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Perfectionnements aux mécanismes de transmission pour la com- mande d'un compresseur rotatif monté sur un moteur à combustion interne
Cette invention a pour objet des perfectionnements aux transmissions de mouvement servant à la commande d'un compres- seur rotatif monté sur un moteur à combustion interne, tel que ceux dont on fait usage pour la suralimentation. La com- mande du rotor du compresseur se fait d'habitude à une vitesse dépassant considérablement celle de l'arbre à manivelles du moteur et dans ces conditions l'effet d'inertie du rotor est très grand.
Ceci n'a pas d'importance lorsque la marche se fait à vitesse constante, mais fatigue beaucoup le mécanisme
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de transmission en cas d'accélération ou de ralentissement, et le but de la présente invention est de fournir un type de construction de mécanisme de transmission dans lequel tout risque de surcharge et de détérioration est écarté.
A cet effet l'invention comporte, dans un mécanisme de transmission pour la commande d'un compresseur rotatif sur un moteur à combustion interne, la combinaison dans le train d'engrenages d'un embrayage à force centrifuge et d'un accou- plement de commande élastique. L'embrayage à force centrifuge constitue une connexion glissante établie de manière que la charge soit absorbée graduellement, l'embrayage étant d'au- tant plus fermement en prise que la vitesse augmente, tandis que l'accouplement élastique protège le mécanisme de trans- mission contre les chocs brusques ; en outre, il offre l'avan- tage de séparer le compresseur de l'arbre moteur et d'éviter des difficultés qui pourraient survenir au point de vue des vibrations de torsion de l'arbre moteur.
Cette invention comprend aussi un mode de construction d'un mécanisme de transmission du genre mentionné ci-dessus, constitué par une roue motrice, une roue commandée et un pi- gnon double entrant en prise avec ces roues respectivement, conjointement avec un accouplement élastique comprenant la roue motrice et un embrayage à force centrifuge à l'intérieur du pignon double, de préférence dans l'élément de ce dernier qui est en prise avec la roue commandée. suivant une autre caractéristique de l'invention l'ac- couplement élastique comprend un .
moyeu présentant une saillie radiale dirigée vers l'extérieur, une jante présen- tant une saillie correspondante dirigée vers l'intérieur, et un ressort de compression monté entre ces saillies pour transmettre le mouvement du moyeu à la jante, ce ressort étant
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pourvu à ses extrémités de sabots courbes entrant en prise avec des faces courbes des saillies, de telles sorte qu'il peut d'adapter facilement à toutes les conditions de marche.
suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyeu et la jante ci-dessus mentionnés sont pourvus chacun d'une série de saillies disposées de telle manière que chaque saillie d'une paire de saillies coopérantes s'appuie par sa surface postérieure sur une saillie de la paire suivante, et les ressorts présentent une telle rigidité que lorsque des charges normales sont transmises, les saillies ne se trouvent pas en contact.
Cette invention comprend aussi un mode de construction d'un pignon double, tel qu'il a été mentionné ci-dessus, con- sistant à donner aux dents du pignon le plus petit une longueur axiale plus grande qu'il n'est nécessaire pour la largeur des dents de cet organe, à former des dents internes sur le moyeu de l'organe ou élément le plus grand, et à les faire entrer en prise ooaxlalement avec les dents du petit organe. De préfé- rence, les sommets des dents en prise au moyen desquelles le plus grand élément du pignon est monté sur le plus petit, sont rognés afin de réduire la hauteur des dents, par exemple à la meule.
Cette invention comprend aussi un double pignon cons- truit de la manière qui vient d'être décrite.
Une forme d'exécution spéciale de l'invention est dé- crite ci-dessous, à titre d'exemple seulement, à l'aide des dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 montre un moteur à combustion interne à cylindres disposés en étoile et un compresseur rotatif auquel l'inven- tion est appliquée.
Fig. 2 est une coupe à travers le compresseur et la transmission suivant la ligne 2 - 2 de la Fig. 3 et
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Fig. 3 est une coupe des organes représentés sur la Fig.2 suivant la ligne 3 - 3 de cette dernière.
Les mêmes chiffres de références désignent les mêmes or- ganes sur toutes les figures des dessins, qui sont schémati- ques.
Dans la construction représentée, un compresseur rotatif
10 est boulonné au carter 11 d'un moteur à cylindres en étoi- le ou cylindres rayonnants et entoure l'arbre à manivelles 12 de ce dernier ; le compresseur envoie le mélange d'un carbura- teur 14 dans des tuyaux d'admission séparés 15, un pour alla- cun des cylindres 13. Le rotor 16 du compresseur 10 est mon- té sur un arbre creux 17 qui entoure également l'arbre à ma- nivelles 12. Cet arbre 17 du rotor est actionné par l'arbre à manivelles au moyen de trois trains d'engrenages disposés sy- métriquement autour de l'axe de l'arbre et identiques entre eux.
Une roue d'engrenage motrice 18 est montée sur l'arbre à manivelles 12 et commande chacun des trains d'engrenage.
Une commande élastique est réalisée dans la roue 18 en cons- truisant celle-ci en deux parties séparées 19,20 dont l'une formant le moyeu 19 est clavetée ou autrement assujettie à l'arbre à manivelles. En se référant à la Fig. 3, on voit que le moyeu 19 est pourvu d'une série de saillies radiales 21, et deux plaques latérales annulaires ou bagues 22 sont assu- jetties à ces saillies de manière à former un dispositif de support pour une jante 20 coaxiale au moyeu 19. La jante 20 est établie de manière à se mouvoir circulairement sur les plaques latérales suivant les besoins de la commande élastique, mais non pas radialement.
La jante 20 est pourvue de saillies 23 dirigées vers l'intérieur qui recouvrent dans le sens ra- dial les saillies 21 dirigées vers l'extérieur que présente
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le moyeu et un ressort de compression 24 est placé entre cha- que saillie du moyeu et la saillie correspondante de la jante.
Ce ressort 24 est pourvu à chacune de ses extrémités d'un sa- bot 25 en acier au autre matière convenable destiné à recevoir la poussée exercée sur les ressorts; les surfaces externes de ces sabots sont courbées, et les faces 26 des saillies sur lesquelles ils viennent buter sont courbées d'une manière si- milaire, de sorte que les sabots peuvent s'adapter facilement suivant les variations de longueur du ressort de manière à maintenir toujours la poussée dans l'axe de ce dernier. La face 27 de la saillie 21 ne s'appuie contre la face 28 de la saillie 23 que lorsqu'il se produit un ralentissement du mo- teur.
Les ressorts 24 ont de préférence une rigidité telle que lors des fluctuation du couple ils fléchissent, permettant à la jante 20 de tourner par rapport au moyeu 19.
Ce fléchissement élastique réduit l'effort de torsion de la commande du compresseur à tel point que sa période na- turelle de vibration devient inférieure à celle du régime de marche, amortissant ainsi les fluctuations du couple. Dans un autre mode d'application, la commande du compresseur peut présenter une rigidité appropriée telle que la période natu- relle des vibrations de torsion du groupe moteur entier soit réduite au minimum.
La jante 20 est pourvue sur sa périphérie externe de dents d'engrenage qui entrent en prise avec l'un des éléments 29 d'un pignon double 29, 31. Ce pignon double est convenable- ment construit de la manière suivante: une pièce d'une longueur qui ne peut être moindre que la largeur de deux éléments de l'engrenage présente sur toute sa longueur les dents d'engre- nage droit voulues et sur une partie 30 de sa longueur les
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sommets de ces dents sont rognés (voir Fig. 2).
Le second élément 31 du double pignon possède un moyeu 32 de dimensions suffisantes pour entourer les dents du premier élément, et des dents internes semblables 33 sont formées dans ce moyeu et ont une profondeur telles qu'elles s'adaptent aux dents réduites 30. on fait glisser le moyeu 32 par le bout sur la partie 30 du premier élément 29 de façon que les deux séries, de dents entrent en prise l'une avec l'autre, établissant une connexion motrice entre les deux éléments montés l'un dans l'autre. Ce mode de construction d'un pignon double simplifie les opérations d'usinage et n'est pas coûteux, tandis qu'il produit d'autre part un excellent résultat.
L'élément le plus grand 31 du pignon double comporte un embrayage à force centrifuge. Le moyeu 32 et la jante 34 sont séparés l'un de l'autre, la jante étant portée par le moyeu mais pouvant tourner par rapport à celui-ci, et trois blocs ou sabots 35 mobiles dans le sens radial sont montés sur le moyeu de manière à pouvoir se déplacer librement en contact avec la surface interne 36 de la jante. Le moyeu est du type étoile, de sorte que ces blocs participent à son mouvement de rotation, et possède trois bras radiaux 37 entre lesquels les blocs peuvent glisser dans le sens radial; aussitôt qu'une vitesse suffisamment élevée est atteinte, les blocs sont repoussés vers l'extérieur par la force centrifuge con- tre la jante 34 et transmettent le mouvement par friction à cette dernière.
Une plaque de recouvrement annulaire boulon- née à la jante 34 maintient celle-ci et les blocs 35 en place sur le moyeu 32. Il est évident que l'effort moteur transmis augmente à mesure que la vitesse croit, de sorte que le glis- sement peut se produire lorsque le rotor prend de l'aocéléra- @
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tion, soulageant ainsi l'engrenage des efforts considérables qui prennent naissance lors d'une accélération très rapide.
Toutefois, lorsque la vitesse maximum aura été atteinte le mouvement sera transmis sans aucun glissement, étant donné qu'on obtient alors le maximum d'effort de friction.
Cette jante à laquelle le mouvement est transmis par friction est pourvue sur sa périphérie externe de dents qui entrent en prise avec une roue dentée 39 solidaire de l'arbre 17 du rotor, et comme ce dernier est concentrique à l'arbre à, manivelle 12, chacun des trains d'engrenage aboutit à cette même roue, et la commande est répartie uniformément entre les différents trains.
Bien qu'un mode de construction spécial d'engrenage com- portant des arbres moteurs et des arbres commandés coaxiaux ait été décrit, 11 est entendu que l'invention n'est pas li- mitée à cet exemple et que les caractères essentiels de ce mode d'exécution décrits ci-dessus peuvent être appliqués à tout compresseur employé pour la suralimentation d'un moteur à combustion interne.
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Improvements to transmission mechanisms for controlling a rotary compressor mounted on an internal combustion engine
This invention relates to improvements in motion transmissions for controlling a rotary compressor mounted on an internal combustion engine, such as those used for supercharging. The compressor rotor is usually driven at a speed considerably exceeding that of the crankshaft of the motor and under these conditions the inertia effect of the rotor is very great.
This does not matter when walking is done at constant speed, but the mechanism is very tired.
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transmission in the event of acceleration or deceleration, and the object of the present invention is to provide a type of construction of transmission mechanism in which any risk of overload and deterioration is avoided.
To this end, the invention comprises, in a transmission mechanism for controlling a rotary compressor on an internal combustion engine, the combination in the gear train of a centrifugal clutch and of a coupling. elastic control. The centrifugal clutch provides a slippery connection established so that the load is gradually absorbed, the clutch being more firmly engaged as speed increases, while the elastic coupling protects the shift mechanism. mission against sudden shocks; furthermore, it offers the advantage of separating the compressor from the motor shaft and avoiding difficulties which could arise from the point of view of the torsional vibrations of the motor shaft.
This invention also comprises an embodiment of a transmission mechanism of the kind mentioned above, consisting of a driving wheel, a driven wheel and a double pinion engaged with these wheels respectively, together with an elastic coupling comprising. the drive wheel and a centrifugal force clutch within the double pinion, preferably in the element of the latter which is in engagement with the driven wheel. according to another characteristic of the invention, the elastic coupling comprises a.
hub having an outwardly directed radial projection, a rim having a corresponding inwardly directed projection, and a compression spring mounted between these projections to transmit the movement of the hub to the rim, this spring being
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provided at its ends with curved shoes engaging the curved faces of the projections, so that it can easily adapt to all walking conditions.
according to another characteristic of the invention, the hub and the rim mentioned above are each provided with a series of projections arranged in such a way that each projection of a pair of cooperating projections rests by its rear surface on a protrusion of the next pair, and the springs have such rigidity that when normal loads are transmitted, the protrusions do not come into contact.
This invention also includes a method of constructing a double sprocket, as mentioned above, consisting in giving the teeth of the smaller sprocket a greater axial length than is necessary to. the width of the teeth of this organ, to form internal teeth on the hub of the organ or the largest element, and to make them engage ooaxlalement with the teeth of the small organ. Preferably, the tops of the meshing teeth by means of which the larger element of the pinion is mounted on the smaller one are trimmed in order to reduce the height of the teeth, for example by grinding.
This invention also includes a double pinion constructed in the manner just described.
A special embodiment of the invention is described below, by way of example only, with the aid of the accompanying drawings in which:
Fig. 1 shows an internal combustion engine with cylinders arranged in a star shape and a rotary compressor to which the invention is applied.
Fig. 2 is a section through the compressor and transmission taken on line 2--2 of FIG. 3 and
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Fig. 3 is a sectional view of the members shown in Fig.2 along line 3 - 3 of the latter.
The same reference numerals denote the same parts in all the figures of the drawings, which are diagrammatic.
In the construction shown, a rotary compressor
10 is bolted to the crankcase 11 of a star cylinder or radiating cylinder engine and surrounds the crankshaft 12 thereof; the compressor sends the mixture from a carburetor 14 into separate intake pipes 15, one for all of the cylinders 13. The rotor 16 of the compressor 10 is mounted on a hollow shaft 17 which also surrounds the cylinder. crankshaft 12. This rotor shaft 17 is actuated by the crank shaft by means of three gear trains arranged symmetrically around the axis of the shaft and identical to each other.
A drive gear wheel 18 is mounted on the crank shaft 12 and drives each of the gear trains.
An elastic drive is provided in the wheel 18 by constructing the latter in two separate parts 19,20, one of which forming the hub 19 is keyed or otherwise secured to the crank shaft. Referring to FIG. 3, it is seen that the hub 19 is provided with a series of radial projections 21, and two annular side plates or rings 22 are attached to these projections so as to form a support device for a rim 20 coaxial with the hub 19. The rim 20 is set so as to move circularly on the side plates according to the needs of the elastic control, but not radially.
The rim 20 is provided with inwardly directed projections 23 which radially overlap the outwardly directed projections 21 present.
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the hub and a compression spring 24 is placed between each projection of the hub and the corresponding projection of the rim.
This spring 24 is provided at each of its ends with a steel plate 25 of other suitable material intended to receive the thrust exerted on the springs; the outer surfaces of these shoes are curved, and the faces 26 of the protrusions on which they abut are curved in a similar manner, so that the shoes can easily adapt to variations in the length of the spring so as to always maintain the thrust in the axis of the latter. The face 27 of the projection 21 only rests against the face 28 of the projection 23 when there is a slowing down of the motor.
The springs 24 preferably have a rigidity such that upon fluctuation in torque they flex, allowing the rim 20 to rotate relative to the hub 19.
This elastic deflection reduces the torsional force of the compressor drive to such an extent that its natural period of vibration becomes less than that of the running speed, thus damping fluctuations in torque. In another embodiment, the compressor drive may be of suitable stiffness such that the natural period of torsional vibrations of the entire power unit is minimized.
The rim 20 is provided on its outer periphery with gear teeth which engage with one of the elements 29 of a double pinion 29, 31. This double pinion is suitably constructed as follows: 'a length which cannot be less than the width of two elements of the gear has over its entire length the desired spur gear teeth and over part of its length the desired spur gear teeth.
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tops of these teeth are trimmed (see Fig. 2).
The second element 31 of the double pinion has a hub 32 of sufficient size to surround the teeth of the first element, and similar internal teeth 33 are formed in this hub and have a depth such as to accommodate the reduced teeth 30. slides hub 32 from the tip over portion 30 of first member 29 so that the two sets of teeth engage with each other, establishing a driving connection between the two members mounted in one another 'other. This method of constructing a double pinion simplifies the machining operations and is inexpensive, while on the other hand it produces an excellent result.
The larger element 31 of the double gear has a centrifugal force clutch. The hub 32 and the rim 34 are separated from each other, the rim being carried by the hub but being able to rotate with respect to the latter, and three blocks or shoes 35 movable in the radial direction are mounted on the hub. so as to be able to move freely in contact with the internal surface 36 of the rim. The hub is of the star type, so that these blocks participate in its rotational movement, and has three radial arms 37 between which the blocks can slide in the radial direction; As soon as a sufficiently high speed is reached, the blocks are pushed outwards by centrifugal force against the rim 34 and transmit the frictional movement to the rim.
An annular cover plate bolted to the rim 34 holds the rim and the blocks 35 in place on the hub 32. It is evident that the driving force transmitted increases as the speed increases, so that the slip. may occur when the rotor builds up aocelera- @
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tion, thus relieving the gear of the considerable forces which arise during a very rapid acceleration.
However, when the maximum speed has been reached the movement will be transmitted without any slip, since the maximum friction force is then obtained.
This rim to which the movement is transmitted by friction is provided on its outer periphery with teeth which engage with a toothed wheel 39 integral with the shaft 17 of the rotor, and as the latter is concentric with the crank shaft 12 , each of the gear trains ends at this same wheel, and the control is distributed uniformly between the different trains.
Although a special mode of gear construction comprising drive shafts and coaxial driven shafts has been described, it is understood that the invention is not limited to this example and that the essential features thereof. The embodiment described above can be applied to any compressor used for supercharging an internal combustion engine.