CH258406A - Free piston machine. - Google Patents

Free piston machine.

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CH258406A
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Comet Societ Mecano-Thermiques
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Soc D Const Mecano Thermiques
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  

  Machine à pistons libres.    La présente invention a pour objet une  machine à pistons libres comprenant ,des cy  lindres moteurs à pistons libres opposée, dis  posés autour     d'un,    axe central auquel leurs  axes sont parallèles,     ,caractérisée    en ce que ces  cylindres     moteurs    sont     répartis    en deux grou  pes, dont les pistons sont     reliés    de telle façon  que lorsque les     pistons    de     l'un    de ces groupes  de     cylindres    se trouvent à leur point mort  intérieur, ceux de l'autre groupe se trouvent  à leur point     mort    extérieur.  



  Le dessin montre, à titre d'exemple, qua  tre formes d'exécution de la. machine -selon la.  présente invention.  



  La, file,. 1 est une vue schématique, -en  bout, de la, première forme .d'exécution à six  cylindres     moteurs.     



  Les,     fig.    2 et 3 sont des     coupes        longitudi-          nales    montrant cette forme d'exécution dans  ses deux positions extrêmes.  



  La fie. 4 est une     vue    analogue d'une  deuxième forme     d'exécution.     



  Les     fig.    5 et 6     sont    :des vues en coupe     lon-          -itudinale    et     en,        coupe    transversale, respecti  vement, d'une troisième forme d'exécution.  



  Les     fig.    7 et 8 sont des vues en coupe lon  gitudinale et en coupe transversale, respecti  vement, montrant une quatrième     forme    d'exé  cution.  



  La     machine    représentée aux     fig.    1 à 3  comprend six cylindres moteurs -et     fonctionne     en générateur de gaz     .chauds    sous pression,  c'est-à-dire que la totalité de la production    de la     partie    compresseur en air comprimé est       utilisée    pour alimenter les:

   six     cylindres    mo  teurs.     Ces    six     cylindres    sont répartis autour  d'un organe de guidage     tubulaire    central 9 à  l'axe duquel leurs axes sont parallèles et sont       disposés    symétriquement par     rapport    à un  plan médian     transversal    commun. Ces cylin  dres forment     deux    groupes de trois cylindres,  chaque cylindre 1 du premier groupe étant  situé entre deux cylindres 2 du deuxième  groupe.  



  L'organe tubulaire 9 porte un piston com  presseur 11     travaillant    à double effet     dans.    un  cylindre 14 qui -est mobile et dont les fonds  1.0 sont     traversés    par l'organe 9.  



  Les     pistons    moteurs., l'organe tubulaire 9,  le cylindre compresseur 14 et le     piston    11  forment d'eux     ensembles        distincts,    les éléments  de chacun de     ces        ensembles    étant reliés de fa  çon à se     déplacer        simultanément    dans le même  sens.  



  Le premier ensemble     comprend:     Tous les pistons     moteurs    de droite 3 du  cylindre 1 du premier groupe de cylindres  moteurs,     tous        les    pistons     moteurs    de gauche 4'  des cylindres 2 du .deuxième     groupe,    le cylin  dre compresseur 14, y compris ses     fonds    10,  lesquels     portent    les     .soupapes    d'aspiration, les       biellettes    5 reliant les     pistons    3 avec le fond       antéizeur    :

  du     cylindre    du compresseur, et     les     tiges 5' reliées, d'une     part,    aux     pistons    mo  teurs 4' par l'intermédiaire     d'une    pièce annu-           laire    8 (voir     fig.    1) et, d'autre part, au fond       antérieur    du cylindre     compresseur.     



  Le deuxième ensemble comprend:  Tous lies pistons moteurs de     gauche    4 des  cylindres 1 du premier groupe de cylindres  moteurs, tous les     pistons.    moteurs de droite 3'  des cylindres 2 du deuxième     groupe,    l'organe       tubulaire    central 9,     auquel    les     pistons    3' sont       reliés    par une plaque 7, et les     pistons    4 par  une plaque 6, -et le     piston    11<B>d'a</B> compresseur  directement     calé    saur     ï'organe    central 9.  



  Le     piston    11 du compresseur est creux; il  est muni de     soupapes    de refoulement. L'air  refoulé suit le     trajet,des        flèches.,        passe    par des       fenêtres    12 à     l'intérieur    du tube     central    9, et       par        d'autres        fenêtres    13 dans un     carter    d'air       ,comprimé    15 traversé par l'organe 9,

       d'où    il  pénètre dans ceux d'os     cylindres    moteurs dont  les lumières     d'admission    sont ouvertes. Lors  que les     pistons    3 et 4 des cylindres 1 sont à  leur     point    mort     extérieur,        les    pistons 3' et 4'  des cylindres 2 sont à leur point mort inté  rieur.  



  Les deux     ensembles    sont     reliés    par un     mé-          canisme    de     suspension    et de     synchronisation     non     représenté    fixant correctement à     tout    ins  tant la     position    relative de     ces    deux ensem  bles.  



  La     maichine    de     la        fig.    4 est un     autogéné-          rateur    comprenant une partie     compresseur    à       deux        étages,    avec     refroidissement    de) l'air  entre l'es deux     étages.    et     fournissant    l'air à  une     pression    de 8 à 10     kilos    aux cylindres  moteurs.  



       Cette    machine comprend également     six    cy  lindres moteurs à pistons     opposés.    agencés  comme dans l'exemple précédent.  



  La     partie    compresseur de la.     machine    -com  prend un cylindre fixe 16., qui porte les sou  papes     d'aspiration    basse     pression    et dans le  quel     coulissent    trois     pist:ons        espacés    18, 19 et  20 rigidement     reliés    entre eux. Le     piston    20  est plein et les     pistous    18 et 19 sont     creux.     



  Un     piston    compresseur 21 basse pression,       disposé    entre     les        pistons    19 et 20     est    fixé à  l'organe de guidage tubulaire     central    9. Le       piston    21 est creux,     communique    avec l'inté  rieur de l'organe 9 par les     fenêtres    26 et    porte les soupapes de refoulement basse pres  sion.  



  L'étage     haute    pression de la partie com  presseur comprend une     envel-oppe    cylindrique  17 reliant les     pistons    18 et 19 et se déplaçant  avec     'eux.        Ces.        pistons,    18 et 19 qui sont     -creux     sont     munis,    d'une part,     des    soupapes     d'échap-          pement    27 et,     d'autre-part,

      des     ouvertures    28  communiquant librement avec     l'espace    de       section    annulaire 29 formé entre le     cylindre     16 et l'enveloppe 17. Cet espace 29 communi  que par les     ouvertures.    30 et     les    conduits 24  avec le     carter    d'alimentation 15 des     -cylindres     moteurs. Dans l'enveloppe 17     coulisse    le pis  ton haute pression 22 qui est creux, dont l'in  térieur communique avec     l'intérieur    de l'or  gane 9 et qui porte les soupapes. d'admission  haute     pression.     



  Le mouvement de l'air est     représenté    par  les flèches.  



  A l'intérieur de l'organe 9     se    trouve le  réfrigérant intermédiaire 23 de l'air fixe dans       l'espace    et     dont        les    conduits d'entrée et de       sortile        d'eau    traversent, par     @deîs        presse-étoupe,     le fond 33 de l'organe     central    9.  



       Cet        agencement    de la     partie        compresseur          ,est    très compact; d'autre part, il     permet    d'as  surer la parfaite identité des     efforts    exercés  par les gaz sur les. éléments homologues des  deux ensembles de     mobiles.     



  Ces ensembles de mobiles comprennent en  effet:  d'une part, les pistons de droite 3 du pre  mier     groupe    de     cylindres    moteurs 1 avec  leurs     biellettes    5     reliant    ces pistons 3 au pis  ton 18,     les    pistons de gauche 4' des cylindres  moteurs 2 du deuxième     groupe    avec leur pla  que     annulaire    de liaison 8,     les        tiges    de liai  son longitudinale 5' reliant cette plaque 8  avec les pistons 18, 19 et 20 et qui traversent  dans des     presse-étoupe    le piston     compresseur     basse pression 21,

       les    pistons 18, 19 et 20 -et  l'enveloppe cylindrique 17 de l'étage haute       pression;     d'autre part. les     pistons    de gauche 4 des  cylindres     moteurs    1 du premier groupe de       cylindres    1 avec la plaque 6     les    reliant à l'or  gane 9, les pistous, de droite 3' du deuxième      groupe de     cylindres,    2 avec la plaque 7 les  reliant à l'organe 9,     cet    organe central 9, le  piston     compresseur    haute pression 22 et le  piston     compresseur    basse     pressîon    21.  



  L'organe tubulaire central'     présente    une       s:@etion    rétrécie à la. hauteur de la, série de cy  lindres moteurs, et une section     élargie,    à la  hauteur du réfrigérant.  



  La machine des     fig.    5 et 6 comprend  douze cylindres moteurs à pistons libres op  posés disposés autour d'un axe central et  montés deux à deux en tandem de façon  à former deux séries et quatre cylin  dres compresseurs à     simple    effet à pis  tons opposés également     montés    deux à  deux en tandem.

       Tous    les pistons extérieurs,  moteurs ou     oo.mpi\esseurs    sont     reliés    ensemble  de façon à se déplacer simultanément dans  le même sens, et il en     est.    de même pour     tous     les     pistons        intérieurs.    Ainsi, lorsque les pis  tons     moteuixs:    d'une des séries de cylindres  sont au point     mort    extérieur, ceux (le     l'autre     série de     cylindres    sont au point mort     intérieur.     



  Les pistons     extéiieursi    côté haut sont soli  daris6s 'entre eux par une -couronne _48, les       pistons    extérieurs côté bas sont de même re  liés entre eux par une     couronne        identique    49,  les deux couronnes 48 et 49 étant reliées entre  elles par huit paires de     tirants.    verticaux 50,  50', 50", etc., placés.     -dans    les intervalles des  huit paires de     éylind'res    en     tandem    que Com  prend la.

       maeliine,    qui présente,     .en    outre, deux       glissières    51 dans le haut et 52 dans le     bas;     le long     desquelles        -coulissent,        respectivement,     la couronne 48 .et la couronne 49 par l'inter  médiaire de     pièces    de frottement garnie, de  métal     antifriction    55 et 56.  



  Tous les pistons     intérieurs    haut et bas  sont connectés     entre    eux par une couronne 44,       laquelle    est reliée à une -couronne     supérieure     45 et à une couronne     inférieure    46, au moyen  de huit     tirants    47 gui traversent     --ans        frotte-          ment    les     couronnes    48 et 49.

   Les     couronne-si     45 et 46 coulissent le long des mêmes     glssiè-          res    51 et 52 par l'intermédiaire de pièces de  frottement garnies de métal     antifriction.    Les  deux     ensembles,    mobiles sont reliés par un  mécanisme de synchronisation non     représenté.       Cette     machine        présente    un     -caractère        inté-          ress#ant,    celui d'être     autostabilisatrice    en cas  de déséquilibre accidentel de la,     machine.    Si,  en effet,

   un déséquilibre se produit, par exem  ple, par la     non-ignition    du combustible dans  un cylindre moteur,     il        résulte    de cet incident  sur les éléments<B>de</B> l'un des ensembles mobi  les,     l'existence    d'un couple     qui    tend à faire       basculer    la machine dans une certaine direc  tion,     mais    comme les mêmes masses gazeuses  agissent :

  sur les éléments homologues des deux  mobiles avec l'a même     force,        mais        dans    .des  directions opposées, le même incident provo  quera sur     les    éléments du deuxième ensemble       mobile    un couple de moment     identique    et de       sens    opposé au précédent.

   Ce, deux couples  seront     transmis    par les organes -de friction  aux deux     glissières    51 et 52 sur lesquelles ils       provoqueront        :des    couples     antagonistes    de  même moment.

       Ce,    couples antagonistes étant  égaux et opposés     s'annuleront    sans     provoquer     de réaction sur le     bâti.    Le bras de     levier    des       couples    transmis aux glissières étant égal à  la     distance    des couronnes     frottant    sur     ces.der-          nières    sera normalement de 5 à 10 fois plus.  grand que le 'bras ,de levier -des couples per  turbateurs, ce qui réduit très -efficacement  l'effort de friction des     pièces    .de     frottement.     



  Dans la     machine        représentée    aux     fig.    7 et  8     dans    laquelle les cylindres     moteursi    sont       montés    .deux à deux en tandem de même que  les cylindres     -compresseurs,    tous l'es pis  tons     extérieurs    bas sont     réunis    entre     eux     et avec un organe tubulaire central 61  par une     couronne    67.

   Tous les.     pistons     extérieurs     hauts        sont    également réunis  entre     eux    et avec     l'.organe    61 par une cou  ronne 68. Les     axes        des,        cylindres    peuvent se  trouver à des     distances    différentes de l'axe 71  de la machine, pourvu que la résultante     des          pressions    qui agissent .sur les     pistons.        c6ïn-          cid'e    avec cet axe.

       (La        fig.    8     représente    la       machine    dans une position inverse     de    sa po  sition     réelle).     



  Les pistons     intérieurs    haut et bas sont re  liés entre eux et avec un organe     tubulaire    cen  tral' 62 par la couronne 63. Cet .organe 62 a  même axe que l'organe 61 et     coulisse    sur ce           dernier.    La couronne 63 a des dimensions  plus     fortes    que     celles,    des     couronnes    67 et 68  du fait que     l'.égalisation    des masses des deux  ensembles mobiles nécessite de donner à     cette     couronne une masse     légèrement    supérieure au  double de la     masse    d'une     -couronne    67 ou 68,

         1â    masse de l'organe 62 étant plus faible que       celle    de     l'organe    61 solidaire des     couronnes     67 et 68.  



  Les     organes    tubulaires 62 et 61 frottent  l'un contre l'autre par les pièces de frotte  ment 69 et 70,     placées,    aux extrémités de  l'organe 62. Par leur action     mutuelle    l'un     con-          tre    l'autre, les .deux organes 61 et 62 jouent  le rôle de     stabilisateurs    automatiques dans  le cas où -se produit     un    déséquilibre acciden  tel dans le jeu des     foroes        agis:-ant    sur les deux       ensembles    mobiles.

   Un tel     déséquilibre    pro  duit en effet :sur l'un des deux cylindres un  couple de renversement et sur l'autre Cylin  dre un couple de     renversement    de moment       exactement    égal et exactement opposé.  



  Les deux ensembles mobiles sont     reliés    par  un mécanisme de     synchronisation    qui peut  s'appliquer identiquement à toutes les. autres       machines        décrites    ici.     L'ensemble    mobile com  prenant     les    pistons intérieurs est     suspendu     par les deux tirants 72 et 72' et d'eux     biellet-          tes    aux deux     extrémités        homologues    de deux       leviers    74 et 74'     montés    sur deux arbres pa  rallèles 75 et 75'.

   De même, l'ensemble mo  bile comprenant     les    pistons     extérieurs    est sus  pendu par les tirants 76 et 76' et les     biellettes     77 et 77' aux     autres    extrémités des deux mêmes  leviers. La stabilité de la suspension est com  plétée par une tige de guidage longitudinale  78, fixée en haut et en bas dans le bâti, le  long duquel frotte un coussinet 79 porté par  des bras     solidaires    de l'organe tubulaire inté  rieur 61.  



  Afin de permettre de     légers    écarts des  axes, il est laissé à chaque     piston        une    certaine       liberté    de déplacement par rapport à la     cou-          ro:ane    à laquelle il 'est     relié.    A     cet    effet, le  piston n'appuie pas directement sur la     face     correspondante de la     couronne,    mais     porte     une     pièce    de     frottement    creuse appuyant sur  un sabot en forme -de calotte     sphérique    porté    par la couronne.

   Cette pièce de frottement et  ce sabot     s'obtiennent        l'une    et l'autre     simple-          ment    par     moulage    en coquille de métal anti  friction.

   Le sabot peut se déplacer d'une frac  tion de millimètre d'ans tous les     :sens    et l'axe  du     piston    peut tourner     légèrement    autour du       centre    géométrique de la surface sphérique du       sabot.    Ces mouvements sont naturellement de  faible amplitude;     ilis    ne doivent, en principe,  se produire     qu'au    départ, au moment où l'axe  du     piston    s'ajuste à     celui,    du cylindre. Il est,  cependant, prudent de prévoir un     graissage     sommaire des surfaces de contact.

   Les.     pistons     sont retenus contre les sabots des     couronnes     par des liaisons élastiques.    Dans les machines des     fig.    5 et 6 et 7 et 8.  les cylindres     moteurs    étant accouplés deux  par deux en tandem et leur     nombre    étant un       multiple    de quatre, on pourrait agencer ces  machines de façon que les     cylindres    moteurs  fonctionnent     suivant    le cycle à     quatre    temps.

         Dans    ce cas, on pourrait choisir     l'ordre,d'allu-          mage    de façon que chaque couple de cylin  dres diamétralement     opposés    soit toujours en  phase. De telles     machines;        surtout    si elles       sont    suralimentées, peuvent présenter des  :avantages     particuliers    notables bien qu'elles  nécessitent une     distribution    mécaniquement  commandée.

      La     sécurité    des machines à quatre temps  qui viennent d'être décrites. en référence aux       fig.    5 à 8 est     essentiellement    assurée par le  fait que les cylindres moteurs étant montés  deux par deux en     tandem,        ceux    de     ces    cylin  dres qui se trouvent être dans la. phase de       compression    jouent     naturellement    le rôle de  matelas de     sécurité.    En outre, dans ces     ma-          ehin:

  es,    les,     longueurset    les espaces     morts    pour  ront être     déterminés.    -de telle sorte que si, en  cas d'accident, un choc se produit entre les  deux     mobiles,    ce     choc    ait lieu,     dans    le pre  mier cas,     entre    les     plateaux        coulissiant    sur     les     organes de guidage 51, 52 et, dans le second,  entre les     plateaux    portés par l'organe tubu  laire 61     et    l'organe tubulaire 62, les tirants       longitudinaux    dans le premier cas,

   et     les    or  ganes     tubulaires        deus    le     deuxième    jouant,      dans ces     conditions.,    efficacement le rôle de       ressorts        élastiques.     



  Pour     établir    une machine de grande puis  sance, on pourrait monter en série deux ou       trois    groupes agencés comme ceux qui sont dé  crits en référence aux     fig.    5 à 8.



  Free piston machine. The present invention relates to a free piston machine comprising, motor cylinders with opposing free pistons, arranged around a central axis to which their axes are parallel, characterized in that these motor cylinders are distributed in two groups. pes, the pistons of which are connected in such a way that when the pistons of one of these groups of cylinders are at their inner dead center, those of the other group are at their outer dead center.



  The drawing shows, by way of example, four embodiments of the. machine -according to the. present invention.



  Queue,. 1 is a schematic end-view of the first embodiment with six-cylinder engines.



  The, fig. 2 and 3 are longitudinal sections showing this embodiment in its two extreme positions.



  The fie. 4 is a similar view of a second embodiment.



  Figs. 5 and 6 are: longitudinal sectional and cross-sectional views, respectively, of a third embodiment.



  Figs. 7 and 8 are longitudinal sectional and cross-sectional views, respectively, showing a fourth embodiment.



  The machine shown in fig. 1 to 3 comprises six cylinder engines - and operates as a generator of hot gas under pressure, that is to say that the entire production of the compressor part with compressed air is used to supply the:

   six engine cylinders. These six cylinders are distributed around a central tubular guide member 9 to the axis of which their axes are parallel and are arranged symmetrically with respect to a common transverse median plane. These cylinders form two groups of three cylinders, each cylinder 1 of the first group being located between two cylinders 2 of the second group.



  The tubular member 9 carries a compression piston 11 working double-acting in. a cylinder 14 which -is mobile and whose bottoms 1.0 are crossed by the member 9.



  The driving pistons, the tubular member 9, the compressor cylinder 14 and the piston 11 form separate sets of them, the elements of each of these sets being connected so as to move simultaneously in the same direction.



  The first set includes: All the right engine pistons 3 of cylinder 1 of the first group of engine cylinders, all the left engine pistons 4 'of cylinders 2 of the second group, the compressor cylinder 14, including its bottoms 10, which carry the suction valves, the rods 5 connecting the pistons 3 with the front end:

  of the compressor cylinder, and the rods 5 'connected, on the one hand, to the motor pistons 4' by means of an annular part 8 (see fig. 1) and, on the other hand, to the bottom front of the compressor cylinder.



  The second set includes: All the left engine pistons 4 of the cylinders 1 of the first group of engine cylinders, all the pistons. right-hand engines 3 'of the cylinders 2 of the second group, the central tubular member 9, to which the pistons 3' are connected by a plate 7, and the pistons 4 by a plate 6, and the piston 11 <B> of a </B> compressor directly fitted to the central component 9.



  The compressor piston 11 is hollow; it is fitted with discharge valves. The discharged air follows the path, arrows., Passes through windows 12 inside the central tube 9, and through other windows 13 in a compressed air casing 15 through which the member 9 passes,

       from where it enters those bone-engine cylinders whose intake ports are open. When the pistons 3 and 4 of the cylinders 1 are at their outer dead center, the pistons 3 'and 4' of the cylinders 2 are at their inner dead center.



  The two assemblies are connected by a suspension and synchronization mechanism, not shown, fixing correctly at all times the relative position of these two assemblies.



  The maichine of fig. 4 is an autogenerator comprising a two-stage compressor part, with cooling of the air between the two stages. and supplying air at a pressure of 8 to 10 kilos to the engine cylinders.



       This machine also includes six cylinders with opposed piston engines. arranged as in the previous example.



  The compressor part of the. machine -com takes a fixed cylinder 16., which carries the low pressure suction valves and in which slide three spaced pistons 18, 19 and 20 rigidly connected to each other. The piston 20 is full and the pistons 18 and 19 are hollow.



  A low pressure compressor piston 21, arranged between the pistons 19 and 20 is fixed to the central tubular guide member 9. The piston 21 is hollow, communicates with the interior of the member 9 through the windows 26 and carries the low pressure discharge valves.



  The high pressure stage of the compressor part comprises a cylindrical casing 17 connecting the pistons 18 and 19 and moving with them. These. pistons, 18 and 19 which are hollow are provided, on the one hand, with the exhaust valves 27 and, on the other hand,

      openings 28 freely communicating with the space of annular section 29 formed between the cylinder 16 and the casing 17. This space 29 communicates through the openings. 30 and conduits 24 with the supply housing 15 of the engine cylinders. In the casing 17 slides the high pressure udder 22 which is hollow, the interior of which communicates with the interior of the organ 9 and which carries the valves. high pressure inlet.



  Air movement is represented by arrows.



  Inside the member 9 is the intermediate refrigerant 23 of the air fixed in the space and whose water inlet and outlet conduits pass, through @ deîs stuffing boxes, the bottom 33 of central body 9.



       This arrangement of the compressor part is very compact; on the other hand, it makes it possible to ensure the perfect identity of the forces exerted by the gases on the. homologous elements of the two sets of mobiles.



  These sets of mobiles in fact include: on the one hand, the right pistons 3 of the first group of engine cylinders 1 with their connecting rods 5 connecting these pistons 3 to the pin 18, the left pistons 4 'of the engine cylinders 2 of the second group with their annular connecting plate 8, the longitudinal connecting rods 5 'connecting this plate 8 with the pistons 18, 19 and 20 and which pass through the low pressure compressor piston 21 in the stuffing boxes,

       the pistons 18, 19 and 20 - and the cylindrical casing 17 of the high pressure stage; on the other hand. the left pistons 4 of the engine cylinders 1 of the first group of cylinders 1 with the plate 6 connecting them to the unit 9, the pistons, on the right 3 'of the second group of cylinders, 2 with the plate 7 connecting them to the 'member 9, this central member 9, the high pressure compressor piston 22 and the low pressure compressor piston 21.



  The central tubular organ 'has a narrowed s: @etion at the. height of the, series of cylinder engines, and an enlarged section, at the height of the coolant.



  The machine of fig. 5 and 6 comprises twelve cylinders op posed free piston engines arranged around a central axis and mounted two by two in tandem so as to form two series and four cylinders of single-acting compressors with opposite pis tons also mounted two by two in tandem.

       All the outer pistons, motors or oo.mpi \ essors are linked together so that they move simultaneously in the same direction, and so it is. the same applies to all internal pistons. Thus, when the motor udders: of one of the series of cylinders are at external dead center, those (the other series of cylinders are at internal dead center.



  The outside pistons on the high side are joined to each other by a crown _48, the outside pistons on the low side are likewise linked to each other by an identical crown 49, the two crowns 48 and 49 being connected to each other by eight pairs of tie rods . verticals 50, 50 ', 50 ", etc., placed in the intervals of the eight pairs of tandem cylinders that Com takes the.

       maeliine, which has, in addition, two slides 51 at the top and 52 at the bottom; along which slide, respectively, the crown 48. and the crown 49 by the intermediary of friction parts lined with antifriction metal 55 and 56.



  All the top and bottom inner pistons are connected to each other by a crown 44, which is connected to an upper crown 45 and a lower crown 46, by means of eight tie rods 47 which pass through - without friction the crowns 48 and 49.

   The crowns 45 and 46 slide along the same slides 51 and 52 by means of friction pieces lined with anti-friction metal. The two mobile assemblies are connected by a synchronization mechanism, not shown. This machine has an interesting character, that of being self-stabilizing in the event of accidental imbalance of the machine. If, in fact,

   an imbalance occurs, for example, by the non-ignition of the fuel in an engine cylinder, it results from this incident on the elements <B> of </B> one of the movable assemblies, the existence of a torque which tends to tip the machine in a certain direction, but as the same gaseous masses act:

  on the homologous elements of the two mobile units with the same force, but in opposite directions, the same incident will cause on the elements of the second mobile assembly a torque of identical moment and in opposite direction to the previous one.

   This, two torques will be transmitted by the friction members to the two slides 51 and 52 on which they will cause: antagonistic torques of the same moment.

       This, antagonistic couples being equal and opposed will cancel each other out without causing any reaction on the frame. The lever arm of the torques transmitted to the slides being equal to the distance of the crowns rubbing on them will normally be 5 to 10 times more. larger than the 'arm, lever-of the disturbing torques, which very -effectively reduces the friction force of the friction parts.



  In the machine shown in fig. 7 and 8 in which the engine cylinders are mounted .two by two in tandem as well as the compressors cylinders, all the low exterior pis tons are joined together and with a central tubular member 61 by a crown 67.

   All. High outer pistons are also joined together and with the member 61 by a crown 68. The axes of the cylinders may be at different distances from the axis 71 of the machine, provided that the resultant of the pressures acting .on the pistons. c6incid'e with this axis.

       (Fig. 8 shows the machine in a position reverse of its actual position).



  The top and bottom inner pistons are linked together and with a central tubular member 62 by the crown 63. This .organe 62 has the same axis as the member 61 and slides on the latter. The crown 63 has larger dimensions than those of the crowns 67 and 68 owing to the fact that the equalization of the masses of the two mobile assemblies requires giving this crown a mass slightly greater than double the mass of a crown 67 or 68,

         1â mass of the member 62 being lower than that of the member 61 integral with the rings 67 and 68.



  The tubular members 62 and 61 rub against each other by the friction pieces 69 and 70, placed at the ends of the member 62. By their mutual action against each other, the. two members 61 and 62 play the role of automatic stabilizers in the event that an accidental imbalance occurs in the play of the foroes acting on the two mobile units.

   Such an imbalance in fact produces: on one of the two cylinders an overturning torque and on the other Cylin dre an overturning torque of exactly equal and exactly opposite moment.



  The two mobile units are connected by a synchronization mechanism which can be applied identically to all. other machines described here. The mobile assembly comprising the internal pistons is suspended by the two tie rods 72 and 72 'and from them connecting rods to the two corresponding ends of two levers 74 and 74' mounted on two parallel shafts 75 and 75 '.

   Likewise, the mo bile assembly comprising the outer pistons is suspended by the tie rods 76 and 76 'and the rods 77 and 77' at the other ends of the same two levers. The stability of the suspension is completed by a longitudinal guide rod 78, fixed at the top and bottom in the frame, along which rubs a pad 79 carried by arms integral with the internal tubular member 61.



  In order to allow slight deviations of the axes, each piston is allowed a certain freedom of movement with respect to the crown to which it is connected. To this end, the piston does not press directly on the corresponding face of the crown, but carries a hollow friction piece pressing on a shoe in the form of a spherical cap carried by the crown.

   Both this friction piece and this shoe are obtained by molding in an anti-friction metal shell.

   The shoe can move a fraction of a millimeter in any direction and the piston axis can rotate slightly around the geometric center of the spherical surface of the shoe. These movements are naturally of low amplitude; In principle, they should only occur at the start, when the axis of the piston is adjusted to that of the cylinder. It is, however, prudent to provide summary lubrication of the contact surfaces.

   The. pistons are held against the crown shoes by elastic links. In the machines of fig. 5 and 6 and 7 and 8. the engine cylinders being coupled two by two in tandem and their number being a multiple of four, these machines could be arranged so that the engine cylinders operate according to the four-stroke cycle.

         In this case, one could choose the order of ignition so that each pair of diametrically opposed cylinders is always in phase. Such machines; especially if they are supercharged, can present notable particular advantages although they require a mechanically controlled distribution.

      The safety of the four-stroke machines which have just been described. with reference to fig. 5 to 8 is essentially ensured by the fact that the engine cylinders being mounted two by two in tandem, those of these cylinders which happen to be in the. compression phase naturally play the role of a safety mattress. In addition, in these ma- ehin:

  es, lengths and dead spaces can be determined. -so that if, in the event of an accident, a shock occurs between the two moving parts, this shock takes place, in the first case, between the sliding plates on the guide members 51, 52 and, in the second , between the plates carried by the tubular member 61 and the tubular member 62, the longitudinal tie rods in the first case,

   and the tubular or ganes deus the second playing, under these conditions., effectively the role of elastic springs.



  To establish a high-power machine, two or three groups could be assembled in series, arranged like those described with reference to FIGS. 5 to 8.

 

Claims (1)

REVENDICATION Machine à pistons libres comprenant .des cylindres moteurs. à pistons libres opposés disposés autour d'un axe central auquel leurs axes sont parallèles, caractérisée en ce que ces cylindres moteurs sont répartis en deux groupes, dont les pistons sont reliés de telle façon que lorsque les pistons de l'un de ces groupes de cylindres s e trouvent à leur point mort intérieur, ceux de l'autre groupe se trou vent à leur point mort extérieur. SOUS-REVENDICATIONS 1. CLAIM Free piston machine comprising engine cylinders. with opposed free pistons arranged around a central axis to which their axes are parallel, characterized in that these engine cylinders are divided into two groups, the pistons of which are connected in such a way that when the pistons of one of these groups of cylinders are at their inner dead center, those of the other group are at their outer dead center. SUB-CLAIMS 1. Machine suivant la revendication:, ca ractérisée en ce que chaque cylindre d'un groupe de cylindres moteurs. se trouve situé entre deux cylindres de l'autre groupe. 2. Machine suivant la revendication, ca ractérisée en -ce qu'elle présente un seul cy lindre compresseur dans lequel un piston tra- vaille à double effet. 3. Machine suivant la revendication, ca ractérisée :en ce qu'elle présente deux cylindres compresseurs fonctionnant à simple effet. Machine according to claim :, characterized in that each cylinder of a group of engine cylinders. is located between two cylinders of the other group. 2. Machine according to claim, charac terized in that it has a single compressor cylinder in which a double-acting piston works. 3. Machine according to claim, ca acterized: in that it has two compressor cylinders operating single-acting. 4. Machine suivant la revendication, ca- ractérisée en ce que taus lest pitons d'un des groupes de cylindres, moteurs .se trouvant d'un côté d'un plan médian transversal commun à tous les cylindres moteurs .sont reliés entre eux et à tous les pistons, de l'autre groupe de cylindres se trouvant (le l'autre côté de ce plan de façon à former un ensemble dont tous les pistons se déplacent simultanément dans le même, 4. Machine according to claim, charac- terized in that all the ballast of one of the groups of cylinders, engines .is located on one side of a transverse median plane common to all the engine cylinders. Are interconnected and to all the pistons, of the other group of cylinders located (the other side of this plane so as to form a set of which all the pistons move simultaneously in the same one, sens, les autres pistons des deux groupes étant reliés. entre eux de la, même fa çon, la machine comprenant une partie com presseur présentant deux pistons opposés re liés chacun à l'un de -ces -ensembles de pis tons moteurs. direction, the other pistons of the two groups being connected. between them in the same way, the machine comprising a compressor part having two opposed pistons each connected to one of these -sets of engine udders. 5. 32achine suivant la revendication, ea- raet6risée par un ,organe de guidage tubulaire central autour duquel les cylindres- moteurs sont disposés, tous lies pistons d'un. 5. 32achine according to claim, ea- raet6risée by a central tubular guide member around which the cylinder engines are arranged, all of the pistons of one. des grou pes de cylindres moteurs @se trouvant d'un côté d'un plan médian transversal commun à tous les -cylindres moteurs étant solidaires de cet organe tubulaire de, même que tous les, pis tons -d'e l'autre groupe de cylindres se trou vant de- l'autre côté de ce plan. 6. groups of engine cylinders located on one side of a transverse median plane common to all the engine cylinders being integral with this tubular member of, as well as all the worse tons of the other group of cylinders are located on the other side of this plane. 6. Machine suivant la revendication, ca- ractérisse par un organe de guidage tubulaire central autour duquel les cylindres mo teurs :sont disposés, tous les pistons d'un des groupes de cylindres moteurs, se trouvant d'un côté d'un plan médian transversal commun à tous les. Machine according to Claim, characterized by a central tubular guide member around which the engine cylinders: are arranged, all the pistons of one of the groups of engine cylinders lying on one side of a common transverse median plane to all. cylindres moteurs, étant solidaires de cet organe tubulaire, de même que tous les pistons de l'autre groupe de cylindres se trou vant de l'autre côté de ce plan, la machine comprenant une partie compresseur munie d'au moins, un piston fixé à cet organe, tubu laire. 7. engine cylinders, being integral with this tubular member, as well as all the pistons of the other group of cylinders located on the other side of this plane, the machine comprising a compressor part provided with at least one fixed piston to this organ, tubular. 7. Machine suivant la revendication, ca ractérisée par un organe de guidage tubulaire central autour duquel les cylindres moteurs sont disposés, tous les- pistons d'un 4es groupes de cylindres moteurs se trouvant d'un côté d'un plan médian transversal commuu à tous les cylindres. Machine according to Claim, characterized by a central tubular guide member around which the engine cylinders are arranged, all the pistons of a 4th groups of engine cylinders lying on one side of a transverse median plane common to all the cylinders. cylinders. moteurs étant solidaires de cet or- gane tubulaire, de même que tous les. pistons de l'autre groupe de cylindres .se trouvant de l'autre côté de ce plan, la machine compre nant une partie compresseur munie d'au moins un piston fixé à cet organe tubulaire, par l'in- term6diaire duquel de Pair d'alimentation -est envoyé de la partie compresseur aux cylin dres moteurs. 8. motors being integral with this tubular member, as are all the. pistons of the other group of cylinders being on the other side of this plane, the machine comprising a compressor part provided with at least one piston fixed to this tubular member, by means of which The power supply is sent from the compressor part to the engine cylinders. 8. Machine suivant la revendication, ca- ractérisée en ce que les -cylindres moteurs sont disposés deux à. deux 'en tandem. 9. Machine suivant la, revendication, oa.- ractérisiée en ce que les, cylindres, moteurs sont disposés deux à -deux en tandem, la ma chine présentant une partie compresseur tom- prenant -des -cylindres comprmseurs également montés deux à ,deux en tandem. Machine according to claim, characterized in that the engine cylinders are arranged two to one. two 'in tandem. 9. Machine according to claim, oa.- actérisée in that the, cylinders, engines are arranged two by two in tandem, the machine having a compressor part falling -cylinders compressors also mounted two to, two tandem. 10. Machine suivant la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle comprend un nombre de cylindres moteurs qui est un multiple @d-e quatre, ces. cylindres étant montés -deux à deux en tandem .et fonctionnant suivant le cycle à quatre temps. 10. Machine according to claim, ca ractérisé in that it comprises a number of engine cylinders which is a multiple of four, these. cylinders being mounted -two by two in tandem. and operating according to the four-stroke cycle.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1111451B (en) * 1954-12-17 1961-07-20 Etienne Philippe Burion Free-flight piston machine, especially for generating compressed gas, which also runs in semi-free operation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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