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" Perfectionnements aux moteurs rotatifs ou aux pompes rotatives ".
La présente invention concerne les pompes ou les moteurs rotatifs du genre comprenant une chambre cylindrique' des ailettes-pistons séparées, mobiles dans cette chambre, des ouvertures d'entrée et de sortie dans la chambre , ouvertures avec lesquelles communiquent les espaces entre les facesad- jacentes des ailettes, en vue d'effectuer une course dans le cycle d'opérations, et des moyens reliant les ailettes- pis- tons ensemble pour commander-.leurs mouvements à l'intérieur de la chambre.
Suivant un aspect de la présente invention, un moteur ou une pompe du genre spécifié est caractérisé en ce que les pistons-ailettes se meuvent de façon continue dans une direction à l'intérieur de la chambre et en ce que les Mallettes séparées fonctionnent ensemble par paires, de telle ' @ sorte que pendant des courses successives du cycle de fonc- tionnement, des ailettes alternées.de chaque paire sont dé- placées dans le sens de rotation avec une vitesse plus élevée.
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Suivant un autre-aspect de l'invention, un moteur ou une pompe du genre spécifié est caractérisé en ce que les ailettes séparées fonctionnent ensemble par paires et sont toutes deux mises en rotation dans la chambre dans un sens, tandis que la paire d'ailettes oscille simultanément, une ailette se rapprochant ou s'écartant de l'autre.
Suivant une caractéristique de,la présente inven- tion, un moteur ou une pompe du genre spécifié comprend deux séries ci'ailettes-pistons, les ailettes de chaque série étant reliées ensemble solidairement, la disposition étant telle /qui une course dans le cycle de fonctionnement est effectuée entre des faces adjacentes de chaque paire d'ailettes adjacentes qui, pendant l'exécution d'une semblable course,se meuvent toutes dans le même sens autour de la chambre, l'ailette suiveuse de chaque paire d'ailettes étant mise en avancement pour prendre la position antérieurement occupée par l'autre ailette de la paire. Il faut entendre par "ailette suiveuse", l'ailette de la paire,qui circule derrière l'autre de la paire et vers elle, dans le sens de rotation de toutes les ailettes dans la chambre.
Les mouvements de chaque série d'ailettes sont, de préférence, commandés par des moyens de transmission reliant les deux séries ensemble, cette transmission comprenant une roue normalement stationnaire fixée à la chambre, une roue planétaire en prise avec la roue stationnaire et une liaison entre la roue planétaire et chaque série d'ailettes, de façon que des oscillations des ailettes aient pour résultat une ro- tation de la roue planétaire.
La liaison entre la roue planétaire et chaque érie d'ailettes comprend un arbre pour chaque série d'ailettes, et pour chaque roue planétaire, un arbre coudé à deux excentriques portant cette roue, une paire de bielles partant de chaque ex- centrique de l'arbre coudé vers un bras radial dont un est at- taché à un arbre menant et l'autre, à l'autre arbre menant.
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Une forme de réalisation particulière, de la présente invention va maintenant être décrite à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. I est une coupe verticale d'un moteur à com- bustion interne suivant la présente invention.
Les fig. 2, 3 et 4 sont des coupes faites respective- ment par les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 de la fig.I.
Les fig. 5,6,7 et 8 sont des vues développées des agencements de pistons et de lumières du moteur pendant dif- férentes phases dans le cycle de fonctionnement du moteur.
On voit à la fig.Z que le moteur comprend un carter 10, une chambre de combustion II et une transmission indiquée d'une manière générale par lechiffre de référence 12.La chambre de combustion, II,est boulonnée comme on l'a repré- senté en 13 au carter 10 et la transmission 12 est placée à l'intérieur du carter ; ce dernier est pourvu d'une plaque de base 14 par laquelle le moteur peut être avantageusement fixé à une fondation.
La chambre de combustion II est de forme cylindrique et contient deux séries d'ailettes radiales ; ailettes d'une de ces séries d'ailettes radiales 15 sont fixées à des plaques extrémités circulaires 16 de façon que les ailettes 15 et les plaques 16 constituent une construction unitaire. Les ailettes 17 de l'autre série sont fixées à un moyen 18, qui est disposé entre les plaques extrémités 16, l'agencement étant tel que les ailettes 15 sont intercalées entre les ailettes 17 (voir fig. 4.) Les ailettes 17 sont attachées au moyeu 18 de n'im- porte quelle manière appropriée, par exemple par des boulons 19, et comme cela résulte clairement de la fig.4, ces ailettes s'étendent vers l'extérieur dan le sens radial, à partir du moyeu qui les porte.
Les ailettes 15 sont attachées aux pla- ques d'extrémités 16,par exemple, par des boulons 20.
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Les deux séries d'ailettes 15 et 17 avec les plaques d'extrémité 16 et le moyeu 18 associés, sont capables d'ef- fectuer un mouvement d'oscillation indépendant à l'intérieur de la chambre de combustion II.
Dans la construction particulière du moteur qui est décrite, on a prévu quatre ailettes 15 et un nombre corres- pondant d'ailettes 17. On délimite de cette manière par la chambre de combustion II et le carter 10, un espace circulaire dans laquelle il y a au total huit ailettes radiales. Les ai- lettes 15 sont pourvues de bandes d'étanchéité sur leurs faces circonférentielles externes et internes, aux endroits où elles viennent en contact respectivement avec la paroi périphérique de la chambre de combustion II et avec le moyeu 18. D'une ma- nière analogue, les ailettes 17 sont pourvues sur leur face extérieure circonférentielle de bandes d'étanchéité pour venir en contact avec la paroi périphérique de la chambre de combus- tion II.
Les faces terminales 17 sont également munies de bandes d'étanchéité, disposées radialement, qui viennent en contact avec la face interne des plaques d'extrémité 16. rour plus de clarté, les bandes d'étanchéité n'ont pas été représentées aux dessins annexés, mais ces bandes sont de construction connue et sont destinées à fournir une liaison étanche au gaz entre les ailettes et les surfaces sur lesquelles elles se meuvent.
Le moyeu 18 est porté par un arbre 21, de façon à être en prise avec celui-ci, au moyen d'une clavette 22. La plaque d'extrémité 16 qui est disposée contre le diaphragme 23, (situé entre la chambre de combustion II et le carter 10) est pourvue d'un prolongement d'arbre 24. Le prolongement d'arbre est supporté de façon appropriée par le diaphragme 23 et de même, l'arbre 21 est supporté de façon appropriée dans des pa- liers tels que 25. Avec la disposition décrite, l'arbre 21 est monté coaxialement à l'intérieur du prolongement d'arbre 24=...
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...et ces deux arbres sont destinés à être mis en rotation coaxialement à l'intérieur de la chambre de combustion II.
Comme cela résulte clairement de la fig.I, les arbres
21 et 24 s'étendent de la chambze de combistion II jusque dans le carter 10, qui contient la transmission 12. Cette dernière comprend trois arbres coudés 26, qui sont également espacés autour du long axe du moteur ( et, par conséquent, des arbres 21 et 24) et sont disposés de telle manière que leurs axes de rotation sont chacun parallèles à l'axe de rotation de ces arbres. Chaque arbre coudé 26 a deux manetons 27 et à chacun de ces manetons, on a combiné une bielle 28 qui s'étend de l'arbre coudé à une broche 29 portée au sommet d'une pièce triangulaire 30. Une série de manetons des trois arbres coudés est combinée à chacune de ces pièces triangulaires et est reliée à celie-oi par les bielles 28. Comme le montre la fig.
I, une de ces pièces triangulaires est portée par l'arbre 21 tandis que l'autre pièce triangulaire est portée par l'arbre 24, les pièces etant en liaison de commande avec leurs arbres conjugués. Avec la disposition de la transmission décrite, une oscillation complète des ailettes radiales 15,17, à partir d' une position donnée avec retour vers celle-ci a pour résultat que les deux séries de bielles 28 sont mises en mouvement en sens opposé, de sorte que l'arbre coudé 6 est mis en rotation d'un tour complet.
Chaque arbre coudé 26 porte une roue planétaire 31, qui est mise en rotation avec la rotation de l'arbre. Le carter 10 porte de façon appropriée un anneau denté fixe 32, avec lequel les roues planétaires 31 sont en prise, de sorte que la rotation des roues planétaires a pour résultat que la transmission 12 dans son ensemble(avec les arbres 21, 24 et les deux séries d'ailettes 15,17) est mise en rotation dans un sens autour du long axe du moteur. Il va de soi que,.....
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naturellement, les trois'arbres coudés 26 et leurs roues planétaires conjuguées 31, tournant dens la même direction.
Il résulte de ce qui a été dit,que les ailettes radiales sont capables d'effectuer non seulement un mouvement oscillant, mais élagement un mouvement de rotation autour de l'axe du moteur.
Les arbres coudés 6 sont portés par un support planétaire 33 à l'intérieur du carter 10, un semblable support planétaire étant d'une pièce avec l'arbre menant 54, du moteur.
La paroi périphérique de la chambre de combustion II est pourvue d'ouvertures 34,36, qui constituent respecti- vement les lumières d'échappement et d'admission du moteur.
On remarquera, d'après la fig.4, que deux séries de lumières de ce genre sont prévues, les paires de lumières d'échappement et d'admission étant disposées en positions dia- métralement opposées l'une à l'autre. La paroi périphérique de la chambre de combustion II est également pourvue de deux trous pour recevoir des bougies d'allumage 37, ces dernières étant disposées également de façon diamétralement opposée l'une à l'autre.
Comme le montre clairement la fig .4, chaque ailette 15,17 occupe 30 de l'étendue périphérique de la chambre de combustion II et l'espace maximum entre une paire d'ailettes adjacentes a la même étendue angulaire. Les lumières d'échap- pement et d'admission ont également une étendue de 30 , les bords adjacents de la paire de lumières adjacentes d'admission et d'échappement étant jointifs. La lumière d'échappement est espacée de 60 de la bougie d'allumage la plus voisine.
On a associé à chacune des lumières d'échappe- ment 36 une conduite générale d'échappement 38, et de même, on a associé aux lumières d'admission 35 une conduite géné- rale d'admission 39.
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Le fonctionnement du moteur va maintenant être décrit avec référence particulière aux fig. 5,6,7 et 8 des dessins annexés.
A la figv 5, les pistons sont dans la même position que celle représentée à la fig. 4, dans laquelle une course d'allumage est sur le point d'être effectuée entre les paires de pistons I5a, I7a et 15c, I7c, une course d'échappement entre les pistons 17a, I5b, et 17c, 15d,une course d'aspiration entre les pistons 15b, I7b, 15d et I7d, et une course de compression entre les pistons I7b, 15c, et 17d, I5a. Les deux séries de courses motrices,d'échappement, d'aspiration et de compression, indiquées, sont exécutées simultanément pendant que les deux groupes de pistons 15 et 17 sont mis en rotation dans la cham- bre de combustion II, dans la direction de la flèche x.
Avec la construction particulière décrite dans laquelle on a prévu deux séries de quatre pistons-ailettes chacune, il est fait en sorte (comme c'est décrit ci-après) que pour chaque tour du moteur, huit cycfes complets de fonc- tionnement sont exécutés et que, par conséquent, pendant l'exé- cution de chacun de ces cycles d'opérations, les deux séries de pistons sont déplacées dans la direction de la flèche x, d'un angle de 45 . A partir de la position le présentée à la fig.5, par suite de ce que les deux courses d'allumage sont exécutées, les ailettes 15 se meuvent vers la gauche et les ailettes 17 vers la droite. Comme on l'a indiqué ci-dessus, 1,'étendue périphérique de ces ailettes est de 30 et l'espace maximum entre elles a la même valeur.
En conséquence, en exé- cutant la course d'allumage, les ailettes 15 et 17 sont dépla- cées chacune de 15 dans des directions opposées.
Si l'on se reporte particulièrement à la fig.5, on voit que, lorsque la course d'allumage est effectuée, les ai- lettes 15 sont déplacées vers la gauche de 15 , et simultané-,..
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ment déplacées dans la direction de la flèche x , le mouve- ment résultant étant de faire avancer cette ailette de 30 dans la direction x. En même temps, les ailettes 17 sont dé- placées vers la droite de 15 et dans la direction x d'une nouvelle quantité de 45 , de sorte que ces ailettes avancent de 60 . Ceci a pour effet qu'à la fin de la course motrice, les ailettes-pistons I5a,b,c et 3. sont amenées dans la posi- tior occupée antérieurement par les ailettes 17a, b, c et d respectivement.
En même temps, les ailettes I7a,b,c et d sont¯ amenées à venir occuper les positions prises antérieurement par les pistons 15 b,c,d et respectivement( voir fig.6)
Tendant que les pistons I7a, 15b, et 17c I5d se meuvent l'un vers l'autre, ils passent également en face de la lumière d'échappement b6. En conséquence, les gaz brûlés se trouvant entre deux séries de pistons sont expulsés d'une lumière d'échappement 36. D'une manière analogue, lorsque les ailettes 15b, 17b,et I5d,I7d, se séparent, elles sont dépla- cées en face de la lumièm d'admission 35 et une charge nou- velle est aspirée entre ces pistons.
En même temps, la charge qui a antérieurement été aspirée dans l'espace entre les pis- tons 17b, 15c et I7d, I5a, est comprimée lorsque ces pistons s'approchent l'un de l'autre et à la fin de la course de puis- sance, la charge comprimée est amenée en face des bougies d'allumage 37. une autre course d'allumage est alors effectuée et, par conséquent, les pistons 17 sont déplacés vers la gau- che et les pistons 15 vers la droite, chacun de 15 , et en mê- me temps les deux séries de pistons avancent de 45 . Ceci a pour effet que les pistons 17d,a,b et c, prennent la position occupée antérieurement par les pistons I5a,b,c et d et qu'en même temps, les pistons I5a,b,c et d, prennent la position occupée antérieurement par les pistons 17 a, b,c et d.
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Pendant que ceci s'effectue, les deux courses motrices, d'é- chappement, d'aspiration et de compression sont exécutées, et à la fin de la course les pistons ont été avancés dans la di- rection de la flèche x de façon à amener la charge nouvelle à l'état comprimé en face des bougies d'allumage. Ensuite, à cause de la course suivante d'allumage, les pistons 15d,a,a et c sont déplacés pour prendre la position occupée antérieu- rement par les pistons 17d,a,b et c et en même temps les pis- tons 17d,a,b et c sont déplacés pour occuper la position pri- se antérieurement- par les pistons 15a,b,c et d.
Une autre cour- se motrice est alors exécutée, en suite de laquelle tous les pistons sont déplacés vers l'avant d'une manière analogue 4 celle décrite ci-dessus; A l'achèvement de huit cycles de ce genre les pistons sont revenus dans la position représentée à la fig. 5.
Il est indiqué ci-dessus qu'avec la disposition représentée aux dessins annexés, huit cycles de fonctionne- ment sont effectués pour chaque tour du moteur, ( c'est-à-di- re qu'il y a eu 16 courses motrices, d'échappement d'aspira- tion et de compression).Ce nombre est déterminé par le rap- port de transmission de la transmission 12, qui dans le pré-, sent exemple est de 4 a 1. Pour augmenter le nombre de cycles de fonctionnements( et par conséquent le nombre de courses motrices) par tour du moteur, il est seulement nécessaire de changer le rapport de transmission.
Ainsi, avec la construc- tion décrite, dans laquelle on a prévu deux séries de quatre ailettes -pistons, si le diamètre de l'anneau denté 32 vaut huit fois celui des roues planétaires 31, l'installation res- tant la même à part sela, 128 courses actives sont exécutées pendant chaque course du moteur, parmi lesquelles 32 sont des courses motrices. Il va de soi que si l'on fait varier le rap- port de transmission de façon a changer les cycles de..
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fonctionnement par tour du moteur /et; celle des bougies d'allumage.
On comprend d'après ce qui a été dit que le nom- bre d'arbres coudas 2- qui sont prévus dans le moteur n'a pas de relation fixe avec le nombre d'ailettes-pistons ou le nom- bre de cycles de fonctionnement qui est exécuté, par tour du moteur. Il en résulte par conséquent que le nombre de cour- ses motrices peut être modifia, comme on l'a décrit, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter le nombre d'arbres coudas et par conséquent le poids total de l'installation.
L'anneau denté 32 est de préférence attaché de façon fixe au carter 10 mais il peut, si on le désire, être capable d'effectuer un mouvement angulaire limité de façon à régler la position des ailettes-pistons dans la chambre de combustion 11(et par conséquent par rapport aux lumières d'é- chappement et d'admission et aux points d"allumage). DE cette manière, les temps de fonctionnement du moteur et l'amplitude du recouvrement entre les courses d'aspiration et d'échappement peuvent,être modifiés avant ou pendant le fonctionnement du moteur.
Le moteur est de préférence graissé par une arri- vée d'huile qui passe à travers l'arbre 21 et dans le carter 10, des conduits appropriés étant créés dans l'arbre et les différentes pièces de la transmission 12 de façon que les paliers des arbres coudés 26 et les roues dentées 31,32 soient convenablement graissés. L'écoulement d'huile lubrifiante dans l'arbre 21 peut être suffisant pour effectuer un refroi- dissement interne de la chambre de combustion 11.Cette derniè- re peut en outre être refroidie extérieurement au moyen d'une chemise d'eau qui entoure la chambre. Suivant une variante,...
@ il est nécessaire de modifier la disposition des lumières du moteur
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....la chambre peut être refroidie par un courant d'air qui est dirigé sur elle et entre des ailettes de refroidissement portées par sa surface extérieure. Pour faciliter le refroi- dissement de la chambre par l'air, l'arbre 21 peut porter un ventilateur à l'extrémité qui fait saillie sur la chambre de combustion.
Un résultat important s'obtient par la rotation des ailettes-pistons dans leur ensemble, à l'intérieur de la chambre de combustion II, pendant l'exécution du cycle de fonc- tionnement, résultat consistant en ce que, pendant l'échappe- ment, les produits de combustion sont aidés à quitter la cham- bre par l'action centrifuge à laquelle ils sont soumis. Un autre avantage qui résulte de la rotation des ailettes-pistons à l'intérieur de la chambre de combustion est que les bougies d'allumage ne sont exposées aux produits de combustion qu'au commencement de la course motrice.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, une course du cycle d'opérations s'effectue simultanément des deux côtés de chaque ailette-piston, de sorte que les forces non - équilibrées auxquelles le moteur est soumis, sont réduites au minimum et que, par conséquent, la vibration est sensi- blement éliminée. Cette réduction de vibration est en outre aidée par le fait que les forces sur les paliers des arbres 21, 24 sont de nature uniforme.
L'admission du mélange de combustible et d'air dans la chambre de combustion et la sortie des produits d'é- chappement s'effectuent automatiquement pendant la rotation des ailettes-pistons à l'intérieur de la chambre, de sorte qu'il ne se,produit pas de défauts d'uniformité de la dis- tribution. Les bougies d'allumage sont actionnées automati- quement à intervalles réguliers, en succession réglée quant au temps, avec la rotation des ailettes, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un distributeur auxiliaire.
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Bien que l'invention ait été décrite dans son appli- cation à un moteur à combustion interne, il doit être bien enten- du qu'elle est applicable également à des pompes, auquel cas une force motrice est appliquée à l'arbre 34 pour faire tourner les ailettes-pistons à l'intérieur de la chambre II et les faire osciller simultanément dans celle-ci, de façon que les courses d'aspiration et d'échappement soient effectuées de façon appropriée.
REVENDICATIONS.
I. Un moteur ou une pompe du genre exposé ci-dessus, caractérisé en ce que les ailettes-pistons tournant de façon continue dans un sens, à L'intérieur de la chambre, et en ce que les ailettes-pistons séparées fonctionnent ensemble par paire, de telle façon que pendant les courses successives du cycle de fonctionnement, des ailettes-pistons alternées de chaque paire sont déplacées dans le sens de rotation à une vitesse plus élevée.
Un moteur ou une pompe du genre exposé ci-dessus, caractérisé en ce que les ailettes-pistons séparées fonctionnent ensemble par paire et sont toutes deux mises en rotation à l' intérieur de la chambre dans un sens, tandis que la paire d'ai- lettes-pistonsoscille simultanément de façon que l'une se rap- proche ou s'écarte de l'autre.
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