EP0851970B1 - Moteurs a combustion interne rotatifs - Google Patents

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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines

Definitions

  • the engine operate as a four stroke/cycle engine with the rotor assemblies being driven in the reverse direction to the crankshaft at an average rotational speed equal to one third thereof, that each rotor has a rotor body extending into and sealing the inside opening of the toroidal cylinder and four pistons disposed equidistant about the outer portion of the rotor body and that the inlet and outlet port means comprise a pair of diametrically opposed inlet ports and a pair of diametrically opposed outlet ports and that respective inlet and outlet ports are disposed in pairs of ports adjacent one another and adjacent the position of the pistons when disposed beside one another.
  • This output shaft speed is accommodated using a final drive ratio of 1:1.
  • similar proportions will exist. That is smaller wheel diameters will correlate to smaller toroidal cylinders with rotor assemblies rotating at higher speeds for the same piston speed.
  • each drive pin 56 supports a bearing block 57 at its opposite ends and each bearing block 57 has a part-cylindrical outer bearing surface 87.
  • Table 1 details the mode of the working chambers defined between the sixteen working faces of the pistons relative to the rotation of the crankshaft. This tabulation also shows the relative rotation of the rotors as well as their corresponding angular velocities for the cycle positions tabulated.

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Abstract

Moteur toroïde (20) muni d'ensembles rotor opposés (45) supportant des pistons (47) disposés sur chaque ensemble rotor (45). Entre les pistons (47) se trouvent des chambres de travail constituant des portions de tore dans lesquelles un mélange combustible d'air et de carburant est comprimé puis mis à feu lorsque le volume de la chambre de travail atteint son minimum, ce qui oblige les pistons (47) et ensembles rotors (45) actifs à ce moment-là à accélérer. Les ensembles rotor entraînent un élément planétaire (50) en rotation autour de son axe par une liaison pivot glissant (56). Le ou les éléments planétaires (50) sont supportés par un maneton (51) d'un vilebrequin (40) et font partie intégrante d'un engrenage planétaire en prise avec un pignon solaire ou annulaire (53) centré sur l'axe du vilebrequin. Le vilebrequin (40) peut être disposé de façon à tourner dans le sens contraire de celui des ensembles rotor (45), l'engrenage planétaire (52) étant en prise avec un pignon annulaire (53), ou dans le même sens, l'engrenage étant en prise avec un pignon solaire.

Claims (28)

  1. Dispositif de mouvement rotatif positif du type comprenant :
    un cylindre toroïdal fixe situé dans un ensemble de boítier du cylindre qui procure une ouverture annulaire s'étendant autour d'une partie périphérique intérieure du cylindre toroïdal,
    des rotors juxtaposés s'étendant dans l'ouverture annulaire et fermant l'ouverture annulaire et supportant des pistons respectifs dans le cylindre toroïdal ; dans lequel cylindre les pistons peuvent se déplacer dans une progression hésitante à travers le cylindre toroïdal ; lesdits pistons étant chacun entourés par des moyens d'étanchéité qui s'engagent directement avec la paroi du cylindre toroïdal pour former des chambres de travail d'extension et de contraction dans le cylindre toroïdal entre des pistons adjacents, des ports d'entrée et de sortie situés dans la paroi du cylindre toroïdal pour faire rentrer et sortir du fluide dans et hors des chambres de travail,
    un arbre d'entraínement supporté dans l'ensemble du boítier de cylindre pour tourner autour d'un axe de l'arbre d'entraínement concentrique par rapport à l'axe des rotors,
    et caractérisé en ce que :
    l'arbre d'entraínement a un maneton décalé par rapport à l'axe de l'arbre d'entraínement et disposé entre le support principal et les rotors,
    le maneton supporte un membre planétaire destiné au mouvement d'orbite autour de l'axe de l'arbre d'entraínement,
    le membre planétaire peut tourner autour du maneton et s'engrène avec des moyens d'entraínement complémentaires associés à l'ensemble de boítier de cylindre où la rotation du vilebrequin incite le membre planétaire à tourner et à orbiter autour de l'axe de l'arbre d'entraínement à une vitesse de rotation prédéterminée par rapport au vilebrequin,
    chaque rotor a une connexion d'entraínement respective avec le membre planétaire décalé par rapport à l'axe de l'arbre d'entraínement afin de faire tourner les rotors, de manière à ce que les pistons portés par le rotor se déplacent dans une progression hésitante à travers le cylindre toroïdal dans lequel les pistons respectifs définissent les chambres de travail d'extension et de contraction dans ledit cylindre toroïdal et une des connexions d'entraínement s'étendant à partir du membre planétaire à travers une ouverture dans le rotor proche du rotor éloigné.
  2. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 1, dans lequel la connexion directe d'entraínement entre chaque rotor et chaque membre planétaire est une tige d'entraínement disposée avec son axe de façon parallèle par rapport à l'axe de l'arbre d'entraínement et qui est située de façon fixe dans un des membres planétaires ou dans un rotor et reçue de façon coulissante dans une fente radiale respective de l'autre tige.
  3. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 2, dans lequel chaque tige d'entraínement est située de façon fixe dans un rotor respectif et dans lequel un membre planétaire en double est monté de façon axiale par rapport audit maneton sur un autre maneton qui se trouve par contre du coté opposé des rotors et dans lequel dispositif de mouvement rotatif positif chaque tige d'entraínement s'étend à travers une fenêtre dans le rotor adjacent vers une fente respective dans chaque membre planétaire.
  4. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 3, dans lequel chaque fente est une fente radiale et les fentes sont disposées de façon symétrique autour du membre planétaire.
  5. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel chaque tige d'entraínement est reçue dans un bloc à coulissement qui est susceptible d'être coulissé librement le long de la fente respective.
  6. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 5, dans lequel chaque tige d'entraínement est reçue de façon rotative dans un bloc à coulissement respectif.
  7. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque fente a un profil circulaire où chaque bloc à coulissement est maintenu dans une fente respective.
  8. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'arbre d'entraínement comporte un palier intermédiaire sur lequel sont montés les rotors, où les supports intermédiaires sont concentriques par rapport à l'axe de l'arbre d'entraínement et situés entre les supports principaux.
  9. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 8, dans lequel le support intermédiaire s'étend de façon radiale au-delà du maneton.
  10. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le maneton et le support intermédiaire sont formés de façon solidaire et chaque palier intermédiaire principal est fixé de façon excentrique par rapport à la saillie terminale du maneton.
  11. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le palier intermédiaire est symétrique par rapport au plan médian comportant la ligne médiane toroïdale du cylindre toroïdal.
  12. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ouverture annulaire est symétrique par rapport au plan médian.
  13. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 12, dans lequel l'ouverture forme une ouverture rétrécie vers le cylindre toroïdal.
  14. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les faces périphériques des rotors sont cylindriques et s'étendent ensemble et se terminent dans des jonctions opposées respectives entre l'ouverture et le cylindre toroïdal.
  15. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 14, dans lequel des rotors juxtaposés s'adaptent au plan médian comportant la ligne médiane toroïdale du cylindre toroïdal et la connexion entre les rotors et les pistons respectifs qui s'étendent à travers des faces périphériques des rotors respectifs sur des cotés opposés dudit plan médian.
  16. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les rotors juxtaposés sont identiques mais disposés de façon opposée l'un par rapport à l'autre.
  17. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble de boítier de cylindre comporte des parties de boítier opposées respectives qui s'adaptent le long du plan médian comportant la ligne médiane du cylindre toroïdal.
  18. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 17, dans lequel les ports d'entrée et de sortie sont éloignés de la jonction des parties de boítier.
  19. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 17, dans lequel l'ensemble d'arbre d'entraínement entre les parties de boítier est monté de façon rotative par rapport aux parties de boítier opposées en introduisant de façon axiale des extrémités opposées de l'arbre d'entraínement dans des parties de boítier opposées et dans lequel la connexion d'entraínement comporte des composants qui peuvent être fonctionnellement assemblés sur l'arbre d'entraínement à partir d'une ou des extrémités opposées respectives de l'arbre en engageant des composants entre eux dans une direction axiale où le dispositif de mouvement rotatif positif peut être assemblé facilement en ajoutant de façon séquentielle des composants dans une direction axiale vers un engagement fonctionnelle l'un par rapport à l'autre.
  20. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque extrémité de l'arbre d'entraínement est exposé à des cotés opposés dudit ensemble de boítier de cylindre.
  21. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque membre planétaire a un train planétaire concentrique avec un maneton qui s'engrène dans un engrenage associé complémentaire avec l'ensemble de boítier de cylindre et étant disposé de façon concentrique par rapport à l'axe de l'arbre d'entraínement.
  22. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cylindre toroïdal a une section transversale circulaire.
  23. Dispositif de mouvement rotatif positif selon l'une quelconque des revendications précédentes et configuré en tant que machine à quatre cycles, dans lequel dispositif de mouvement rotatif positif :
    les rotors sont entraínés dans une direction inverse par rapport à celle de l'arbre d'entraínement,
    les ports d'entrée et de sortie comportant une paire de ports diamétralement opposés et une paire de ports de sortie diamétralement opposés,
    les ports d'entrée et de sortie respectifs sont disposés par paires à des positions éloignées respectives qui sont adjacentes à la position à laquelle les pistons forment des volumes minimaux de chambre de travail.
  24. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 23, dans lequel les rotors juxtaposés supportent au moins le nombre de pistons qui correspond au nombre de cycles du type de machine avec des augmentations en nombre de pistons sur des rotors juxtaposés étant plusieurs.
  25. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 24, dans lequel :
    les pistons sont supportés en nombre identique sur une paire de rotors juxtaposés ; le nombre total de pistons étant un multiple de quatre ; les pistons étant disposés à des distances égales par rapport à chaque rotor respectif ;
    les ports d'entrée et de sortie comprennent au moins un port d'entrée et un port de sortie pour chacun des quatre pistons ;
    les ports d'entrée et de sortie sont disposés à des positions éloignées respectives auxquelles /au niveau desquelles des positions adjacentes forment des volumes minimaux de chambre de travail où chaque port d'entrée s'ouvre de façon successive dans un rapport de temps constant vers une chambre de travail d'extension et chaque moyen de port de sortie s'ouvre de façon successive dans un rapport de temps constant vers une chambre de travail de contraction.
  26. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 25, dans lequel les pistons sont circulaires de profil et chacun a un joint d'étanchéité annulaire de piston s'étendant sur sa partie circulaire et lequel joint d'étanchéité s'engage avec la paroi fixe toroïdale et comporte un autre joint d'étanchéité qui s'engage dans la partie du rotor opposé exposé dans ladite ouverture annulaire.
  27. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 25 ou 26 fonctionnant sous la forme d'une machine à combustion interne à quatre temps et ayant uniquement un port d'entrée et un port de sortie pour tous les quatre pistons.
  28. Dispositif de mouvement rotatif positif selon la revendication 25 ou 26 fonctionnant sous la forme d'une machine à combustion interne à deux temps et ayant deux ports d'entrée et deux ports de sortie pour tous les quatre pistons.
EP96929973A 1995-09-19 1996-09-16 Moteurs a combustion interne rotatifs Expired - Lifetime EP0851970B1 (fr)

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