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"MOTEUR SANS MANIVELLE A PISTONS OPPOSES".
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La présente invention se rapporte à un moteur du type sans manivelle; cette expression comprend tous les moteurs com- portant des pistons animés d'un mouvement alternatif dans une di- rection parallèle à l'axe de l'arbre moteur et produisant,par l'intermédiaire d'un mécanisme approprié,le mouvement de rota- tion de l'arbre.
Conformément à l'invention,deux pistons,animés d'un mou- vement alternatif dans un même cylindre du moteur,actionnent séparément deux arbres moteurs,qui sont montés,de façon à pouvoir tourner,en alignement axial l'un avec l'autre et sont reliés par une transmission à un arbre de renvoi commun,les deux arbres moteurs disposés suivant le même axe étant ainsi animés d'un mouvement de rotation en synchronisme. Dans la forme de réa-
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lisation décrite ci-après et représentée à titre d'exemple sur les dessins ci-joints,le moteur est disposé de façon à pouvoir marcher suivantun cycle à combustion interne à deux temps* Le moteur peut comporter'plusieurs cylindres disposés en série suivant un cercle autour de l'arbre moteur.
On connait déjà des moteurs sans manivelle à deux temps, dans lesquels deux pistons, animés d'un mouvement alternatif dans un seul cylindre, ou dans chacun des cylindres du moteur,action- nent un seularbre moteur(voir par exemple le brevet belge N 33I223 du 10 octobre 1924). La construction faisant l'objet de la présente invention,avec une paire d'arbres disposés suivant le même axe,permet d'atteindre plusieurs avantages importants En particulier,elle obvie à la possibilité de vibrations de torsion dans le long arbre, avec un disque oblique à chacune de ses extrémités,utilisé dans la construction ancienne connue ; peut régler faoilement la relation de phase entre les deux pis- tons dans chaque cylindre,en changeant la position angulaire relative des deux arbres disposés suivant le même axe ;
et on peut également régler facilement le volume de cylindre entre les deux pistons dans chaque cylindre,et par conséquent le rap- port de compression,en modifiant la distance axiale entre les deux arbres disposés suivant le même axe. Il est décrit ci-après un dispositif par lequel ce réglage est effectué automatiquement.
En outre,l'espace compris entre les extrémités,adjacentes l'une à l'autre,des deux arbres disposés suivant le même axe,est de grande valeur pour recevoir des accessoires essentiels du moteur, spécialement des appareils d'injection du combustible ; parties intérieures du moteur sont rendues plus facilement acces- sibles, et d'autres avantages de construction sont atteints, com- me il apparaîtra au cours de la description ci-après.
Dans certains cas, deux ou un plus grand nombre de moteurs, comportant chacun deux arbres disposés suivant le même axe,com- me décrit ci-dessus,peuvent être reliés à un arbre de renvoi commun.'
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Sur les dessins ci-joints :
La fig.I est une vue en coupe longitudinale,le plan de coupe passant par l'axe de l'un des cylindres du moteur à trois cylindres représenté et également par les axes des deux arbres moteurs et de l'arbre de renvoi auquel ces arbres sont reliés par un mécanisme de transmission.
La fig.2 est une vue en élévation d'extrémité du moteur; des parties du carter du moteur,indiquées par X et Y sur la f ig.I, ont été omises en vue d'une représentation plus claire;sur cette figure 2, il est également indiqué en traits interrompus un second moteur, semblable au premier, disposé sur l'autre côté de l'arbre de renvoi et relié à ce dernier d'une manière semblable.
Comme représenté sur la fig.I,le cylindre 1 comporte deux pistons'2, ,qui actionnent les arbres 3,3a ,respectivement au moyen de paires de patins à rotule 4,5 et 4a,5a ,montés dans les crosses 6,6a des pistons ; paires de patins à rotule viennent en engagement avec chacun de deux disques obliques
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7,'ira ,qui sont reliés aux arbres 5,3a,respeotivement.
Les axes des deux arbres 3,3a sont situés sur une seule et même ligne droite, et ces arbres sont tourillonnés dans des paires de paliers 8,9 et 8a,9a et sont maintenus dans le sens longitudinal par des paliers de butée I0,I0a ,respectivement. Les pistons 3.Sa sont animés d'un mouvement alternatif approximative- ment en opposition de phase,le piston 2 étant de préférence en a- vanoe de manière à auvrir l'échappement avant l'admission d'air de balayages
Le cylindre 1 comporte,près de ses extrémités, des lumières d'échappement 11 et des lumières de balayage I2, ces lumières étant ouvertes et fermées par les pistons 2 et 2a,respectivement de la manière habituelle dans des moteurs à deux temps:
De l'air comprimé pour le balayage est fourni par un corps de pompetnon représenté) à l'intérieur d'un carter W,dans lequel se déplace
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d'un mouvement alternatif, un piston relié à la tige de piston 13, assemblée rigidement à la crosse 6a.0u bien encore,l'air de balayage peut être fourni par une pompe séparée du moteur et commandée soit par le moteur,soit autrement.L'orifice de refou- lement de la pompe de balayage est raccordé à l'orifice d'ad- mission 14 de la chambre de balayage I5. Les gaz d'échap- pement,provenant des lumières 11, sont amenés dans la chambre d'échappement 16 et , de celle-ci,par la conduite d'échappe- ment 17 dans l'atmosphère.
Dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres, un nombre désiré quelconque de cylindres,semblables au cylindre 1 et com- portant de même des pistons et des organes reliés à ceux-ci sont disposés en série suivant un cercle autour de l'axe commun des arbres 3 ,3a. Sur les dessins, il est représenté un moteur com- portant trois cylindres l,la et Ib.
Des roues dentées 18, I8a fixées sur les arbres 3,3a respectivement,sont reliées,par l'intermédiaire de roues dentées folles I9,I9a, respectivement, à des roues dentées 20,20a, fixées sur l'arbre de renvoi 2I, qui est tourillonné dans des paliers 2Ia,2Ib,2Ic et 2Id.
Les diamètres des roues dentées I8,I8a et 20,20a sont soit égaux, soit dans un autre rapport entre eux,de sorte que les arbres 3,3a tournent en synchronisme, et de préférence à une vitesse angulaire qui est la même que celle de l'arbre de renvoi 21, ou un multiple entier de cette vitesse de l'arbre 21;le calage des roues dentées est tel que les deux disques obliques 7,7a sur les arbres 3,3a se trouvent approximativement en oppo- sition de phase, de sorte que les pistons 2,2a se déplacent d'un mouvement alternatif approximativement enoppostion l'un à l'au- tre.
Toutefois,en changeant convenablement le montage de l'une ou de l'autre des roues dentées I8,I8a ou 30.303, sur leur ar- bre respectif, ou en amenant hors d'engrènement l'une ou l'autre des roues dentées folles I9,I9a et en la ramenant en engrènement!
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après avoir fait tourner la roue dentée correspondante I8 ou I8a dans une nouvelle position angulaire relativement à l'arbre de renvoi 21, on peut faire varier à volonté la relation de phase entre les pistons 2 et 2a,en vue d'assurer l'adaptation optimum du moteur à la marche à une vitesse particulière queloonque, ou à d'autres conditions de travail sous lesquelles il peut né- cessairement devoir marcher.
mes organes de position fixe 30,30a des paliers de butée I0,I0a sont de préférence montés dans des parties X,Xa du oarter du mote ur,que 1!.on peut détacher,comme représenté sur la fig.'I de la partie médiane Z du carter du moteur; c'est dans cette partie médiane du carter que les cylindres sont montés.
Les couvercles d'extrémité Y ,Ya et le carter de la pompe de balayage, indiqué en W, peuvent de préférence également être détachés des parties X,Xa. De cette manière,l'un ou l'autre des arbres 3,3a,avec son disque oblique 7 ,7a et les crosses et pis- tons en engagement avec celui-ci peut être facilement inséré dans ou retiré axialement du reste du moteur,indépendamment de l'ensemble formé par les autres parties. Comme on le comprendra facilement,il n'est pas,possible d'effectuer le montage et le démontage de la même manière simple avec le moteur à pistons op- posés du genre ancien,comportant deux disques obliques montés sur les extrémités opposées d'un seul arbre.
L'utilisation de deux arbres moteurs distincts,en alignement dans le sens axial ,au lieu de l'arbre continu unique de la construction plus ancienne, possède en outre l'avantage que les injecteurs de combustible, et/ou les soupapes de sûreté,les raccords d'indicateurs,etc.. qui doivent être reliés aux chambres de compression entre les deux pistons opposés,peuvent être placés de façon très commode et très ramassée. Dans le moteur à trois cylindres représenté, l'injeoteur de ommbustible 31 du cylindre 1(injecteur qui est de portée spécialement longue) est inséré avec son axe dans une direction radiale par rapport au cylindre 1 et coupant l'axe
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commun des arbres 3,3a.
Les injecteurs 3Ia,3Ib des cylindres Ia, et sont avantageusement disposés au voisinage de et paral- lèlement à, l'injecteur 31,comme représenté,ces Injecteurs étant également disposés dans une direction radiale par rapport aux cylindres correspondants.
L'existence,dans des moteurs construits conformément à la présente invention,d'un espace entre les extrémités adjacentes des deux arbres disposés suivant le même axe,facilite en outre grandement la construction et la disposition des chambres de ba- layage et d'échappement et des chambres de refroidissement par eaudu carter principal du moteur, car elle supprime la nécessité qui se présente,lorsque le moteur est construit à la manière an- cienne avec un seul arbre continu,de prévoir une enveloppe,étan- ohe aux gaz et à l'eau,entourant l'arbre et s'étendant à tra- vers ces chambres.
Une pompe à combustible à trois cylindres32 alimentant en combustible liquide les injecteurs 3I,3Ia et 3Ib par les condui- tes de refoulement de combustible 33,33a et 33b, est montée sur la partie X du carter du moteur ; pistons plongeurs de la pom- pe sont actionnés de la manière habituelle par des cames 34 34a et 34b,fixées sur l'arbre de renvoi 21.
Comme représenté sur la fig.I,les organes non rotatifs 30, 30a des paliers de butée I0,I0a, sont supportés sur des pis- tons 40 contenus dans des cylindres 4I,4Ia formés dans ou mon- tés rigidement sur les parties X,Xa du carter du moteur. Des res- sorts à boudin 42 ,travaillant à la compression,contenus dans les cylindres 41,41a supportent la poussée axiale transmise aux pièces 30,30a par les arbres 3,3a sous l'effet des pressions de gaz dans les cylindres du moteur. Les cylindres 4I,4Ia peuvent être remplis d'huile ou autre liquide approprié, de sorte qu'ils peuvent servir d'amortisseurs pour empêoher un mouvement axial trop rapide ou un mouvement d'oscillation des arbres.
Comme représenté en traits interrompus sur le côté droit de la fig.2,un second moteur,comportant deux arbresmoteurs distincts,disposés en alignement axial et correspondant pour le reste dans toutes ses parties au moteur précédemment décrit ,peut
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avoir ses arbres reliés de manière semblable aux roues dentées
20,20a de l'arbre de renvoi 2I, comme indiqué par les cercles en traits mixtes,48 et 49,représentant respectivement une roue dentée,fixée sur l'un des arbres du second moteur, correspondant à la roue dentée I8, et une roue dentée folle correspondant à la roue dentée folle 19.
Ou bien encore,il peut être prévu plus de deux de ces mo- teurs, disposés suivant un cercle autour de l'arbre de renvoi 2I, les deux arbres en alignement axial de chaque moteur étant reliés à cet arbre de renvoi de la manière déjà décrite. Une dis- position de ce genre pour les moteurs fait l'objet de la demande de brevet déposée ce même jour au même nom pour"Groupe de mo- teurs".
REVENDICATIONS
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L'invention concerne!
I) Un moteur sans manivelle,comprenant un ou plusieurs cy- lindres moteurs avec une paire de pistons,animés d'un mouvement alternatif, aux extrémités opposées de chaque cylindre,caractéri- sé par une paire d'arbres moteurs rotatifs,disposés suivant un axe commun parallèle à l'axe du cylindre ou aux axes des cylin- dres et actionnés chacun par un piston de chaque paire, et un mécanisme de transmission disposé de façon à transmettre le mou- vement à partir d'un arbre moteur à l'autre de manière à mainte- nir ces arbres dans la même relation de phase dans chaque cycle de leur mouvement de rotation.
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"MOTOR WITHOUT CRANK WITH OPPOSITE PISTONS".
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The present invention relates to an engine of the crankless type; this expression includes all engines comprising pistons reciprocating in a direction parallel to the axis of the motor shaft and producing, by means of an appropriate mechanism, the rotary motion. tion of the tree.
According to the invention, two pistons, driven by a reciprocating movement in the same cylinder of the engine, separately actuate two drive shafts, which are mounted so as to be able to rotate in axial alignment with one another. and are connected by a transmission to a common countershaft, the two drive shafts arranged along the same axis thus being driven in a synchronous rotational movement. In the form of real-
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lization described below and shown by way of example in the accompanying drawings, the engine is arranged so as to be able to operate in a two-stroke internal combustion cycle * The engine may have several cylinders arranged in series in a circle around the motor shaft.
Two-stroke crankless engines are already known, in which two pistons, driven by a reciprocating movement in a single cylinder, or in each of the cylinders of the engine, actuate a single engine shaft (see for example Belgian patent N 33I223 October 10, 1924). The construction which is the object of the present invention, with a pair of shafts arranged along the same axis, allows several important advantages to be achieved In particular, it obviates the possibility of torsional vibrations in the long shaft, with a disc oblique at each of its ends, used in known old construction; can easily adjust the phase relation between the two pistons in each cylinder, by changing the relative angular position of the two shafts arranged along the same axis;
and one can also easily adjust the cylinder volume between the two pistons in each cylinder, and consequently the compression ratio, by modifying the axial distance between the two shafts disposed along the same axis. A device by which this adjustment is performed automatically is described below.
In addition, the space between the ends, adjacent to each other, of the two shafts arranged along the same axis, is of great value for receiving essential engine accessories, especially fuel injection devices; interior parts of the engine are made more easily accessible, and other constructional advantages are achieved, as will become apparent from the following description.
In some cases, two or more motors, each having two shafts arranged along the same axis, as described above, may be connected to a common countershaft.
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On the attached drawings:
Fig. I is a longitudinal sectional view, the sectional plane passing through the axis of one of the cylinders of the three-cylinder engine shown and also through the axes of the two drive shafts and of the countershaft to which these shafts are connected by a transmission mechanism.
Fig.2 is an end elevational view of the engine; parts of the motor housing, indicated by X and Y in fig.I, have been omitted for a clearer representation; in this figure 2, it is also indicated in broken lines a second motor, similar to the first , disposed on the other side of the countershaft and connected to the latter in a similar manner.
As shown in fig.I, the cylinder 1 has two pistons'2, which actuate the shafts 3,3a, respectively by means of pairs of ball-joint pads 4,5 and 4a, 5a, mounted in the brackets 6,6a pistons; pairs of ball joint pads come into engagement with each of two oblique discs
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7, 'will, which are connected to the trees 5,3a, respectively.
The axes of the two shafts 3,3a are located on one and the same straight line, and these shafts are journaled in pairs of bearings 8,9 and 8a, 9a and are held in the longitudinal direction by thrust bearings I0, I0a ,respectively. 3.Sa pistons are reciprocating approximately in phase opposition, piston 2 preferably being forward so as to open the exhaust before the intake of scavenging air.
The cylinder 1 has, near its ends, exhaust ports 11 and scanning lights I2, these ports being opened and closed by the pistons 2 and 2a, respectively in the usual way in two-stroke engines:
Compressed air for sweeping is supplied by a pump body (not shown) inside a casing W, in which moves
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reciprocating, a piston connected to the piston rod 13, rigidly assembled to the butt 6a. alternatively, the purging air can be supplied by a pump separate from the engine and controlled either by the engine or otherwise The discharge port of the purge pump is connected to the inlet 14 of the purge chamber I5. The exhaust gases, coming from the ports 11, are brought into the exhaust chamber 16 and, from this, through the exhaust pipe 17 to the atmosphere.
In the case of a multi-cylinder engine, any desired number of cylinders, similar to cylinder 1 and likewise comprising pistons and members connected to them are arranged in series in a circle around the axis. common trees 3, 3a. In the drawings, there is shown an engine comprising three cylinders 1, 1a and Ib.
Toothed wheels 18, I8a fixed on the shafts 3,3a respectively, are connected, by means of idle toothed wheels I9, I9a, respectively, to toothed wheels 20,20a, fixed on the countershaft 2I, which is journaled in bearings 2Ia, 2Ib, 2Ic and 2Id.
The diameters of the toothed wheels I8, I8a and 20,20a are either equal or in another ratio between them, so that the shafts 3,3a rotate in synchronism, and preferably at an angular speed which is the same as that of the countershaft 21, or an integer multiple of this speed of the shaft 21; the timing of the toothed wheels is such that the two oblique discs 7,7a on the shafts 3,3a are approximately in phase opposition , so that the pistons 2,2a move in a reciprocating motion approximately opposite each other.
However, by suitably changing the mounting of one or the other of the toothed wheels I8, I8a or 30.303, on their respective shafts, or by bringing out of engagement one or the other of the idle toothed wheels I9, I9a and bringing it back into mesh!
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after having rotated the corresponding toothed wheel I8 or I8a in a new angular position relative to the countershaft 21, the phase relationship between the pistons 2 and 2a can be varied at will, in order to ensure the adaptation optimum engine running at any particular speed, or other working conditions under which it may necessarily have to be run.
my fixed position members 30,30a of the thrust bearings I0, I0a are preferably mounted in parts X, Xa of the oarter of the motor, which can be detached, as shown in fig.'I of the part median Z of the motor housing; it is in this middle part of the crankcase that the cylinders are mounted.
The end covers Y, Ya and the scavenging pump housing, marked W, can preferably also be detached from parts X, Xa. In this way, one or the other of the shafts 3, 3a, with its oblique disc 7, 7a and the stocks and pistons in engagement therewith can be easily inserted in or withdrawn axially from the rest of the engine, independently of the set formed by the other parts. As will easily be understood, it is not possible to carry out assembly and disassembly in the same simple manner with the opposed piston engine of the old type, comprising two oblique discs mounted on the opposite ends of one. single tree.
The use of two separate drive shafts, in axial alignment, instead of the single continuous shaft of the older construction, has the further advantage that fuel injectors, and / or safety valves, the indicator fittings, etc., which are to be connected to the compression chambers between the two opposed pistons, can be placed very conveniently and tightly. In the three-cylinder engine shown, the fuel injector 31 of cylinder 1 (injector which has an especially long reach) is inserted with its axis in a radial direction with respect to cylinder 1 and intersecting the axis
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common tree 3.3a.
The injectors 3Ia, 3Ib of the cylinders Ia, and are advantageously arranged in the vicinity of and parallel to, the injector 31, as shown, these injectors also being arranged in a radial direction with respect to the corresponding cylinders.
The existence, in engines constructed in accordance with the present invention, of a space between the adjacent ends of the two shafts arranged along the same axis, furthermore greatly facilitates the construction and arrangement of the purge and exhaust chambers. and water cooling chambers of the main engine crankcase, as this eliminates the need which arises, when the engine is built in the old way with a single continuous shaft, to provide a casing, gas-tight and sealed. water, surrounding the tree and extending through these chambers.
A three-cylinder fuel pump32 supplying liquid fuel to the injectors 3I, 3Ia and 3Ib via the fuel delivery pipes 33, 33a and 33b, is mounted on part X of the engine crankcase; The plunger pistons of the pump are actuated in the usual way by cams 34 34a and 34b, fixed on the countershaft 21.
As shown in fig.I, the non-rotating members 30, 30a of the thrust bearings I0, I0a, are supported on pistons 40 contained in cylinders 4I, 4Ia formed in or rigidly mounted on the parts X, Xa from the motor housing. Coil springs 42, working in compression, contained in the cylinders 41,41a support the axial thrust transmitted to the parts 30,30a by the shafts 3,3a under the effect of the gas pressures in the cylinders of the engine. The cylinders 4I, 4Ia can be filled with oil or other suitable liquid, so that they can act as shock absorbers to prevent too rapid axial movement or oscillating movement of the shafts.
As shown in broken lines on the right side of FIG. 2, a second motor, comprising two separate motor shafts, arranged in axial alignment and corresponding for the rest in all its parts to the motor previously described, can
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have its shafts connected similarly to cogwheels
20, 20a of the countershaft 2I, as indicated by the circles in phantom lines, 48 and 49, respectively representing a toothed wheel, fixed on one of the shafts of the second motor, corresponding to the toothed wheel I8, and a Idler gear corresponding to idle gear 19.
Or even more than two of these motors can be provided, arranged in a circle around the countershaft 2I, the two axially aligned shafts of each motor being connected to this countershaft in the same way. described. A provision of this kind for engines is the subject of the patent application filed that same day with the same name for "Group of engines".
CLAIMS
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The invention relates to!
I) A crankless motor, comprising one or more motor cylinders with a pair of reciprocating pistons at opposite ends of each cylinder, characterized by a pair of rotating motor shafts, arranged in a common axis parallel to the axis of the cylinder or to the axes of the cylinders and each actuated by a piston of each pair, and a transmission mechanism arranged to transmit motion from a drive shaft to the shaft. other so as to maintain these shafts in the same phase relation in each cycle of their rotational movement.
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