Brevet FR2544018A1 — publié le 19841012

PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES A CYLINDRES AXIAUX ET MECANISME SUSPENDU. I1 est connu de réaliser des machines - moteurs, compresseurs ou pompes - dont les cylindres sont paralleles à l'axe de l'arbre et dont le mécanisme est suspendu sur une rotule convexe solidaire du support ou carter des cylindres. Ces machines qui sont plus légères et moins encombrantes que les machines de mssme effet à vilebrequin et bielles, ou les machines à cylindres coaxiaux classiques, ont cependant deux inconvénients, savoir 1 - La rotule de suspension du mécanisme sur laquelle les principaux efforts parviennent par l'appui d'une zone sphérique concave de faible amplitude angulaire a un diamètre important pour obtenir une surface projetée normale aux efforts d'une valeur suffisante. 2 - Pour les machines à cylindres multiples il est difficile sans détruire leur compacité et leur légèreté de refroidir les cylindres directement à l'air. L'invention objet du présent brevet supprime ces inconvénients. Elle est caractérisée en ce que le centre fixe d'oscillation sur l'axe qui est le point de suspension du mécanisme est matérialisé par une cage de rotule concave fixe, ou un cône fixe dont le sommet est vers les cylindres et la base vers la sortie d'arbre. L'invention est également caractérisée en ce que les axes des cylindres sont sur les génératrices d'u-n cône coaxial avec l'arbre dont le sommet est vers la sortie d'arbre et la base vers les cylindres. La so-rtie d'arbre du mécanisme suspendu selon l'invention ou autre est caractérisée en ce qu'elle comporte un palier associé à une butée à double effet cssté sortie du mouvement. D'autres caractéristiques de l'invention àpparaitront au cours de la description qui suit donnée uniquement comme exemple d'application. Aux dessins annexés, la figure 1 est la couple axiale d'un moteur à 7 cylindres réalisé selon l'invention. La figure 2 représente le dispositif de suspension a-ne selon l'invention, remplaçant avantageusement dans certains cas le mode de suspension du mécanisme représenté figure 1. A la figure 1 la structure principale du moteur est -consti- tuée par la plaque 1 sur laquelle sont montés obliquement selon l'invention les cylindres 2, dont seul le cylindre coupé est représenté, les autres identiques étant figurés par leurs axes 38. Les axes 38 de ces cylindres 2 sont sur les génératrices d'un cône dont la base est c6té cylindres et le sommet au-delè de la sortie d'arbre. Les cylindres 2 sont fixes sur la plaque 1 par les écrous 3. La cage de rotule hémisphérique 4 fixe, qui selon l1inven- tion suspend tout le mécanisme, est fixée sur la plaque 1 par les colonnettes 5 dans chaque plan formé par l'axe de l'arbre 6 et l'axe 38 de chaque cylindre 2* Selon l'invention la cage de rotule 4 support du mécanisme porte concentriquement à la partie concave 7 une portée convexe externe 8. Selon l'invention tout le mécanisme est suspendu par l'intermédiaire de la rotule 9 prenant appui dans la cage fixe- 4 par la portée sphérique 7. Le transformateur de mouvement du mécanisme est formé du tronc de cône étoilé à 7 branches 10 dont la petite bass plus épaisse 11 porte la rotule 9. Des lumières sont ménagées dans -10 pour permettre le débattement des colonnettes- 5. A chaque extrémité des 7 branches du tronc de cône étoilé 10 sont montées les cages de rotules de bielles 12 dans lesquelles s'a-rticulent les pieds des bielles ~. Les cages de rotules de bielleS'12 sont reliées à la tête tournante 14 du transformateur de mouvement par les barres 15 qui transmettent directement les efforts des pistons 3D a la dite teste à mouvement circulaire. Les efforts parvenant par 15 à la tête à mouvement circulaire se répartissent en efforts perpendiculaires à la portée 16 entraînant en rotation le maneton 17 et en efforts axiaux au transformateur de mo-uvement passant par la tige centrale 18 pour parvenir à la rotule 9. Selon l'invention le tourillon 19 qui transmet l'effort de 14 au maneton 17 par la portée tournante 16 est autoorientable, 14 s'appuyant su '19 par la portée à rotule ou équivalente 20. Selon l'invention la perpendiculaire au centre de la portée 16 coupe l'axe de l'arbre S à l'intérieur de la porté de celui-ci sur 24, Selon l'invention la tige axiale 18 de transmission des efforts à la rotule 9 se termine par un plateau 21 perpendiculaire à l'axe due 18 et de diamètre vision de celui de la petite base 'Il de 40. Le plateau 21 est relié à la dite petite base Il par les boulons' '22 se débattant dans des échancrures de la cage de rotule 4. Ainsi entre la petite base' 'Il et le plateau -21 sont montés avec le jeu de fonctionnement voulu La rotule d'appui 9 La cage de rotule 4 La contre rotule 23 s'appuyant sur la portée sphérique 8 de 4 concentrique à 9 s'opposant au mouvement vers les cylindres du transformateur de mouvement. Selon l'invention le maneton'l7 porte coaxialement avec le cône portant les cylindres l'arbre de sortie 6 tournant dans la portée axiale de l'alésage coaxial-butée 24 de fond de carter. La butée tournante à double effet 25 est montée selon l'invention bloquée sur l'arbre 6. La portée externe de la butée à double effet 25 est constituée par le disque concentrique'26. La prise de mouvement de l'arbre 6 se fait par le plateau 27. Ainsi qu'il est clairement figuré sur la figure 1 l'assez blage du maneton 17, de l'arbre 6, de la butée à double effet 25 et du plateau de sortie de mouvement 27, se fait par le boulon coaxial 28 et l'écrou 29. La retenue du transformateur de mouvement en rotation et la transmission du couple au support se font par une genouil- lère homocinétique existant par ailleurs et dont la description est inutile à la compréhension de lsinvention. A la figure 2 est représenté le dispositif central de la suspension du mécanisme selon l'invention avec un appui à cons. Selon l'invention la cage de rotule hémisphérique 4 fixe, qui selon l'invention suspend tout le mécanisme, est remplacée par le plateau à cône ou tronc de cOns 31 dont le sommet est au centre du mouvement en O et dont l'ouverture totale est27) moins l'angle de l'axe du transformateur avec l'axe général, le sommet du cerne fixe étant vers les cylindres et la base vers l'arbre de sortie Le plateau à cône est fixé sur la plaque de structure I par les colonnettes-32 analogues aux colonnettes 5 de fixation de la cage de rotule 4. La rotule 9 est remplacée par la tranche de rotule 83 se terminant par le cône ou tronc de cOns- 34 de sommet O vers l'arbre de sortie et dont la base est vers les cylindres d'angle total identique à celui de -31. Sur 31 est fixée concentriquement la contre rotule 35 s'opposant à la remontée de ensemble du mécanisme vers les cylindres. La tranche de rotule 33 est fixée coaxialement au transformateur au centre de la petite base 36 du tronc de cône étoilé 10 analogue à la petite base 11 d'appui de la rotule 9. De même le plateau 21 du transformateur de mouvement est relié à la petite base 36 par les boulons 37 analogues aux boulons 22. Il est évident qu'il est possible dans certains cas, en restant dans les termes et l'esprit de l'invention, de suspendre le tronc de cône fixe31 à la plaque I par un axe central, le tronc de cgne oscillant 34 et la rotule 33 étant évidés au centre pour permettre son passage. Dans une autre disposition, le tronc de cne fixe 31 porte concentriquement une portion sphérique concentrique à l'extérieur vers la sortie d'arbre, analogue à la portée 8 de la cage de rotule 4, avec une contre rotule entre 21 et cette portion sphérique analogue à 23. Dans tous les cas, que ce soit avec la cage de rotule 4 ou le cane'31, la rotule associée qui supporte une partie des efforts transversaux et s'oppose au soulèvement du mécanisme vers les cylindres a un diamètre au moins égal à celui de la rotule d'appui ou de. la grande base du cône. Revendications 1. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu caractérisée en ce que la partie fixe supportant les efforts et matérialisant le point central du mouvement est constituée soit par une cage de rotule dont l'ouverture est vers les cylindres et fixée au bloc cylindres, soit par un csne ou tronc de csne fixe de sommet ers les cylindres et de base vers la sortie d'arbre. 2. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'unie potée à rotule concentrique est associée à la cage de rotule o-u au cône d'appui pour contribuer au centrage et éviter le-décol- lement du mécanisme. 3. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu se-I-on l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la portée à rotule concentrique associée selon la revendication 2 à un diamètre au moins égal à celui de la rotule principale d'appui ou au moins égal au diamètre de la grande base du tronc de cOne d'appui. 4. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ne tout autre mode de mécanisme caractérisée sn ce que les cylindres ont leurs axes répartis sur les géhératrices d'un cdne coaxial à l'ensemble dont le sommet est sur l'axe général et au delà de la sortie d'arbre et la base vers la teste des cylindres 5. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon l'une quelconque des revendications 1 à 4ou tout autre mode caractérisée en ce que l'arbre de sortie ne comprend qu'un palier porteur. 6. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que l'a-rbre de sortie à palier porteur unique est associé à une butée double suivant ce palier vers la sortie d'arbre. 7. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 est caractérisée en ce que le tourillon entrainé par l'extrémité décrivant un cercle du transformateur de mouvement est auto-orientable à la dite extrémité du transformateur de mouvement. B. Machine à cylindres axiaux et mécanisme suspendu selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que la perpendiculaire au centre de l'alésage oblique du maneton tombe sur l'axe à l'intérieur dé la portée unique de l'arbre.