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Anthony George Maldon M I C H E L L à Melbourne.
La présente invention se rapporte à la construction d'un groupe de moteurs à cylindres multiples,composé de plusieurs moteurs à combustion interne du type sans manivelle, et el- le est caractérisée par le fait qutun arbre récepteur de force motrice est disposé parallèlement à tous ces cylindres,pistons et arbres moteurs, avec un mécanisme de transmission disposé de façon à transmettre la force motrice à partir de chacun de ces arbres moteurs à l'arbre récepteur de force motrice. L'ex- pression"moteurs du type sans manivelle" comprend tous les moteurs dont les cylindres sont disposés parallèlement à l'ar- bre moteur actionné par les pistonsdansces cylindres.
L'invention a pour but principal d'obtenir des groupes de moteurs d'un volume et d'un poids aussi petite que possiblè re- lativement à leur puissance ; il est connu,par des considérations
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théoriques, ft il est confirmé par l'expérience,que la subdivision des organes essentiels(par exemple des cylindres)d'un moteur en plusieurs organes plus petits,fournissant la même puissance to- tale, tend . la réduction du poids total. De même, un moteur,com- posé de plusieurs moteurs élémentaires couplés entre eux, sera plus léger qu'un seul moteur semblable de la même puissance.
Un groupe de moteurs,composé de moteurs.élémentaires combi- nés conformément à la présente invention,possède également l'avantage qu'un ou plusieurs des moteurs élémentaires compo- sant le groupe peut être enlevé, ou peut e'tre laissé au repos , en vue d'une visite,d'un réglage, ou de réparations, ou pour économiser du combustible,pendant que les moteurs élémentaires restants composant le groupe continuent à fournir effectivement de la force motrice à l'arbre récepteur commun.
Un autre but et un autre avantage de la construction sui- vant l'invention consistent en ce que l'arbre récepteur de for- ce motrice du groupe de moteurs peut avoir une vitesse de ro- tation dans un rapport désiré quelconque avec la fréquence du mouvement alternatif des pistons des moteurs composant le groupe (ce rapport étant détermné par le mécanisme de transmission es- sentiel à la construction du groupe de moteurs), de sorte que, dans la plupart des cas,il est possible d'éviter l'utilisation d'un mécanisme de transmission quelconque entre l'arbre récepteur de force motrice du groupe de moteurs et la machine commandée par celui-ci.
Des groupes de moteurs construits conformément à la pré- sente invention sont par conséquent spécialement applicables à la construction d'avions.
Dans une application particulière de l'invention au moyen de moteurs du type sans manivelle à pistons opposés pour com- poser le groupe de moteurs,application qui sera décrite ci-après , chaque moteur est construit avec deux arbres moteurs disposés an alignement longitudinal l'un avec l'autre(chacun des arbres étant relié séparément à l'arbre récepteur commun du groupe de moteurs), au lieu,d'avoir un seul arbre moteur comme jusqu'ici.
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Un moteur ainsi construit fait l'objet de la demande de brevet déposée ce même jour au même nom pour:" Moteur sans manivelle à pistons opposés :
Sur les dessins ci-joints:
La fig.I est une vue en coupe longitudinale,suivant de la ligne 1-1 sur la fig.2 ,d'un groupe/moteurs construit con- formément à l'invention.
La fig.2, qui montre seulement les organes mobiles du groupe de moteurs,est une vue en coupe transversale suivant la ligne 2-2 sur la fig.I*
Ces figs.I et 2 sont schématiques à un certain degré et servent à expliquer de façon générale le principe de l'invention.
La fig.3 est une demi-vue en coupe transversale d'un groupe de moteurs,contrant des détails différant à certains points de vue de ceux indiqués sur les fig.I et 3,et à plus grande échelle*
La fig.'4 est une vue, partie en coupe longitudinale et partie en élévation de oôté, d'un groupe complet de moteurs, en montre l'application de l'invention à des moteurs sans mani- velle du type à pistons opposés.
La figés est une demi-vue en coupe transversale, avec des détails simplifiés en vue de la clarté,suivant la ligne 5-5 sur la fig.4.
Les mêmes nombres de référence désignent les mêmes élé- ments représentés sur les diverses figures des dessins.
Comme représenté sur les fig.'I et 2, chacun des six mo- teurs sans manivelle composant le groupe de moteurs comprend un arbre moteur 11 sur lequel est monté un disque ou plateau o- .blique 12, qui est animé d'un mouvement de rotation avec l'arbre 11 par le mouvement alternatif des pistons 13 dans le cylindre I4. Dans la construction préférée représentée,qui n'est toute- fois pas essentielle à l'invention ,les pistons 13 entrainent 1' erbre 11 par l'intermédiaire d'une paire de patins à rotule I5, montés dans la crosse 16. qui est reliée rigidement au piston
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par l'intermédiaire de la tige de piston 17 .La poussée axiale, exercée sur l'arbre 11 et le disque I2 par le piston 13. est supportée par le palier de butée I8.
L'arbre 11 est également tourillon± dans des paliers 20,20a.
Comme représenté sur les fig.I et 2, chaque moteur oom- posant le groupe comporte trois pistons 13,animée d'un mouvement alternatif dans trois cylindres 14,et le groupe complet de mo- teurs consiste en six de ces moteurs disposés autour de la ligne axiale commune C, qui est l'axe de l'arbre récepteur de force mo- trice . On peut utiliser,pour composer le groupe de moteurs, tout autre nombre désiré de moteurs,et de cylindres et de pistons dans chaque moteur, disposés d'une manière semblable.
Chaque moteur composant le groupe est relié à l'arbre com- mun récepteur de force motrice(représenté sur la fig.I sous forme d'un bout d'arbre creux 2I, tourillonné dans un palier 22) par une roue dentée 23, tournant avec l'arbre moteur correspon- dant 11 et engrenant avec une roue dentée principale 24,montée sur le bout d'arbre 2I.
Dans l'application de l'invention aux groupes de moteurs d'aviation,l 'hélice peut être montée sur un prolongement 25 du bout d'arbre 2I; si le prolongement 25 est creux et est disposé de façon à s'étendre à travers le moyeu de l'hélice, un canon(non représenté)peut être logé entièrement o u en partie dans l'espace 26, délimité par les moteurs compo- sant le groupe,de manière à pouvoir tirer à travers l'arbre creux 2I, son prolongement 25 et le moyeu de l'hélice.
On peut utiliser,pour la transmission de force motrice, un dispositif mécanique,hydraulique ou électrique, d'un genre désiré quelconque,pour relier les arbres moteurs 11 à l'arbre ré- cepteur 2I, au lieu de la transmission par roues dentées,telle que représentée.
Les organes mobiles du groupe de moteurs peuvent être oon- tenus dans et supportés par un seul carter commun,mais,de pré- férence comme représenté sur la fig.3, chacun des moteurs compo- sant le groupe,comprenant tous les organes mobiles représentés
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sur la fig.2 ainsi que les paliers de butée et de support re- présentés en 18. 20 et 20a, est construit comme un dispositif autonome, avec un carter ou bâti distinct.
Sur la fig.3 lest bâtis 3I,31a,31b de trois de ces moteurs sont représentés com- me étant disposés suivant un demi-cercle autour de l'axe Ç,ces bâtis pouvant être assemblés par des boulons aux autres bâtis, composant le groupe de moteurs,suivant des plans radiaux indi- qués par les lignes CA,CB,CC,CD; les parties extérieures des bâtis 31 .comprenant les cylindres extérieurs,constituent un revêtement extérieur complet sur toute leur longueur pour le groupe de moteurs,y compris l'arbre récepteur de force motrice 2I. Ltenveloppe du groupe de moteurs est complétée par des carters d'extrémité amovibles 34(fig.I).
Dans l'application de l'invention à des moteurs à allumage par compression,chacun des moteurs composant le groupe (comme représenté dans la partie supérieure de la fig.4, qui est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 4-4 sur la fig.5) comprend deux arbres moteurs 11, lla et plusieurs cylindres 14; chaque cylindre contient deux pistons I3;I3a,en engagement avec les deux disques obliques I2,I2a, sur les arbres ll.lla.respec- tivement, au moyen despatins à rotule I5,I5a,montésdans les crosses I6,I6a comme déjà décrit en référence aux fig.I et 2.
Les arbres 11, lla sont reliés,par des paires de roues dentées
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23,24,23a,24a respectivement, à l'arbre récepteur de force motrice 2I du groupe de moteurs,de manière à tourner à des vîtes- ses égales et suivant une relation angulaire fixe l'un par rap- port à l'autre.
Les disques I2,I2a, sont ainsi animés d'un mou- vement de rotation dans une relation de phase ixe et approxima- tivement en opposition de phase,et les pistons I3,I3a sont ani- més d'un mouvement alternatif sensiblement en opposition de phase.' Des bâtis individuels,comprenant les cylindres des dif- férents moteurs composant le groupe,peuvent être assemblés l'un à l'autre,par des boulons ou autrement, sur toute leur longueur, en entourant l'arbre récepteur de force motrice, comme déjà @ décrit en référenoe à la fig.3.
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Ohacun des moteurs composant le groupe de moteurs cons- titue ainsi une forme de réalisation modifiée du moteur à com- bustion interne à pistons opposés décrit dans le brevet belge N 32I223, du 10 octobre 1924. Bien qu'il ait été jusqu'ici de pratique courante, dans la construction de moteurs de ce type, de monter les deux disques obliques rigidement sur un arbre commun, de sorte qu'ils se trouvaient nécessairement dans une relation de phase fixe l'un par rapport à l'autre,la même re- lation déphasé fixe est assurée,conformément à la présente in- vention, par la liaison par l'intermédiaire de roues dentées, des deux arbres 11, lla, montés séparément, à l'arbre récepteur de force motrice 21 du groupe de moteurs.
Les injecteurs de combustible, plus spécialement ceux des cylindres intérieurs du groupe de moteurs,sont avantageusement insérés dans leurs cham- bres de combustion entre les extrémités adjacentes des deux arbres 11, lla; les axes de ces injecteurs de combustible sont situés suivant des lignes radiales coupant l'axe commun des arbres; un injecteur de combustible 36, d'une portée particu- lièrement longue, convient à cet effet. Les injecteurs 36a (voir la fig.5) des cylindres extérieurs du groupe de moteurs peuvent naturellement être du type court habituel et être mon- tés de la manière habituelle. Des ouvertures pour l'insertion des injecteurs des deux genres sontreprésentées en 37,37a dans la partie inférieure de la fig.4(qui est une vue extérieure en élévation de côté).
Sur cette même fig.4,il est prévu des ouvertures extérieu- res 41 pour l'évacuation des gaz d'échappement à partir des chambres d'échappement 42, et des ouvertures 43 pour l'admission d'air de balayage dans les chambresde balayage 44 . Les cylin- dres communiquent avec les chambres 43 et !!,respectivement,par des lumières d'échappement 45 et des lumières de balayage 46, disposées suivant la périphérie autour de chacun des cylindres,de la manière habituelle dans des moteurs du type à pistons opposés.
L'air de balayage peut être fourni par un ventilateur 51. de pré-
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férenoe commandé par engrenages à partir de l'un des arbres 11a; les orifices de refoulement 52 de l'enveloppe 53 du ventilateur sont reliés aux ouvertures d'admission 43 par des conduits appro- priés(non représentés). Les chambres d'échappement 42 et les cham- bres de balayage 44 peuvent être communes à tout le groupe de moteurs, ou bien il peut être prévu des chambres d'échappement et des chambres dqbalayage distinctes (avec des lumières indi- viduelles d'échappement et de balayage) pour chaque moteur.
Il est bien entendu que la disposition des chambres et lumières de balayage et d'échappement,qui est décrite ci-dessus, est applicable non seulement à la forme de réalisation des mo- teurs individuels à paires d'arbres opposés,telle que représentée aussi sur les fige'4 e 5,mais/à des formes de réalisation dans lesquel- les chaque moteur comporte un seul arbre moteur.
Les autres accessoires usuels de moteurs à combustion interne, tels que la pompe à combustible 54, la pompe à eau de circulation 55, les dispositifs de lubrification et de mise en marche et analogue, sont de préférence reliés,soit directement,soit par l'in- termédiaire d'engrenages, à l'arbre 2I du groupe de moteurs.
Le train d'engrenages, par lequel chacun des arbres moteurs 11,11a transmet la force motrice à l'arbre récepteur commun, est de préférence disposé de telle manière que chaque arbre mo- teur peut être facilement séparé du mécanisme de transmission, et être ainsi isolé, ou peut être laissé au repos pendant que d'autres arbres moteurs continuent à fournir effeotivemant de la force motrice. En exemple d'une disposition de ce gente est re- présenté pour les arbres 11, lla sur la fig.4. Le palier de bu- tée I8 et le palier extérieur 20 de l'arbre moteur 11 sont supportés dans un croisillon 61 assemblé au bâti 3I du moteur.: La partie de l'arbre 11, s'étendant au-delà du palier 20 est munie d'une clavette ou languette 62.
Dans le carter d'extrémité 34 du groupe de moteurs est fixé un arbre 63. Un manohon 64 est supporté de façon à pouvoir
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tourner, à son extrémité extérieure sur l'arbre 63 et est renfi- lé à son extrémité intérieure sur l'arbre 11 et est sente sur la clavette 62 de façon à pouvoir coulisser.La roue dentée 23 est montée sur le manchon 64 par l'intermédiaire d'une languette ou de cannelures,de façon à pouvoir coulisser sur ce manchon, et celui-ci est muni d'une rainure ou gorge circulaire 68, dans laquelle sont engagés un oollier et un levier(non repré- sentés), de manière que le manohon 64 paut être facilement dé- placé en direction axiale, à volonté.
On comprendra que lorsque le manchon 64 est en prise avec la clavette 62 sur l'arbre 11, comme représenté en traits pleinssur la fig.4,le manchon 64 et la roue dentée 23 sont obligés de tourner avec l'arbre 11, gui peut alors transmet- tre de la force motrice à l'arbre 2I. Au contraire,lorsque le manchon 64 est déplacé en direction axiale àu moyen de son collier et de son levier de manoeuvre dans la position repré- sentée en traits interrompus,son extrémité intérieure est sépa- rée de l'arbre 11, qui est alors rendu libre. Le manchon 64 continue ensuite à tourner sur l'arbre 63 ,ce manchon étant entrainé en raison de l'engrènement de la roue 23 avec la roue dentée principale 24 du groupe de moteurs.
La clavette 62 et sa rainure de clavette dans le manchon 64 peuvent être remplacées par un dispositif équivalent,par exem ple par des nervures et cannelures,en prise entre elles, sur l'arbre 11 et le manchon 64 à condition qu'elles soient d'une forme telle que l'arbre et le manchon peuvent être amenés en prise seulement dans une seule position angulaire,en assurant ainsi le maintien de la relation de phase correcte de l'arbre 11 chaque fois que le moteur est mis en marche.
Il est prévu un dispositif semblable de libération pour l'autre arbre moteur lla ,comme représenté,et, lorsque le carter 31 du moteur (fig.4) est construit comme une partie autonome re- liée aux carters des autres moteurs du groupe de moteurs,comme
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expliqué en référence à la fig.3,on comprendra qu'en libérant les deux arbres ll,lla et en détachant le carter 31 des autres carters 3Ia etc..
et des carters d'extrémité 34, le moteur élé- mentaire individuel considéré, y compris tous ses organes mobi- les et le carter 3I ,les croisillons 61 et les paliers,peut être enlevé radialement sans affecter la combinaison du reste du groupe de moteurs.Ou bien encore,ce moteur élémentaire peut être laissé en plape et être laissé au repos pendant que le reste du groupe de moteurs continue à marchera
En prévoyant ces facilités pour l'enlèvement, ou la mise hors d'action,des moteurs élémèntaires composant le groupe de moteurs,par exemple dans des avions et des bateaux à grande puis- sance, l'invention donne à un seul groupe de moteurs un degré de sûreté qui peut être atteint autrement seulement par l'instal- lation d'un grand nombre de groupesde moteursdistincts.
Cette dernière disposition implique naturellement l'utilisation de plusieurs de ces moteurs distincts pour permettre de mettre hors d'action l'un Quelconque de ceux-ci sans diminution sérieuse de la puissance disponible. En outre, la mise en place de plusieurs moteurs présente dans la plupart des cas une difficulté et des inconvénients considérables. Leurs supports et carters augmen- tent nécessairement encore le poids total de l'avion ou bateau.
La construction,qui fait l'objet de la présente invention, permet d'atteindre tous les avantages principaux de la subdivision d'une installation de force motrice,en même temps que la facilité évidente de centraliser l'installation et une grande diminution du poids nécessaire.
Il ressort clairement des dessins,et plus particulièrement de la fig.5,que le rapport entre la section transversale totale (Ses cylindres d'un groupe de moteurs,construit conformément à l'invention,et la section transversale totale de lrinstallation de force motrice est beaucoup plus grand que ce n'est le cas dans les modes habituels de constructions Comme la section trans- versa le totale des cylindres est une mesure approximative de la
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puissance d'un moteur,il est clair qu'on obtiendra,par l'appli- cation de l'invention,une grande économie d'encombrement relati- vement à la puissance .
Dans la disposition du mécanisme de transmission de grou- pes de moteurs tels que décrits précédemment, le mécanisme de transmission est de préférence agencé de telle manière qu'il n'y ait pas de cylindres moteurs dans tout le groupe qui se trou- vent dans la même phase de leurs cycles. Les efforts,exercés sur l'organe récepteur commun de force motrice,sont ainsi ré- duits au minimum,et en outre le nombre d'impulsions,dues au couple moteur, exercées par le groupe de moteurs,est ainsi ac- cru jusqu'au maximum possible, de sorte qu'une marche régulière du groupe de moteurs est assurée.
Bien qu'il ait été particulièrement décrit et représenté certaines formes de réalisation de l'invention,il est bien entendu qu'on peut,sans e'écarter du principe ni du cadre de celle-ci,modifier l'invention de diverses autres manières.
REVENDICATIONS
L'invention concerne:
I) Un groupe de moteurs à cylindres multiples,comprenant plusieurs moteurs sans manivelle,chacun de ces moteurs comportant des cylindres,des pistons aninésd'un mouvement alternatif dans ceux-ci et un arbre moteur,tous parallèles l'un à l'autre, caractérisé par un arbre récepteur de force motrice,disposé parallèlement à tous ces cylindres, pistons et atbres moteurs, avec un mécanisme de transmission disposé de façon à transmet- tre de la force motrice à partir gle chacun de ces arbres moteurs à l'arbre récepteur.
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