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BREVET D'INVENTION Andor JUHASZ, Rosa JUHASZ, Gerald JUHASZ et Endrc NASH Cette invention concerne les moteurs piston rotatif.
Les moteurs à combustion interne développent de la puissance par l'expansion de gaz résultant de la combustion rapide d'un combus- tible dans de l'air comprimé. Dans les moteurs classiques à piston se déplaçant en va-et-vient, cette puissance est utilisée pour créer un mouvement alternatif linéaire d'un piston à l'intérieur d'un cylin- dre, le mouvement rotatif désiré de l'arbre de sortie étant obtenu
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en reliant le piston un bras de manivelle monté sur cet arbre, Un tel moteur à piston alternatif a un bras de couple court et de longueur variable, longueur qui est nulle quand le piston renverse le sens do son mouvement linéaire.
Ce n'est pas un mécanisme très efficace pour convertir do l'énergie chimique en énergie mé- canique; le rendement d'un moteur de ce genre, gaz allumé par une étincelle électrique, est de l'ordre de 25$la.
C'est pourquoi de nombreuses tentatives ont été faites, au cours des ans, pour étudier un moteur dont la puissance soit fournie par un mouvement purement rotatif. La turbine à gaz en est le meilleur exemple; mais. elle est d'un emploi peu économique comme unité de puissance dans des applications aussi réduites que sont les moteurs d'automobiles.
Actuellement, de grandes activités sont axées sur l'étude d'un mo- teur à piston rotatif, et plusieurs plans de base sont déjà apparus, à titre de modules de mise en oeuvre pratique, Cependant, pas un de ces plans n'a, jusqu'ici, complètement éliminé le principe de l'arbre à vilebrequin, ou présenté une amélioration suffisante qui permette le remplacement des actuels moteurs classiques à piston alternatif. Néanmoins, les résultats expérimentaux montrent que le moteur à piston rotatif est une possibilité qui s'avérera cer- tainement heureuse, tôt ou tard.
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L'objet de la présente invention est un moteur à piston rotatif per- fectionnant très nettement les modèles de la technique antérieure.
D'une façon générale, l'invention prévoit un moteur à piston rotatif, comprenant une enveloppe fixe formant stator, un arbre de sortie tourillonnant dans le stator, et plusieurs secteurs de rotor montés pour tourner concentriquement autour de cet arbre, leur mouvement étant, par rapport à la rotation de l'arbre lui-même, tel qu'ils tour- nont avec lui d'une façon générale, mais en oscillant les uns par rap- port aux autres afin de définir des chambres de combustion de volume variable, l'écartement des éléments voisins de chaque paire de ces secteurs de rotor étant en relation avec la position angulaire de l'arbre de sortie par rapport à l'enveloppe de stator; 'cette dernière est dotée de lumières d'admission et de lumières d'échappement convenable- ment placées, et d'éléments d'allumage.
Le moteur développe, dans les chambres de combustion formées entre les surfaces de rotor dont les formes s'épousent, des courses d'admission, de compression, de puissance et d'échappement, cons- tituant un cycle de combustion, conjointement avec les lumières d'ad- mission et d'échappement et les chambres d'allumage formées dans l'enveloppe de stator. Dans un agencement qui a été préféré, il y a quatre de ces secteursde rotor formant deux chambres de combus- tion de volume variable, diamétralement opposées, et deux groupes, 'diamétralement opposés, de lumières d'admission et d'échappement
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et de chambres de combustion.
Dans ce dispositif, le moteur déve- loppe quatre courses d'admission, quatre de compression, quatre de puissance et quatre d'échappement, pour chaque révolution com- plète de 3600 de l'arbre de sortie. On voit que, tout comme il y a deux chambres de combustion diamétralement opposées, il se forme deux autres chambres. Ces chambres, dites "oisives", peuvent ser- vir au refroidissement interne du moteur.
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1 Il est évident que de nombreux autres dispositifs sont possibles. Par exemple, en utilisant quatre secteurs de rotor, comme auparavant, on peut former quatre chambres de combustion. Dans ce cas, si l'on incorpore seulement un groupe de lumière d'admission et d'échappe- ment à des chambres d'allumage, l'invention-fournira un moteur dé- veloppant quatre courses d'admission, quatre de compression, quatre de puissance et quatre d'échappement à chaque révolution complète de 3600 de l'arbre de sortie.
Grâce à un choix approprié du degré do compression, l'invention pourra fournir, à volonté, un moteur à allumage par étincelle ou à allumage par compression.
Le moteur comprend,de préférence, des plaques latérales de rotor discotdales, espacées, montées pour tourner concentriquement avec l'arbre de sortie déjà cité, lea secteurs de rotor tournant dans l'es- pace défini par l'enveloppe de stator et les plaques latérales. Dans
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une variante du concept inventif, on peut prévoir un manchon de rotor cylindrique fixé entre les bords extérieurs circulaires des plaqueslatérales du rotor.
Dans cette variante intéressante, les secteurs de rotor sont donc montés à l'intérieur de l'espace de forme cylindrique défini par ce manchon de rotor et les plaques latérales de rotor; ledit manchon de rotor est percé d'ouvertures voisines de chacune des chambres de combustion de volume varia- ble, afin de fournir une communication avec chacun des éléments d'admission, d'échappement et d'allumage, comme il se doit.Dans ce cas, il n'y a, à la base, qu'un seul équipage mobile, l'équipage de rotor comprenant le manchon et les plaques discotdales de rotor fixés ensemble, et les secteurs de rotor oscillant à l'intérieur du manchon.
Cet équipage de rotor tourne avec l'arbre de sortie, à l'intérieur de l'enveloppe fixe de stator, pour développer, à chaqué révolution, des cycles de combustion dans lesquels l'équipage de rotor complet constitue un bras de couple de longueur constante, comme on le décrira. Il y a avantage ce que l'enveloppe de stator définisse un espace cylindrique dont l'équipage de rotor, également cylindrique, puisse être retiré de la même façon qu'une armature de moteut électrique.
Dans un autre développement du concept inventif, les faces des sec- teurs de rotor sont, de préférence, profilées de telle sorte que, dans les chambres de combustion des gaz, elles comportent une couronne mobile analogue à une turbine. Donc, dans le cas où il y a deux chambres
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de combustion prévues entre quatre secteurs de rotor, elles com-. prendront une couronne mobile à deux aubes . Sous cette forme, le moteur est un compromis entre un moteur à turbine à gaz et unmo- teur à piston rotatif ou, plus simplement, c'est un moteur "turbo- rotatif". Les ouvertures dans le manchon de rotor cylindrique, s'il y en a, deviennent alors des buses dirigées longitudinalement.
Les faces latérales longitudinales de chaque ouverture seraient disposées chacune sous un angle tel, par rapport au rayon du manchon et l'une par rapport à l'autre, que le gaz de combustion qui se détend, sor- tant de la chambre de combustion voisine, réagit comme une force de propulsion, d'une manière analogue à celle d'une turbine impact.
Le mouvement oscillant imparti aux secteurs de rotor qui se font face, peut être obtenu de différentes façon,mais il sera produit, de préférence, en reliant des broches du rotor dirigées latéralement, sur chaque secteur de rotor, aux petites extrémités de tiges de liai- son sont les grandes extrémités, pivotent sur des manetons d'arbres à vilebrequin tournant avec des pignons planétaires en prise sur une roue dentée intérieure fixe.
Les pignons planétaires sont montés pour se mouvoir avec l'arbre de sortie et les disques du rotor; de la sorte, la rotation de cet arbre est embrayée sur l'écartement angulaire des secteurs de rotor.
Une forme intéressante de l'invention va maintenant être décrite, en
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référence au dessin annexe, ou l'on voie: Fig, lA à 1G, une séquence de vues schématiques du cycle du mo- teur tournant dans le sens des aiguilles d'une montre.
Fig. 2, une coupe, en élévation partielle, selon la ligne 1-1 dela figure 4, d'une réalisation de l'invention, où deux équipages rotor- stator et leur engrenage commun, sont disposés symétriquement autour d'un arbre de sortie commun.
Fig. 3, coupe, avec élévation en bout, selon la ligne 2-2 de la figure 2, mais montrant le moteur au début de sa course de combustion.
Fig. 4, coupe analogue à celle de la figure 3, mais montrant le mo- teur à la fin de la course de puissance.
Fig. 5, coupe, avec élévation en bout, selon la ligne 3-3 de la figu- re 2, mais montrant le moteur au début de sa course de puissance, tandis que la figure 6 est analogueà la figure 5, mais montre le mo- i teur à la fin de sa course de puissance.
La fig.. 7 est une coupe d'un système d'arbre à vilebrequin et de tige de liaison, selon la ligne 4-4 de la figure 5, et la figure 8 est une coupe selon la ligne 5-5 de la fig. 7, mais mon- trant la tige de liaison et le système d'articulation anticentrifuge.
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Dans la description et sur le dessin annexé, le moteur sera con- sidéré comme tournant dans le sens des aiguilles d'une montre.
Tout d'abord, le cycle du moteur choisi à titre d'exemple sera décrit en se référant aux figures lA à 1G quelque peu schémati- ques.
Sur la fig. lA, le moteur vient d'arriver à la fin d'une course de compression, et il est sur le point de commencer la course sui- vante. Les injecteurs b du manchon c quittent la région des échap- pements d du carter e de l'enveloppe de stator, et s'approchent des admissions f . En cette position angulaire, la course d'échap-. pement vient de s'achever, et les secteurs mâles- Et du rotor sont au plus près des secteurs femelles h de celui-ci.
Lorsque l'arbre de sortie a et le manchon c , qui tourne solidaire- ment avec lui, se déplacent encore de quelques degrés, la course d'admission commence, et le moteur s'approche de la position re- présentée sur la fig. 1B. En cette position, les secteurs de rotor sont écartés au maximum, et une dépression se crée dans les cham- bres de combustion des gaz j. Dans le cas d'un moteur où le gaz est enflammé par une étincelle électrique, des carburateurs sont reliés aux lumières d'admission f et, à ce stade du cycle, un mé- lange air-gaz est aspiré dans les chambres de combustion j par les fenêtres b du manchon du rotor. Dans le cas d'un moteur à al- lumage par compression, seul de l'air y est attiré.
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La course de compression commence alors, comme le montre la fig. 1C. Pendant cette course, les secteurs de rotor profilés pour s'épouser, se déplacent ensemble, et le gaz des chambres de combustion est comprimé.
Le manchon atteint ensuite la position que montre la fig. 1D, avec le gaz comprimé dans les chambres à gaz j et les chambres de combustion k . Une bougie ou une injection de fuel, selon le cas, provoque alors l'allumage du gaz comprimé, et l'explosion qui en résulte crée une pression pneumatique vers l'extérieur, à partir des chambres de combustion. Le gaz hautement accéléré, agissant selon le principe de la turbine à impact, produit une force de poussée entre les chambres d'allumage fixes et les rotors, qui se meuvent librement. L'impact est presque parfaitement perpendiculaire à la face des fenêtres b et des chambres de combustion i, aussi bien que des faces concaves des secteurs femelles de rotor h.
Dans ce dispositif, les secteurs de rotor comportent une couronne mobile à deux aubes, fonctionnant à la manière d'une turbine à impact, tandis que la pression du gaz hautement accéléré développe une force rotative tangentielle en couple.
Ainsi, aussitôt après l'allumage, la course de puissance utile commence comme le montre la fig. lE. Commel'arbre principal a tourne, les secteurs de rotor profilés pour s'épouser se séparent graduellement, les secteurs femelles continuant à avancer. Les fenêtres b du manchon de rotor quittent alors le voisinage des chambres d'allumage
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k, et viennent au contact des chambres d'expansion m, où se déve- loppe une nouvelle force d'impact.
Durant cette portion du cycle, les secteurs de rotor mâles se meu- vent à leur vitesse minimum, et offrent aux gaz en expansion une résistance plus grande que les secteurs femelles, qui se déplacent plus vite. Le résultat net est un moment agissant vers l'avant, com- biné avec le couple de turbine, pour entraîner l'arbre de sortie en rotation positive.
L'arbre continuant à tourner, la course de puissance utile s'achève et la course d'échappement commence, lorsque les fenêtres b vien- nent au contact des échappements f. Comme le montre la fig. 1F, les secteurs de rotor à profils s'épousant, se rapprochent une fois de plus les uns des autres, pour expulser les gaz brûlés.
Finalement,le moteur atteint la position représentée sur la fig. 1G, où il achevé un cycle complet de combustion en quatre courses, et il est déposé de façon équivalente, mais 180 , de celle qui est re- présentée sur la fig. lA.
Par un autre déplacement angulaire de 1800 de l'arbre principal, le moteur développera un autre cycle de combustion en quatre temps.
Dans le dispositif le plus simple, compatible avec cette réalisation
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de l'invention, le moteur comprend un équipage de rotor et une en- veloppe de stator, avec un groupe de pignon planétaires et une cou- ronne dentée intérieure fixe, placée sur un coté. Il faut, cependant, retenir que beaucoup de variantes à cet aménagement sont possibles, et qu'en s'efforçant d'obtenir les meilleurs conditions d'équilibre et de travail, on a examiné plusieurs de ces variantes.
Une forme constructive intéressante, représentée aux figs. 2 à 8, va être décrite en détail. Comme on le voit au mieux sur la fig. 2, des systèmes jumeaux rotor-stator, et leur ensemble commun de pignons, sont montés coaxialement autour d'un arbre de sortie commun. Plus précisément, deux systèmes rotor-stator, indiqués, d'une façon générale, en IL et 1R, sont montés coaxialement et reliés entre eux avec un engrenage incorporé indiqué, d'une façon gé- nérale, en 2, sur un arbre de sortie commun 3. En construction, l'équipage de droite 1R est l'image inversée de l'équipage de gauche
IL, qui sera donc seul décrit en détail.
L'équipage de gauche comprend un élément rotor incorporé, com- portant une plaque latérale 4 formant disque extérieur, et une plaque latérale 5 formant disque intérieur, montées pour tourner solidaire- ment avec l'arbre 3, et un manchon cylindrique 6 fixé autour des bords circoniérenticls dos plaques latérales 4 et 5 (fig. 2). La fig. 3 montre, montés coaxialement sur l'arbre 3, des secteurs de rotor mâles 7 et 8 et femelles 9 et 10, qui sont obligés de se déplacer, quand l'arbre tourne, de la façon qui sera décrite, pour reproduire le cycle
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de combustion des fige. lA à 1G.Des boulons de fixation 11 sont prévues entre les plaques latérales de rotor 4 et 5.
Le manchon do rotor est fixé à ces plaques par des clavettes faisant corps avec lui, et non représentées.
L'équipage de rotor tourne dans l'enveloppe formant stator 13, dont la surface cylindrique intérieure a un diamètre assurant un montage à glissement étanche aux gaz sur le diamètre extérieur du manchon de rotor 6. L'enveloppe de stator 13 est pourvue d'admission 14 et 15, d'échappements 16 et 17 de chambres d'allumage
18 et 19 (chacune dotée d'une bougie à étincelle, pour faire de cette structure un moteur à allumage par étincelle électrique) et de chambres d'expansion 20 ot 21.
A la surface extérieure du manchon de rotor 6, il y a des fentes de réaction longitudinales 22 et 23 diamétralement opposées, un peu décalées angulairement, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, par rapport respectivement aux fenêtres longitudinales 24 et 25 du rotor (fig.3). Ces fentes sont profilées pour former pointa d'impact de réaction pour les gaz do combustion en expansion entre les chambres 26 et 27 et les chambres d'expansion 20 et 21. Les bords longitudinaux des fenêtres 24 et 25 sont pareillement profilés pour coopérer avec les bords longitudinaux des chambres d'expansion
20 et 21 et les chambres d'allumage 18 et 19, en accord avec l'effet de turbine3 impact entre les sections de rotor et de stator.
Les chambres d'allumage et les chambres d'expansion sont aménagées
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dans des têtes amovibles, comme le montrent les figs. 3 et 4.
Pour prévenir les fuites de gaz hors des chambres de combustion de volume variable 26 et 27, on peut prévoir diverses obturations.
Comme le montre la fig. 4, des cloisonnements étanches latéraux 28 peuvent être prévus contre la face profilée de chaque secteur de rotor, aux deux extrémités de'ce secteur ; et s'étendre entre le moyeu 29 et les extrémités radialement les plus extérieures des secteurs. Des obturations longitudinales 30 peuvent aussi être pré- vues sur chaque secteur de rotor, utiles entre le moyeu 29 et la surface radialement la plus intérieure du secteur. Elles s'étendent d'un bord longitudinal d'un secteur à l'autre.
Quant au profil, les corps des qecteurs de rotor comprennent des segments d'un cylindre ayant un diamètre extérieur tel qu'il assure un montage à glissement entre les plaques latérales discofdales du rotor. La portion radialement la plus intérieure de chaque secteur de rotor est montée pour tourner librement par rapport l'arbre 3.
Comme on l'expliquera, des secteurs analogues sont toujours à un intervalle de 1800 durant le cycle de combustion. Dans une variante constructive, des secteurs analogues, à savoir les secteurs mâles 7 et 8 et femelles 9 et 10, font corps. Deux des pièces de chaque paire sont formées, diamétralement opposées, sur un moyeu inté- gral commun. Ce moyeu peut s'étendre seulement jusqu'à mi- chemin transversalement à la largeur des secteurs d'un bord à leur ligne du milieu. Un moyeu ainsi découpé d'une paire complé-
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tera le demi-moyeu équivalent de l'autre paire, en sorte que les deux peuvent être placés sur l'arbre pour s'étendre sur toute la distance entre les bords du rotor, les secteurs de rotor étant sur leur position requise sur l'arbre.
De cette manière, les secteurs de rotor sont libres de se déplacer de la façon désirée, en ciseaux.
Grâce à ces dispositifs, les secteurs de rotor ne sont pas soumis à la force centrifige, contre le manchon.
Les secteurs de rotor peuvent encore être formés en éléments séparés, et disposer d'un diamètre intérieur qui forme joint de palier à l'arbre principal. Ou bien, comme on l'a préféré et com- me c'est le cas dans la réalisation représentée, des secteurs de rotor' indépendants 7,8, 9 et 10 peuvent être logés, par leur ex- trémirés radialement intérieures, entre le carter du manchon de rotor et le moyeu central 29.
Les quatre secteurs de rotor sont susceptibles de glisser dans leur carter, sur un moyeu d'une seule pièce 29, de façon à se déplacer angulairement par rapport à lui, tandis que le moyeu 29, pour sa part, est monté de façon à tourner en relation fixe avec/l'arbre 3.
Le moyeu 29 s'étend entre les plaques latérales de rotor 4 et 5.
Gràce à ces dispositions, la force centrifuge aux secteurs de rotor peut être largement éliminée, si l'on relie entre elles les paires, diamétralement opposées, de broches de rotor à l'intérieur de la botte d'engrenages commune. On peut encore prévoir des articula- tions anticentrifuges séparées entre chaque broche de rotor et l'ar-
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bre de sortie.
Des modifications considérables sont possibles, quant au profil des surfaces s'épousant des secteurs de rotor; mais, de préférence, celles-ci dont incurvées do façon que les deux chambres do com- bustion opposées comprennent une couronne mobile du genre tur- bine à deux aubes , comme le montrent les fige. 3 et 4. Dans ce cas, les extrémités intérieure et extérieure des surfaces de rotor co-radiales. Toutefois, les surfaces des secteurs mâles sont de profil convexe, les secteurs femelles, concaves.
A titre de variante, cependant, les faces des secteurs de rotor, qu'elles soient toujours convexes ou concaves-selon le cas, peuvent être profilées de telle sorte qu'elles approchent tangentiellement de la circonférence du manchon. Ou bien encore, ces faces peuvent être droites, et radiales ou obliques d'un certain angle par rapport au rayon du manchon.
Ces faces des secteurs de rotor s'étendent longitudinalement au travers du manchon de rotor, comme font les faces abuttant le man- chon cylindrique 6 et le moyeu 29. Néanmoins, les secteurs de rotor sont, autrement, de forme creuse, avec un bras transversal tel que celui qui est référencé 31 sur le secteur de rotor 7 (fig. 3).
Comme on l'a précédemment établi, l'ensemble rotor-stator 1R est, constructivement, l'image retournée de l'ensemble rotor-stator, IL et, en conséquence, les parties de l'ensemble 1R référencées dans
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la série 2A à 31A correspondent aux parties homologues 2 il 31 de l'ensemble IL.
L'arbre 3 est monté sur des paliers 32 et 32A dans des plaques latérales de stator 33 et 33A fixées aux enveloppes de stator 13 et 13A (fig. 2), Le palier à billes 32 élimine sensiblement tout déplacement li- néaire relatif entre l'extrémité sénestre de l'arbre et l'enveloppe de stator. Toutefois, un palier à aiguilles ou à galets 32A permet un déplacement relatif l'autre extrémité (à main droite) pour compenser les inégalités dans l'expansion thermique entre en- veloppe et arbre.
L'ensemble d'engrenage commun 2 agit pour obliger les secteurs de rotor des deux équipages à tourner, d'une façon générale, avec l'arbre 3, tout en oscillant l'un par rapport l'autre, afin de former un cycle de combustion équivalent, d'uno façon générale, à celui de la fig. 1.
Les cycles de rotations et de combustion des deux équipages de rotor homologues inversés sont en phase, les secteurs de/rotor d'un équi- page étant reliés en tandem avec ceux de l'autre, par le moyen de broches de rotor 34,35, 36 et 37. La broche 34, par exemple, logêe dans le bras transversal 31 du secteur de rotor 7, traverse norma- lement une fente courbe 38, la plaque latérale de rotor 5, l'engre-
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nage 2, une fente courbe semblable dans la plaque latérale de rotor 5A, et la reproduction inversée du secteur de rotor 7 dans l'ensemble rotor-stator 1R.
De même, le secteur derotor 9, relié à travers la fente courbe 38, et les secteurs de rotor 8 et 10, à travers la fente courbe 39, tournent en tandem avec les secteurs de rotoi' équivalents de l'ensemble 1R.
La longueur des fentes courbes 38 et 39 est appropriée au déplace- ment relatif maximum des secteurs de rotor.
Les circonférences extérieures de deux couronnes dentées intérieures 40 et 40A se trouvent de part et d'autre de l'élément de manchon de stator'41B. La couronne dentée 40 est située entre les éléments de manchon de stator 41 et 41B, et la couronne 40A entre les éléments 41B et 41A, Les éléments 41 et 41A sont placés respectivement contre les éléments 13 et 13A de l'enveloppe de stator. Lorsque le moteur est assemblé, les éléments 13, 13A, 40, 41, 41A, 42 et 42A sont boulonnés ensemble.
Un engrenage planétaire tournant avec l'arbre 3 comprend les plaques latérales 42 et 42A et des pignons planétaires 43, 44, 45 et 46, qui sont montés sur des arbres à vilebrequin 47 et 48 et tournent avec eux. Les pignons planétaires 43 et 44 sont montés sur l'arbre à vile- brequin 47, et les pignons planétaires 45 et 46, sur l'arbre à vilebre- quin 48. Ces arbres à vilebrequin tourillonnent entre les plaques laté- rales d'engrenage 42 et 42A, auxquelles leurs axes sont perpendicu-
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laires. Les pignons planétaires 43 et 45 sont en prise avec la couronne dentée 40, tandis que les pignons planétaires 44 et 46 sont en prise avec la couronne dentée 40A.
Des tiges de liaison 51, 52,53 et 54 ont leurs petites extrémités pivotant respectivement sur les broches de retor :36. 37,34 et 35, tandis que leursgrandes extrémités sont reliées aux manetons des vilebrequins. Ainsi, par exemple, les tiges de liaison 51 et 54 ont leurs extrémités pivotant respectivement sur les manetons 50 et 49 de l'arbre de vilebrequin 47 (cf. fig. 7).
En se reportant maintenant aux figs. 5 et 6, on peut voir que le montage, sur maneton excentré, des grandes extrémités des tiges de liaison par rapport aux pignons planétaires, a pour résultat un mouvement oscillant des broches de rotor par rapport aux pignons planétaires lorsque ces derniers tournent. Comme les axes des pignons planétaires sont fixes par rapport à l'arbre moteur et tournent vers lui, cela signifie que les broches de rotor et les secteurs de rotor oscillent par rapport au maneton de rotor et à l'arbre principal lorsque ce dernier tourne. Les manetons sont montés de façon que les secteurs de rotor se rapprochent et se déparent alternativement, pour définir le volume variable des chambres de combustion.
La fig. 8 montre comment les tiges anticentrifuges 55 et 56 sont montées respectivement avec les tiges de liaison 54 et 51, sur les broches de rotor 35 et 36. Les grandes extrémités 57 et 57A des
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anticentrifuges pivotent sur l'arbre principal 3, ce qui permet la libre oscillation des secteurs derotor, tout en éliminant les forces centrifuges. De m:ne, les broches de rotor 34 et 37 sont aussi équipées de telles tiges.
Pour accomplir le cycle de combustion selon les figs. 1A à 1G, il faut que les secteurs de rotor à .profil s'épousant savret et se ferment quatre fois pour chaque révolution de 360 de l'arbre principal.
L'examen des figs. 5 et 6 révèlera que, pour y parvenir, il faut que les couronnes dentées inférieures fixes et les pignons plané- taires aient des rapports d'engrenage de 4 à 1. Dans des disposi- tifs cycliques autres que celui qui vient d'être décrit à titre d'ex- emple, on peut admettre d'autres rapports d'engrenages.
On peut voir, en outre, que la vitesse angulaire des secteurs de rotor femelles sera supérieure à celle des secteurs !mâles lors- que les Recteurs s'écartent, la vitesse angulaire d'un secteur femelle étant le résultat combinant la rotation de l'arbre et l'oscillation ! positive du secteur. La situation est inversée lorsque les secteurs
1 se rapprochent.
L'exansion des gaz brûlant dans des chambres de combustion après l'allumage provoque la séparation des secteurs de rotor, et les bro- ches de rotor qui s'écartent entraînent les tiges de liaison et les manetons autour des axes des pignons planétaires, entraînant ainsi ces derniers autour de la couronne dentée intérieure fixe.
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Le moment est donc appliqué à l'équipage planétaire et aux équipages de rotor, qui agissentalors à la façon d'un volant pour faire parcourir au moteur les stades passifs de son cycle.
Dans ce dispositif, la performance complète du moteur est conditionnée par le développement de huit moments séparés. Il y a quatre moments angulaires de propulsion, qui sont développés par les deux manchons de rotor des deux équipages de rotor agissant selon le principe de la turbine à impact, et il y a quatre moments angulaires développés par les quatre pignons planétaires agissant selon le principe du vilebrequin. Ces huit composantes sont réunies en une résultante incorporée aux plaques latérales de rotor, au manchon et à l'équipage planétaire, tournant ensemble avec l'arbre principal.
Dans cette réalisation, le moteur est un compromis entre un moteur à turbine à gaz et un moteur à piston rotatif, et utilise les avantages des deux systèmes. Le haut rendement de ce moteur est caractérisé par l'existence d'un double bras de couple de longueur constante, du- rant le cycle de puissance tout entier. Il n'y a pas de points-morts.
La raison sous-jacente de l'efficacité supérieure du moteur est que l'énergie de la pression du gaz de combustion est utilisée de deux manières.
Premièrement, elle est convertie en un moment angulaire dans les chambres de combustion quand elle pousse à part les secteurs de rotor, et entraîne les pignons planétaires par les arbres à vilebrequin et les tiges de liaison. Secondement, quatre moments angulaires
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tangentiels. se dévoppent du fait de l'intervention du système des fenêtres du maneton de rotor, où une force de propulsion est créée par l'impact du gaz s'échappant à grande vitesse. Ces moments an- gulaires composants forment, comme on l'a décrit, un double bras de couple résultant, de longueur constante.
La réalisation représentée sur la fig. 2 est prévue pour un système de refroidissement intérieur par air. De l'air froid est amené, à température ambiante, à travers un filtre, par un ventilateur entraîné par le moteur et entre les ensembles rotor-stator par des passages
58, 59, 58A et 59A des plaques latérales de stator 33 et 33A. L'air traverse les équipages de rotor par les passages 4, 5, 4A et 5A des plaques latérales rotor. Ces passages sont situés dans les chambres intermédiaires et sont éloignés des régions encadrées par les cham- bres de combustion 26 et 27. Dans le cas de la plaque latérale de rotor 5, ce peuvent être simplement des fentes courbes 38A et 39A.
L'air quitte ensuite l'assemblage des pignons par des orifices abduc- teurs (tels que 60) de l'enveloppe fixe 41B du carter des engrenages.
Le refroidissement extérieur du moteur peut être assuré par des ner- vures de radiateur (telles que 62) prévues sur la périphérie externe de l'enveloppe de stator. Une chemise de refroidissement enveloppera ces nervures ou ailettes, et l'air frais pourra y être amené à tempé- rature ambiante par un ventilateur entraîne par le moteur. Cet air circulera le long des nervures, pour absorber la chaleur en excè- des enveloppes de stator.
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On peut ainsi incorporer, dans ces enveloppes, une chemise à eau, où circulerait le liquide de refroidissement.
Tous les composants seront, de préférence, montés par clavettes ou clés sur l'arbre de sortie 3, et chacun des équipages de rotor ou d'engrenage pourra être ôté de l'arbre comme un tout, sans avoir besoin d'être démonté pièce à pièce.
Les éléments composant le moteur peuvent être fabriqués en tout matériau traditionnel, tel qu'un alliage d'acier très résistant à la , traction pour les arbres et les pignons, de la fonte de fer pour l'enveloppe de stator, celle de l'engrenage, les plaques latérales de rotor et celles de l'engrenage, et un métal léger pour les rotors.
En ce qui concerne le refroidissement du moteur, il est à remarquer que les tolérances constantes des mouvements entre les secteurs de rotor et les manchons de rotor d'une part, et entre les manchons de rotor et les enveloppes de stator d'autre part, peuvent être réglées par un système approprié de contrôle thermostatique incorporé.
Ainsi, le refroidissement des équipages de rotor et de stator peut comprendre différents ventilateurs, et l'arrivée d'air de refroidissement peut être controlée par thermostat pour équilibrer le refroidissement du moteur. Il importe que le refroidissement du moteur soit tel qu'aucune inégalité indésirable de l'expansion thermique des pièces puisse apparaître au cours du fonctionnement.
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De môme, d'autres précautions seront nécessaires si l'on applique l'invention à quelque mise en oeuvre particulière. Par exemple, la lubrification du moteur peut être assurée par de tels systèmes de lubrification traditionnels connus, à pressurisation.
Des pompes à huile, à engrenage ou à plongeur, peuvent être employées avec liaison vers les paliers par des conduits forée. L'huile serait amenée à partir d'une pompe à engrenage 64 incorporée dans l'enve- loppe de l'engrenage. Autre possibilité: on peut incorporer au système déjà décrit de refroidissement intérieur à air, un système de lubri- . fication par brouillard d'huile.
Pour éliminer l'effet do succion centrifuge autour de la périphérie da l'équipage de rotor entratnant l'huile vers l'extérieur, on peut percer dans l'enveloppe de stator des passages correspondants pour la recol- lection de l'huile. Pour entraîner la pompe à huile et la tête du distri- buteur, le pignon 61 est monté sur l'arbre principal 3 ; ilest enfermé sous le carter 63.
Il peut sembler que, dans la réalisation représentée, les pignons pla- nétaires soient sourdeà un gros effort et à l'usure. Néanmoins, dans ces applications pratiques d'ordre général. un tel effort est normal pour cette sorte de pignons et de paliers. La vie d'un engrenage héli- coidal soumis à un tel effort, est comparable à celle d'un palier à billes, à galets ou à aiguilles soumis aux mêmes charges.
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Comme on l'a précédemment établi, le moteur décrit, à titre d'exem- ple, 'en référence aux figs. 2 à 8, a donné particulièrement satisfac- tion dans l'élimination des efforts de torsion et des problèmes d'équi- libre'. Pour être complet, cependant, plusieurs variantes constructi- ves vont être brièvement décrites.
Premièrement, une réalisation, analogue à celle qui est représentée, peut contenir une couronne dentée intérieure fixe située entre les deux équipages de rotor, portant quatre pignons planétaires.
Dans une autre variante, un équipage rotor-stator peut être employé avec deux couronnes dentées intérieures fixes, une de chaque côté.
Les broches de rotor sont placées de chaque côte- des secteurs de rotor, et là encore, l'effort de torsion est éliminé entre les pignons planétaires et les équipages de rotor.
De!ce qui précède, on comprndra que des équipages rotor-stator et des' couronnes dentées fixes peuvent être montés en nombre quelcon- que sur le rntrne arbre d'entraînement, avec liaison axiale ou radiale.
On peut voir que la présente invention offre un moteur d'où l'on a éli- miné la nécessité d'avoir des soupapes, et qui bénéficie, au cours de son fonctionnement, d'un double bras de couple de longueur constante, sans points-morts. Le fonctionnement de ce moteur est amélioré par l'effet de turbine des secteurs de rotor et des buses de manchon de rotor.