31, puis en retirant la cage 30, pour en permettre la séparation en deux coquilles, comme indiqué à la figure 5. Les bagues sont alors glissées sur la tige de piston pour leur montage ou leur démontage, après que celle-ci a été séparée du piston.
Pour faire efficacement parvenir l'huile de lubrification jusqu'aux surfaces des organes en mouvement,
<Desc/Clms Page number 9>
on a prévu un canal d'huile 40 ménagé le long du vilebrequin, et des conduits latéraux 41 partent radialement du premier conduit pour arriver aux différents coussinets qui le supportent. ces conduits latéraux sont susceptibles de venir coincider, pendant la rotation du vilebrequin, avec des perçages 42 ménagés dans les coussinets, et auxquels des tubes d'arrivée d'huile 43 sont reliés. Ces tubes d'huile sont raccordés en 44 à une nourrice qui peut être alimentée en la réunissant à une pompe ou autre moyen approprié, non représenté, grâce à quoi l'huile sera conduite sous pression jusque dans le système de passages prévu.
Partant du conduitt 40 ménagé dans le vilebrequin, au point de raccordement de chaque bielle de liai son, on prévoit un condui t 45 par lequel@l@huile parviendra jusque dans un conduit 46 ménagé le long de la bielle de liaison, et communiquant avec un conduit central 47 dans l'axe transversal de tête de bielle 20. Ce dernier condui t comporte un orifice de sortie radial 48 qui est disposéde manière à veni r coïncider avec un conduit longitudinal 49 ménagé dans la tige de piston, et communiquant à son extrémité supérieure avec une pluralité de conduits radiaux 50 aboutissant à la surface du piston, et grâce auxquels le lubrifiant parviendra jusqu'aux parois du cylindre et du piston.
Avec un moteur construit de la manière indiquée ci-dessus, il est évident que lors du mouvement descendant du piston, effectué sous l'action du combustible explosant à l'extrémité supérieure du cylindre, et sous l'effet de la rotation du vilebrequin dans la direction indiquée par la flèche de la figure 4, l'effort ou poussée exercé
<Desc/Clms Page number 10>
par la bielle de liaison contre la tête de bielle sera dirigé en partie sur la gauche; ceci aura pour conséquence de repousser la tête de bielle vers la gauche, et les galets portés par cette tête de bielle se déplaceront en contact de roulement sur les surfaces de guidage placées de ce coté seulement.
Lors de la course ascendante du piston, assurant le balayage de la charge brûlée, le piston est repoussé par la bielle de liaison, et celle-ci force la tête de bielle et la tige de piston latéralement, du côté opposé, ainsi qu'on l'a indiqué en pointillé à la figure 4 ; lesgalets de la tête de bielle se trouvent alors en contact de roulement avec les surfaces de guidage se trouvant du côté droit. Cette course ascendante constitue la course d'aspiration ou d'admission pour l'extrémité inférieure du cylindre.
Ensuite, lorsque le piston est attiré vers le bas par la bielle de liaison, pour comprimer la charge admise dans l'extrémité inférieure du cylindre, et pour aspirer une nouvelle charge dans l'extrémité supérieure, les galets de la tête de bielle maintiennent toujours leur contact de roulement avec la surface de guidage se trouvant du coté droi t, mais lors de la course ascendante suivante, et sous l'action du piston, la tête de bielle se trouve déportée vers la gauche.
A chaque déplacement latéral de la tête de bielle, la tige de piston se déplace de manière correspondante dans le joint 19, et le piston se déplace lui-même très faiblement en direction latérale, suivant le déplacement de la tige de piston, mais les bagues assurent toujours efficacement le joint de l'ouverture par laquelle passe'la tige de piston, sans exercer aucune action de freinage; ceci est
<Desc/Clms Page number 11>
possible du fait de l'existence des bagues de joint 36 qui sont susceptibles d'un certain jeu circulaire dans les gorges désignéesen 35 de la cage.
Dans la construction représentée, il existe une liaison de fonctionnement entre le joint et la tête de bielle. Le premier maintient en tout temps un assemblage étanche, La seconde prévient la poussée latérale dans le piston et la tige de piston, mais permet un certain mouvement latéral nécessaire pour le jeu des galets de la tête de bielle, ce qui évite une friction. Sans le jeu latéral dans la tête de bielle, l'uti li té desgalets seraitsupprimée et, sans le caractère particulier du joint réalise, les mouvements latéraux auraient pour résultat une étahchéité défectueuse du cylindre, ainsi que des difficultés de fonctionnement.