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T . A . N .L E A D B E T T E R ,A . L . K . G I L C H R I S T6 4W . H . TAT E .I N T E R N A Lcomsusnom mam.APPLICATIONF l L E D SEPT-18 .1917 .

Y P a t e n t e d A p r . 2 2 , 1 9 1 9 .2 S H E E T S — S H E E TI .3L1 L

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near

THOMAS ABNEY NAPIER LEADBETTER, O F HALE ANDREW? LAWSON KNOX IL-CHRIST0F LYTHAM, AND WILLIAM HENRY TATE, 0F BRQOKLANDS, ENGLAND,

INTERNAL-COMBUSTION E N G I N E .

1 , 3 3 1 , 1 4 1 . S p e c i ? c a t i o n o f L e t t e r s P a t e n t . Patented Apr. 2 2 , M a t t } .A p p l i c a t i o n? l e d S e p t e m b e r1 8 ,1 9 1 ? . S e r i a l I t o .1 9 1 , 9 3 9 . ’

T o a l l whom t may oncern : 7Be t known t h a t w e , T H O M A S A B N E YN A

P I E R L n A n B n ' r r n R , A N D R E WL a w s o n K N O XG I L C H R I S T,a n d ~ W I L L I A MHENRYTAT E , s u bj e c t so f t h e King o f G r e a t B r i t a i n , a n d r e s i

d e n t s o f H a l e , C h e s h i r e ,E n g l a n d , L y t h a m ,E n g l a n d , a n d B r o o k l a n d s , C h e s h i r e ,Engl a n d , r e s p e c t i v e l y , h a v e i n v e n t e d c e r t a i n newand u s e f u l Improvements i n o r R e l a t i n g t oI n t e r n a l C o m b u s t i o nE n g i n e s , o f whichthefollowing i s a s p e c i ? c a t i o n . ‘

T h i s i n v e n t i o n r e l a t e st o i m p r o v e m e n t si ni n t e r n a l c o m b u s t i o n e n g i n e s a c t i n g o n t h eO t t o o r f o u r s t r o k e c y c l e , and c o m p r i s e s c e rt a i n c o n s t r u c t i o n a l f e a t u r e s and arrangements o f t h e e n g i n e whereby a g r e a t e r ? e x ib i l i t ya n d r e d u c e d f u e l c o n s u m p t i o nm a y b eo b t a i n e d a s c o m p a r e d w i t h e x i s t i n g t y p e s .F u r t h e r a d v a n t a g e s o f t h e i n v e n t i o n l i e i nt h e f a c t t h a t t h e i m p r o v e d e n g i n e m a y b emore e c o n o m i c a l l y manufactured and i smore e l i a b l eo w i n gt o t h e s i m p l e d i s p o s i t i o no f t h e p a r t s and v a l v e g e a r , w h i l e t h e s p a c eo c c u p i e d f o r t h e same horse-power and numb e r o f r e v o l u t i o n s a s compared with o t h e rengines i s considerably l e s s . -

A c c o r d i n gt o t h i s i n v e n t i o n , e a c h e n g i n eu n i t c o m p r i s e s t w i n c y l i n d e r s c o m m u n i c a ti n g a t t h e t o p o r head i n an e x p l o s i o n c h a mb e r common t o b o t h c y l i n d e r s . T h e i n l e tand e x h a u s t o f t h e g a s e s i s > c o n t r o l l e d b ymeans o f s l e e v e v a l v e s mounted between t h ep i s t o n s a n d t h e c y l i n d e r s a n d o p e r a t e d e i t h e rb y a r e c i p r o c a t i n g o r r o t a r y m o v e m e n t ,s u c hmovement b e i n g e f f e c t e d by means o f l i n k sa n d d i s k c r a n k s , c h a i n s , o r e c c e n t r i c s ,f r o man a u x i l i a r y s h a f t d r i v e n f rom t h e c r a n ks h a f t . T h e twin p i s t o n s o f e a c h u n i t a r ecoupled up t o a crank pin common t o bothp i s t o n s .T h e e n g i n e may b e a r r a n g e d i nany s u i t a b l e form e i t h e r i n V- p a t t e r n having two u n i t s work ing on a common crankp i n , o r a s e r i e s o f engine u n i t s may e a rranged i n r a d i a l fo rm work ing on a crankp i n common o a s e r i e s of u n i t s .

A n e n g i n e i n a c c o r d a n c e w i t h t h i s i n v e n

t i o n i s i l l u s t r a t e d ‘i n t h e a c c o m p a n y i n gdrawi n g s , i n which F i g u r e 1 i s a v e r t i c a l s e c t i o nt h r o u g h a n e n g i n e u n i t h a v i n g t w i n c y l i nd e r s ,t h e g a s e s b e i n g c o n t r o l l e d b y s l e e v ev a l v e s . F i g . 2 i s a d i a g r a m m a t i c v i e wshowi n g a s e r i e so f d u p l e x e n g i n e u n i t s a r r a n g e di n r a d i a l form o p e r a t i n g ‘ on a s i n g l e c r a n kpm.

A s l l u s t r a t e di n F g . 1 , t h e t w i n c y l i n d e r sl , 2 , open i n t o a common combustion c h a mb e r 3 , t h e p i s t o n s 1 * ‘ ,2 * ‘ ,b e i n g c o n n e c t e d r es p e c t i v e l y b y r o d s 1 , 2 ‘ )t o t h e c r a n k p i n 4 ,and a knuckle 4 “ on t h e connecting rod * ’of

t h e o t h e r p i s t o n . T h e n l e tand e x h a u s t f o rt h e f u e l c h a r g e a n d s p e n t g a s i n t o a n d fromt h e combustion chamber 3 a r e c o n t r o l l e d b ys l e e v e s5 , 6 , s l i d i n gi n t h e c y l i n d e r s 1 , 2 , t h ep i s t o n s1 “ , 2 a , r e c i p r o c a t i n gw i t h i n t h e

’s l e e v e s . P o r t s 7 i n e a c h s l e e v e a r e a d a p t e da s t h e l a t t e r r e c i p r o c a t e s t o uncover t h e i n

l t a n d e x h a u s t p o r t s 8 , 9 ,a n d t h u s c o n t r o lt h e f u e l c h a r g e a n d e x h a u s t g a s e s .Thes l e e v e s a r e r e c i p r o c a t e d b y l i n k s 1 0 d r i v e nf r o m a u x i l i a r y s h a f t s 1 1 , o p e r a t e d i n a n ys u i t a b l e manner f rom t h e main c r a n k s h a f t1 2 ,t h e movement o f t h e s l e e v e s b e i n g t i m e da s r e q u i r e d .

As s h o w ni n t h e d i a g r a m m a t i cVi e w, F i g .2 , t h e p i s t o n s w o r k i n gi n t h e c y l i n d e r s a r ec o n n e c t e d b y r o d s t o a c r a n k p i n common t oa l l t h e e n g i n e u n i t s , o n e o f t h e c o n n e c t i n gr o d s o f e a c h e n g i n e u n i t b e i n g p i v o t e d d i r e c to n t h e c r a n k p i n 4 , and t h e o t h e r c o n n e c t i n gr o d b e i n g p i v o t e d t o a k n u c k l e o r lug 4 “ ont h e o t h e r c o n n e c t i n g r o d n e a r t h e c r a n k p i n .

I n o p e r a t i o n , t h e e n g i n e f o l l o w s t h e u s u a lf o u r s t r o k e c y c l e ,a c h a r g e b e i n g t a k e n i n t ot h e c o m b u s t i o n c h a m b e r a n d c y l i n d e r s b yt h e o u t g o i n g p i s t o n s t h r o u g h t h e i n l e t 8when t h e l a t t e ri s u n c o v e r e db y t h e p o r t s 7i n t h e

s l e e v e6 ,t h e

c h a r g eb e i n g t h e n

comp r e s s e d a n d ? r e d i n any s u i t a b l e manner.O w i n g o t h e e x p a n s i o no f t h e e x p l o d e dmixt u r e t a k i n g p l a c e i n , t h e ‘ t w oc y l i n d e r so ft h e e n g i n e u n i t ,a n d a c t i n g o n t w o p i s t o n s ,t h e c o n s u m p t i o no f f u e l i s l e s s t h a n w i t ho t h e r t y p e s o f e n g i n e , i n w h i c h t h e c o m b u st i o n chamber i s merely an e x t e n s i o n o f o n ec y l i n d e r .

A n e n g i n e o f t h e t y p e d e s c r i b e d m a yb emade o f a n e x t r e m e l y l i g h t , y e t s t r o n gand s e r v i c e a b l e , c o n s t r u c t i o n . and i n c o n s equence i s p a r t i c u l a r l y s u i t a b l e f o r a e r o p l a n ew < > r k , _t h o u g h t h e s a m e p r i n c i p l e o f c o ns t r u c t i o n m a y b e a p p l i e d f o r a l l c l a s s e s o fmotor v e h i c l e s ‘ a n d m a r i n e e n g i n e s o r - t o s t at i o n a r ye n g i n e s .

By p r o v i d i n gs e p a r a t e v a l v e s f o r t h e i n l e t .a n d e x h a u s t , l e a k a g e i s p r e v e n t e d o f t h eg a s e s p a s s i n g d i r e c t f r o m t h e i n l e tt o t h ee x h a u s t and v i c e v e r s a , w h i l e owing t o t h e

- l a r g e a r e a p o s s i b l e f o r t h e v a l v e p o r t s a

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{ t h ed u p l e xa r r a n g e m e n t‘ t h e p o r t e d g e s a r e n o t

~ t h ec i r c u m f e r e n c eo f

‘ h i g h e re n g i n e s p e e d may b e o b t a i n e d d u e t ot h e g r e a t e r p o s s i b l e s p e e d o f t h e g a s e s .Furt h e r o w i n g t o t h e l a r g e p o r t o p e n i n g s p o s' s i b l eand t h e l o w t e r m i n a l p r e s s u r e due t o

o f ‘ t h ec y l i n d e r s ,l i a b l e t o c u t away.

A u r t h e r a d v a n t a g e o f t h e d u p l e x s l e e v ev a l v e f o r e a c h u n i t l i e s i n t h e f a c t t h a t t h es e t t i n g o f t h e e x h a u s t v a l v e m a y b e a l t e r e dw i t h o u t i n t e r f e r i n g w i t h t h e s e t t i n go f t h ei n l e t v a l v e . _A d d i t i o n a l e x h a u s t ‘ p o r t s mayb e p r o v i d e d f o r a e r o work a n d r a c i n g e ng i n e s .

By ? t t i n g b l o c k s o f f o u r c y l i n d e r sa r o u n dthe crank c a s e , a two

t h r o w c r a n k s h a f t may b e a r r a n g e d , w h i c hr e s u l t s i n a n e n g i n e b e i n g o b t a i n e d w h i c hi s b a l a n c e d b o t h i n r u n n i n g a n d f i r i n g ,a n do b v i a t e s t h e n e c e s s i t y f o r u s i n g b a l a n c ew e i g h t s .

We c l a i m .1 . An n t e r n a l 0 m b u s t i o n e n g i n e o p e r a t - _

i n g on t h e f o u r s t r o k e c y c l e i n which t h ee n g i n e u n i t c o m p r i s e s t w i n c y l i n d e r s ,a s i ng l e e x p l o s i o n c h a m b e rcommon t o a n d comm u n i c a t i n g w i t h b o t hc y l i n d e r s ,t w i n p i s t o n sm o u n t e dt o r e c i p r o c a t e i n t h e c y l i n d e r s a n dc o n n e c t e d w i t h a c r a n k p i n common t o b o t hp i s t o n s ,i n l e ta n d e x h a u s t p o r t s f o r t h e g a s e s ,and a s l e e v e v a l v e working b e t w e e n e a c h o fs a i d c y l i n d e r sa n d i t s p i s t o n ,s a i dv a l v e so p e r a t i n g o n e t o c o n t r o l s a i d i n l e tp o r t s andt h e o t h e r t o c o n t r o l s a i d e x h a u s t p o r t s .

2 . A n n t e r n a lc o m b u s t i o ne n g i n e o p e r a t

1 , 3 0 1 , 1 4 1

‘ c y l i n d e r s ,

i n g o n t h e f o u r s t r o k e c y c l ei n w h i c h t h ee n g i n e u n i - tc o m p r i s e s t w i n c y l i n d e r s , a s i n

g l e e x p l o s i o n c h a m b e r c o m m o n t o and comm u n i c a t i n g w i t hb o t h c y l i n d e r s ,t w i n p i s t o n sm o u n t e dt o r e c i p r o c a t e i n t h e c y l i n d e r s a n dc o n n e c t e d with a c r a n k p i n common t o bothp i s t o n s ,a n i n l e tp o r t c o m m u n i c a t i n g w i t ht h e e x p l o s i o n c h a m b e r t h r o u g h . o n e o f s a i d

a n ~e x h a u s t p o r t c o m m u n i c a t i n gw i t h t h e e x p l o s i o n c h a m b e r t h r o u g h t h eo t h e r o f s a i d c y l i n d e r s , and a s l e e v e v a l v ew o r k i n gb e t w e e ne a c h o f s a i d c y l i n d e r s a n di t sp i s t o n ,s a i dv a l v e so p e r a t i n gr e s p e c t i v e l yt o c o n t r o l s a i d i n l e tand e x h a u s t p o r t s .

3 . A n i n t e r n a l c o m b u s t i o ne n g i n e o p e r a ti n g o n t h e f o u r s t r o k e c y c l e i n which t h ee n g i n e u n i t c o m p r i s e s , t w i n c y l i n d e r s c o m em u n i c a t i n g a t t h e head i n a n e x p l o s i o nchamber common t o b o t h c y l i n d e r s ; t w i np i s t o n sr e c i p r o c a t i n gi n t h e c y l i n d e r sa n dc o n n e c t e d t o a crank pin common t o bo thp i s t o n s ; a s i n g l e i n l e tand a s i n g l e e x h a u s tp o r t t o t h e common e x p l o s i o n c h a m b e r , a n ds l e e v eh a u s t p o r t s a n d w o r k i n gb e t w e e nt h e p i s t o n sa n d the c y l i n d e r s . .

In t e s t i m o n y w h e r e o f we a ? i x o u r s i g n at u r e s i n p r e s e n c e o f 'two w i t n e s s e s .

THOMASABNEYN A P I E RL E A D B E T T E R .

ANDREWLAWSONKNOXG I L C H R I S T.W I L L I A MHENRYTAT E .Witnesses:

EWALDS I M P S O NM O S E L E Y,Gannon W E AV E R .

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valves control l ing the i n l e t a n d e x - -

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