BE485333A

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Publication number: BE485333A
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Description

"Perfectionnements aux moteurs à combustion interne".

La présente invention se rapporte à un moteur à combus- tion interne, conçu spécialement pour être construit comme un pe- tit moteur à deux temps ou à quatre temps et pour être utilisé, par exemple, comme moteur de bicyclette.

Un des objets de l'invention est de présenter une cons- truction solide et bon marché, ayant un rapport favorable de puissance à poids, et ceci spécialement dans le cas d'un petit moteur à deux temps, capable d'être utilisé comme moteur auxi- liaire sur une bicyclette de construction ordinaire.

A cette fin et conformément à la présente invention, les parties principales de la structure du moteur ont la forme d'un L, dont l'un des membres est formé par le cylindre et l'au-

tre membre par la boîte d'engrenages. Le long de celle-ci, l'arum de manivelle peut se disposer avantageusement et être monté dans cette botte, avec un large espacement des deux paliers de bout d'arbre, lequel peut porter le volant de la magnéto, du coté op- posé à la manivelle. Ce large espacement facilite l'engrènement de l'arbre à manivelle.

Les membres de la structure en L ci-dessus décrite, peu- vent être des éléments raccordables, qui sont faciles à inspec- ter avant l'assemblage et qui peuvent être construits de façon à ne demander que de simples opérations d'usinage, pour être prêts à l'emploiet à être facilement raccordés par emboîtement à friction, avec l'aide de boulons d'ancrage. La jointure peut être rendue étanche en choisissant convenablement la pression de contact entre les surfaces de métal usinées, ou entre celles- ci et une garniture de joint appropriée.

La forme en L du moteur comme dit ci-dessus, lui per- met de se fixer très simplement dans le cadre d'une bicyclette, par exemple, avec le cylindre disposé le long du tube avant et la botte à engrenages placée le long du tube arrière, porte- selle, ou vice versa, et il est facile d'arranger le montage du moteur de telle façon que son centre de gravité se trouve, ou à peu près, sur une ligne passant par les points de suspension. supérieurs et inférieurs.

Pour réaliser la présente invention, on préfère employer un disque à manivelle, dont la génératrice est en forme de U.

Le bouton de manivelle est fixé à la paroi mince du disque- manivelle, tandis que le bord intérieur du sillon annulaire ( qui s'ouvre vers la boîte d'engrenages) forme le moyeu qui reçoit l'extrémité de l'arbre à manivelle, qui est pressé dessus. Le disque est, de préférence,équilibré par un renflement à la fois radial et axial de la paroi extérieure du sillon, opposée au segment du disque qui porte le bouton de manivelle. Le palier principal de l'arbre-manivelle est placé axialement, en totalité

ou pour sa plus grande partie, dans la partie la plus profonde du sillon. La paroi périphérique du sillon forme un renforcement de l'âme du disque.

Cette forme donne au disque-manivelle une gran- de rigidité et une légèreté de poids et permet un équilibrage facile ainsi qu'un bras de levier très raccourci entre les cen- tres du palier du bouton de manivelle et du palier principal. Le disque-manivelle peut être fait en acier ordinaire, sans alliage, ce qui évite l'inconvénient de distorsions pendant les traite- ments thermiques. Il est bon de placer le pignon d'attaque au noeud des vibrations de l'arbre. Si ce pignon était monté sur l'arbre du côté du bouton de manivelle, il serait soumis à des vibrations continuelles et à une forte usure. (Il est avantageux de placer le bouton de manivelle à l'endroit renforcé du bord marginal de l'âme du disque).

Le dispositif d'admission du mélange gazeux peut être conçu comme un diaphragme disposé sur des lumières d'admission à surface en forme de grille, et maintenu en position par une butée/courbe qui limite la flexion du diaphragme et diminue ainsi les efforts auxquels le matériel constituant le diaphragme est soumis. Ce dispositif d'admission peut être monté sur le couvercle de la bote de manivelle ; peut ou bien porter le carburateur et/ou le filtre à air, ou bien faire partie du carburateur, son carter, par exemple, permettant de réaliser une construction simple, compacte, robuste et .-,sûre.

Un pareil arrangement du dispositif d'admission dans le couvercle de la boîte de manivel- le a l'avantage que le palier de la bielle et celui de l'arbre- manivelle sont directement soumis au jet de gaz du mélange d'es- sence et d'huile, et sont ainsi continuellement lubrifiés et ra- fraîchis, ce qui leur assure un long temps de service, même sous forte charge.

La forme en L du moteur permet de couler la botte de manivelle en une pièce¯¯soit avec le cylindre soit avec la boîte à engrenages. L'une ou l'autre construction permet de réaliser

des économies dans la fabrication et des réductions de poids et augmente l'exactitude dimensionnelle et la rigidité du moteur.

Un autre avantage de couler le cylindre et la boîte de manivelle en une pièce est que la boîte de manivelle peut être fixée uniquement par serrage entre son couvercle et la botte d'engrenages et en boulonnant ces deux parties ensemble. Les lu- mières d'évacuation de la boîte de manivelle vers le cylindre peu- vent, si l'on veut, venir de fonte. Ceci exige d'amples sections transversales pour enlever les noyaux et émie/tter les bords. Pour diminuer les dépenses en matériaux et le poids, il est recomman- dable, comme caractéristique optionnelle de cette invention, de forer ces lumières, ce qui assure leur position exacte et des surfaces nettes. Ainsi la consommation de combustible sera rédui- te, car il n'y aura pas de précipitation de gouttelettes du mélange gazeux, par suite de formation de remous.

Si, d'autre part, la boîte de manivelle et la boîte d'en- grenages sont coulées d'une pièce, le fond du cylindre, prolongé en épaulementpeut être reçu dans une extension tubulaire de la boîte de manivelle. Dans l'un et l'autre cas, le cylindre peut être garni d'un revêtement. La tête du cylindre sera de préféren- ce fixée au moyen de boulons d'ancrage, réagissant en des points du cylindre, au niveau des lumières, là où la paroi du cylindre est d'ample épaisseur. De cette façon on évite une torsion de la zone supérieure du cylindre qui est la plus sensible.

Pour monter ce nouveau moteur dans un cadre de bicyclette il est prévu deux points de suspension, disposés de préférence sur un axe passant par le centre de gravité, un troisième point d'attache étant prévu pour recevoir les moments de réaction.

Afin de faciliter la compréhension de la présente inven- tion, une forme de réalisation sera décrite ci-après, à titre d'exemple, et avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:la fig.l montre une coupe-longitudinale à travers un moteur comforme à l'invention.

Fig. 2 représente une coupe schématique à travers le carter de cylindre et de boite de manivelle, et fig.3 montre une exécution modifiée, la boîte de manivelle et la boîte à engrenages, formant un tout venu de fonte.

Fig.4 montre une vue agrandie du bouton de manivelle et du grand palier de bout.

Fig.5 montre une vue du moteur monté sur le cadre d'une bicyclette ordinaire.

Fig. 6 est une vue finale du moteur, montrant les méthodes d'as- semblage des parties strueturales du moteur, par boulonnage.

Figs. 7 et 8 montrent en agrandissement une vue de côté et une coupe du disque-manivelle.

Fig. 9 est une vue en coupe du carburateur.

Fig.10 est une vue fragmentaire du dispositif d'admission du mé- lange.

Dans la f ig.l et la fig. 2, le cylindre 1 et la boîte de manivelle 2 forment un seul tout venu de fonte. Les ouvertures d'évacuation de la botte de manivelle aux lumières d'admission sont forées. Un côté de la boîte de manivelle est fermé par le couvercle 4, l'autre par la boîte à engrenages 5. Ces parties sont assemblées par les boulons d'ancrage 31 qui serrent la boîte de manivelle 2 entre les brides du couvercle 4 et la boîte 5, uni- quement par friction. Ceci permet un assemblage rapide, simple et sûr des éléments constitutifs.

Comme caractéristique optionnelle, avantageuse de l'in- vention, l'arbre de manivelle 6 peut être supporté exclusivement à l'intérieur de la boîte d'engrenages 5. Ainsi qu'il est montré, l'arbre de manivelle 6 porte à un bout, le disque de manivelle 7 et à l'autre bout, le volant de magnéto 8. Dans l'exemple choisi il est fait usage d'un engrenage conique. Le pignon d'angle 9 est fixé sur l'arbre de manivelle au noeud des vibrations, réduisant ainsi à un minimum l'usure et le bruit des engrenages.

Les parties principales qui composent le moteur-cylindre et botte de manivelle d'une part et boîte d'engrenages avec le volant de magnéto y attaché, d'autre part, sont disposer en forme de L ; jambe, quia l'occasion peut être la jambe verticale 18" L'est formée par le cylindre et l'autre jambe, qui à l'occasion peut être horizontale.,est formée par la boîte d'engrenages, cette dernière étant à angle droit avec le plan général du disque-mani- velle. Pour fixer cette unité dans le cadre d'une bicyclette, on l'a pourvue de deux points de suspension 10 et 11 sur un axe qui passe par le centre de gravité. Un troisième point de fixation peut être prévu pour recevoir les moments de réaction.

Dans le cas où le moteur est employé comme moteur de bicyclette, une roue à chaîne est fixée sur l'ambre 13 qui est actionné, par l'arbre de manivelle 6.

Bien que d'autres constructions soient possibles, il est recommandé de combiner le carburateur, le filtre à air et le dis- positif d'admission avec le couvercle 4 de la boîte de manivelle.

Le couvercle de la boîte de manivelle peut être construit de fa- çon à permettre d'attacher le filtre à air 14 par serrage ou au- trement d'une façon facilement interchangeable en face du carbu- rateur 15. Ce dernier,dans l'exemple représenté, comprend la partie du couvercle 4 qui forme le carter 16 du carburateur. Le dispositif d'admission peut consister en un diaphragme 17 mainte- nu en position sur des ouvertures d'admission en forme de grille 18 dans le couvercle 4 par une butée 19 qui limite la flexion du diaphragme par une surface d'arrêt courbe 19a.

La position du dispositif d'admission sera choisie de pré férence de telle façon que le flux de gaz aspiré balaie le pa- lier 20 de la bielle et le palier 21 de l'arbre manivelle, lubri- fiant et rafraîchissant ainsi suffisamment ces deux paliers, même si le moteur travaille à pleine charge. L'arrivée du mélange d'essence et d'huile vers les rouleaux 20a du palier de bielle peut être facilitée par des trous dans les chapeaux d'extrémité de ce palier. Une ouverture centrale 22 peut être ménagée à

travers le bouton de manivelle pour permettre le passage du flux de gaz vers le palier principal de manivelle 21. Le plateaux- manivelle peut être fait en acier ordinaire sans alliage. Une ré- sistance suffisante lui est assurée par sa section transversale en forme de double U.

Dans le palier principal 21 est monté le moyeu qui est pressé sur l'arbre de manivelle et est placé pour sa plus grande partie dans la jante extérieure 7a. Dans le but d'obtenir la dureté superficielle voulue du bouton de manivelle 25un man- chon d'acier durci 26 peut être pressé sur le bouton. Ce manchon 26 de faible épaisseur de paroi est trempé d'outre en outre, ce qui évité l'insuffisance fréquente de profondeur de cémentation dans les boutons de manivelle conventionnels. Les frais de produc- tion sont réduits par suite de cette,disposition, car le prix des pièces trempées dépend de leur poids eu égard à la dépense de cha- leur nécessaire. En outre, ce petit manchon peut être convenable- ment meulé.

Les parties de construction non encore décrites, comme la bielle 27, le piston 28, la tête de cylindre 29 etc.* peuvent être de conception usuelle ou appropriée ou approuvée. Il est convena- ble dt avantageux de fixer la tête de cylindre 29 sur le cylin- dre 1 au moyen de boulons d'ancrage 30 qui sont fixés dans le cy- lihdre 1 au niveau des lumières, c'est-à-dire là où la paroi du cylindre a une ample épaisseur. On assure ainsi une résistance cer taine et l'on évite le danger de distorsion de la partie supérieu- re de la garniture de cylindre, qui est la plus sensible. Certai- nes des caractéristiques de l'invention ci-dessus décrites peu- vent être appliquées indépendamment l'une de l'autre. En outre, la conception et la disposition de certaines parties peuvent être modifiées.

Par exemple, le dispositif d'admission pourrait être adapté sur le côté de la boîte de manivelle, contre la boîte d'engrenages 5. Dans cette modificationla disposition serai- telle que le mélange des gaz puisse entrer dans la boîte de mani- velle par le palier principal de manivelle 21, lubrifiant au pas-

sage ce palier et celui de la bielle. Dans ce cas, le carburateur et le filtre à air resteraient dans leur position première ou pourraient, par exemple, être installés dans l'espace compris en- tre les deux jambes de 1"L" constituant un conduit de succion ap- proprié vers la boîte de manivelle.

La fig.3 montre une modification de la construction en L, dans laquelle la boîte d'engrenages 5 et la boîte de manivelle 2 forment un bloc venu de fonte. Dans ce cas, la partie inférieure du cylindre prolongée en forme d'épaulement peut être reçue dans une extension tubulaire de la boîte de manivelle. Les surfaces de contact entre l'épaulement du cylindre ( figuré comme conique) et la partie correspondante de l'extension tubulaire susdite, qui vient l'épouser, sont situées au niveau des lumières, ce qui amé- liore la transmission de la chaleur et évite toute distorsion dans la région des lumières.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S 1. Moteur à combustion interne., et spécialement un petit moteur à deux ou quatre temps, caractérisé en ce que les parties principales de la construction sont assemblées de façon à avoir la forme d'un "L" dont les - jambes sont respectivement le cylin- dre et la boîte à engrenages.

2. Moteur à combustion interne, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de manivelle se trouve placé le long d'une des jambes de l'"L".

3. Moteur à combustion interne selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bouton de manivel- le est fixé à la paroi mince d'un disque-manivelle dont la sec- tion est en forme de sillon annulaire s'ouvrant vers la bofte à engrenages, la jante intérieure du sillon formant le moyeu qui reçoit l'extrémité de l'ambre de manivelle, et le disque étant é- quilibré par une extension radiale et axiale d'une portion de la jante extérieure du sillon et le palier principal de l'arbre de manivelle étant logé axialement, en totalité ou dans sa plus gran- <Desc/Clms Page number 9> de partie, à l'intérieur de la partie profonde du sillon.

4. Moteur à combustion interne, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bouton de manivelle est fixé à la par- tie marginale renforcée de la jante du disque-manivelle.

5. Moteur à combustion interne, selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon d'attaque de l'engrenage est placé au noeud des vibrations de l'ar bre de manivelle.

6. Moteur à combustion interne selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'admission du mélange gazeux dans la boîte de manivelle est disposée de telle façon que le flux aspiré rafraîchisse et lubrifie le palier de bielle et le palier principal de manivelle.

7. Moteur à combustion interne, selon la revendication 4, caractérisé en ce' que le dispositif d'admission du mélange gazeux consiste en un diaphragme disposé sur des ouvertures d'admission en forme de grille et maintenu en position par une butée qui limi- te la flexion du diaphragme par une surface courbe, ramenant ainsi dans des limites sûres les efforts auxquels la matière constituant le diaphragme est soumise.

8. Moteur à combustion interne, selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un couvercle de la boîte de manivelle porte le carburateur et le dispositif d'admission du combustible.

9. Moteur à combustion interne,selon la revendication 8, caractérisé en ce que le couvercle porte également le filtre à air.

10. Moteur à combustion interne,selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisé par un couvercle de boîte de manivelle formant partie du carburateur.

11. Moteur à combustion interne, selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête du cylindre est fixée au cylindre par des boulons d'ancrage au niveau des ouvertures qui transfèrent la charge. <Desc/Clms Page number 10>

12. Moteur à combustion interne, selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le cylindre et la boîte de manivelle sont coulés d'un seul bloc.

13. Moteur à combustion interne; selon l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les orifices d'éva- cuation conduisant de la boîte de manivelle aux lumières d'admis- sion sont forés dans le bloc de cylindre.

14. Moteur à combustion interne, selon l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le bloc du cylin- dre-botte de manivelle est attaché d'une manière étanche en ser- rant simplement la boîte de manivelle entre le couvercle de la boîte de manivelle et la boîte à engrenages par boulonnage de ces deux pièces ensemble.

15. Moteur à combustion interne,selon la revendication 14, caractérisé en ce que le couvercle de la boîte de manivelle et la boîte d'engrenages sont engagés dans le bloc par emboîtement, le bloc étant maintenu par des boulons, .

16. Moteur à combustion interne selon l'une ou l'autre de revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la boîte de manivel- le et la boîte d'engrenages forment un bloc dans lequel le cylin- dre est inséré.

17. Moteur à combustion interne selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'une extension tubulaire de la boîte à engre- nages et une portion du cylindre, formant épaulement, sont enga- gées l'une dans l'autre par emboîtement et sont maintenues d'une façon étanche par un boulonnage.

18. Moteur à combustion interne selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux points de suspension du moteur sont disposés sur un axe passant par le centre de gravité, un troisième point d'attache étant ménagé pour recevoir les moments de réaction.

19. Moteur à combustion interne tel que décrit en substan- ce et représenté aux figs. 1 et 2 et 4 à 10, des dessins annexés. <Desc/Clms Page number 11>

20. Moteur à combustion interne selon la revendication 13, mais modifié ainsi qu'il est indiqué dans la fig. 3 des dessins annexés.