FR1457642A - Machine à combustion interne à pistons rotatifs - Google Patents

Description

Machine à combustion interne à pistons rotatifs.
L'invention concerne une machine à combustion interne du type à pistons rotatifs, c'est-à-dire dans laquelle l'ensemble pistons, cyclindres et carter tourne autour de l'axe de rotation de la machine.
Dans les moteurs connus à combustion interne de ce type, au début de la détente des gaz dans un cylindre, c'est-à-dire au moment où la pression régnant dans ce cylindre est la plus forte, un faible couple est seulement transmis à l'arbre moteur, par suite, en particulier, de l'obliquité de la bielle, il en résulte ainsi un faible couple de démarrage.
Un objet de l'invention est de permettre la réalisation d'un moteur rotatif ne présentant pas cet inconvénient, c'est-à-dire dont le dispositif mécanique transformant l'énergie calorifique en énergie cinétique, exerce sur l'arbre moteur, dès le début du temps moteur, et en particulier au démarrage, un couple élevé demeurant positif pendant toute la durée de la détente des gaz.
Selon une caractéristique de l'invention la machine est constituée essentiellement par deux paires de glissières, solidaires l'une de l'autre et montées coulissantes, respectivement, sur un dique fixe dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation de la machine, et sur une came fixe, parallèle au disque, et, de préférence, solidaire de celui-ci, chaque piston étant lié mécaniquement à une bielle solidaire des glissières, dirigées suivant l'axe du piston et sensiblement tangente au disque fixe, l'ensemble des bielles étant disposé régulièrement autour du disque, les pistons coulissant dans les cylindres solidaires d'un carter mobile autour de l'axe de rotation de la machine.Ainsi la force à laquelle est soumis un piston au cours du temps moteur, est, pendant toute sa durée. appliquée directement sur les glissières, tangentiellement au disque fixe et les entraîne en rotation autour du disque.
En outre, il est bon de noter que la transmission de l'effort moteur du piston aux glissières, s'effectue directement et non par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement susceptible d'absorber de l'énergie, ce qui permet de réaliser une machine présentant un très bon rendement.
Les divers modes de réalisation de l'invention différent les uns des autres essentiellement par la nature et la forme des glissières, par le nombre d'ensembles piston-bielle et par le profil de la came.
Selon un mode de réalisation préféré la came fixe est constituée par un disque excentré par rapport à l'axe de rotation de la machine.
Selon une caractéristique particulière à l'invention les deux paires de glissières sont constituées respectivement par les deux couples de côtés opposés d'une pièce rigide en forme de cadre rectangulaire ou carré.
Le nombre d'ensemble piston-bielle peut-être quelconque, pair ou impair, il suffit qu'ils soient régulièrement disposés autour du disque concentrique à l'axe de rotation de la machine. Dans la description qui suit, ce nombre a été pris à deux, à titre d'exemple.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, les deux disques sont munis d'un roulement à billes ou autres à leur périphérie. D'autre part, ces disques peuvent être de diamètres semblables ou différents.
Suivant un autre mode de réalisation, la bague extérieure d'un roulement d'un disque, peut être constituée par un plateau à galets sensiblement rectangulaire.
Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation. ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un exem- ple de réalisation de glissières selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en coupe montrant la position d'une paire de glissières en contact avec le disque correspondant. La figure 3 est une vue schématique en coupe montrant la position de l'autre paire de glissières en contact avec l'autre disque. La figure 4 est une représentation schématique en coupe de l'ensemble du moteur vu suivant l'axe de celui-ci. La figure 5 est une coupe suivant V-V de la figure 4.
Les figures 6, 7, 8, 9 et 10 représentent diverses positions du moteur à partir du début du temps de travail pour chaque déplacement angulaire de 45[deg].
La figure 11 représente un roulement à billes pour disque, en forme de plateau à galets suivant l'invention. La figure 12 représente en coupe partielle un dispositif à engrenage permettant la commande de la chemise tournante du cylindre. La figure 13 est une vue schématique de profil en coupe d'un autre exemple de réalisation de moteur. La figure 14 est une vue schématique de profil en coupe des moyens d'entraînement de l'axe de rotation du moteur, et La figure 15 est une vue partielle en coupe selon XV-XV de la figure 14.
Telle qu'elle est représentée sur la figure 1, la pièce rigide appelée également bielle à double effet , a l'apparence d'un cadre rectangulaire formé par deux -glissières 1 et 1' parallèles et perpendiculaires aux axes 3' et 4' des pistons 3 et 4, et par deux glissières 2 et 2' parallèles entre elles et aux axes 3' et 4' des pistons 3 et 4.
Les axes 3' et 4' constituent les bielles proprement dites des pistons correspondants et peuvent être également appelés bielles à simple effet par opposition à la bielle à double effet qui est formée par tout l'ensemble rigide constitué par les glissières.
Le plan formé par les glissières 1 et 1' est décalé mais parallèle à celui des glissières 2 et 2'.
Les pistons 3 et 4 sont montés en opposition; leurs axes 3' et 4' sont parallèles. Le piston 3 est disposé au coin des glissières 1 et 2 et le piston 4 au coin des glissières l'et 2'.
La figure 2 représente une bielle à double effet avec les deux cylindres 5 et 6. La coupe représentée montre le disque fixe 7 concentrique à l'axe de rotation du moteur, servant de guide aux glissières parallèles 2 et 2 'qui restent constamment en contact avec lui. La figure 3 représente une coupe où l'on voit le disque 8 excentré par rapport à l'axe du moteur servant de guide aux glissières 1 et l' qui restent constamment en contact avec lui.
On voit que le disque 7 est dans le plan des glissières 2 et 2', tandis que le disque 8 est dans le plan des glissières 1 et 1'. Ceci est illustré par les figures 4 et 5.
La figure 4 représente l'ensemble du moteur en position de début de détente des gaz.. La poussée exercée dans le cylindre 5 sur le piston 3 imprime à tout l'ensemble un mouvement de rotation 1[deg] par une poussée exercée sur la bielle à double effet (et notamment la glissière 2) qui pivote autour des disques 7 et 8, faisant office de manetons, 2[deg] par une poussée par glissement à l'intérieur du cylindre 5 fixé par des moyens conventionnels 15 au carter rotatif Il qu'il entraîne.
Ainsi, comme il a déjà été indiqué, la poussée exercée sur le piston est directement communiquée aux glissières et le couple du moteur est maximal.
La course des pistons est obtenue par l'excentricité deux disques 7 et 8. La distance notée 13 séparant les centres des deux disques multipliée par 2 définit cette course.
La figure 5 représente une coupe suivant V-V de la figure 4. On y voit notamment l'axe 12 de rotation du moteur qui est rendu solidaire du carter Il par des moyens conventionnels 14. Les disques 7 et 8 fixes, sont fixés sur le manchon 9 qui prolonge une partie du bâti fixe 10. Le carter 11 tourne autour du bâti 10 par l'intermédiaire d'un roulement 16 dont la bague intérieure est solidaire du carter rotatif 11, l'étanchéité étant assurée par des moyens conventionnels.
Le fonctionnement du moteur va maintenant être décrit en relation avec les figures 6, 7, 8, 9 et 10 qui indiquent la position du moteur pour chaque déplacement angulaire de 45[deg].
Etant entendu que le moteur à combustion interne peut être de tout type connu et en particulier à explosion à 2 ou 4 temps, ce cas étant donné à titre d'exemple.
Dès l'explosion dans la chambre de compression du cylindre 5 (fig. 6), les gaz se détendent, poussent le piston 3 et impriment à l'ensemble rotatif du moteur un mouvement qui est transmis à l'arbre moteur par le carter 11. D'autre part, au début du temps moteur, le piston 4 est en bas de course dans le cylindre 6. Quand le moteur a tourné de 45[deg], le piston 3 est descendu dans le cylindre 5 et le piston 4 est monté dans le cylindre 6. La bielle à double effet occupe, par rapport aux disques 7 et 8, la position montrée figure 7. Les figures 8 et 9 montrent la position de la bielle à double effet quand le moteur a tourné de 90[deg] puis de 135[deg].
Enfin, la figure 10 montre l'ensemble qui a effectué un demi-tour, le piston 4 et le cylindre 6 occupant la place du piston 3 et du cylindre 5 (fig. 6) et vice versa.
Comme on l'a dit précédemment, les disques 7 et 8 sont, de préférence, suivant l'invention, munis d'un roulement à billes ou autres à leur périphérie afin de réduire le frottement avec les glissières 1 et 1', 2 et 2'.
La figure 11 représente un disque 17 semblable à un disque 7 ou 8, qui est couplé, par exemple par un roulement à billes 18, une pièce carrée ou rectangulaire 19 munie de 4 galets 20, 21, 22 et 23 sur lesquels peuvent glisser des glissières 24 et 24' analogues aux glissières 1 et 1' ou 2 et 2'. Seules les parties des glissières 24 et 24' en contact avec les galets sont montrées sur cette figure. La figure 12 représente un dispositif permettant la commande d'une chemise tournante dans le cas d'un moteur sans soupape. Une roue dentée 31 fixe calée sur le manchon 9, entraîne du fait du mouvement rotatif de l'ensemble cylindre carter, un jeu d'engrenages dont l'un 25 relié à l'engrenage 27 par un axe 26 fait tourner sur elle-même une chemise 28 dont la base est formée par une couronne dentée 29.La chemise tournant à l'intérieur du cylindre 5 est reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'un ou plusieurs roulements 30 et d'une butée à bielle ou similaire 37. Le mouvement tournant de la chemise découvre successivement ses lumières 32 en face des orifices d'alimentation et d'échappement 33 du cylindre 5. L'étanchéité entre la chemise et le cylindre est obtenue par des moyens conventionnels :
La pièce 34 représente l'appareil d'allumage pour les moteurs qui en comprenne un. Dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit le moteur comporte deux pistons. Cet exemple n'est bien entendu, pas limitatif, et le moteur peut comporter un nombre quelconque d'ensembles piston-cylindre, les bielles de ces ensembles étant situées sensiblement dans le même plan qui coïncide avec celui des glissières.
Selon une variante de réalisation, les ensemblespistons-cylindre peuvent être associés deux par deux dans des plans perpendiculaires au plan des glissières. C'est ainsi que dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 13 le moteur comporte deux pistons 3 coulissant dans deux cylindres 5 parrallèles, les deux pistons étant fixés au coin des glissières 1 et 2 au moyen d'une bielle spéciale 35 en forme de V dont le plan est perpendiculaire au plan des glissières. Le moteur comporte également deux pistons 4 coulissant dans deux cylindres 6 parallèles, les pistons étant fixés au coin des glissières l'et 2' au moyen d'une bielle 36 en forme de V identique et parallèle à la bielle 35.
Les bielles 35 et 36 se comportent comme les axes 3' et 4' (ou bielles) des pistons 3 et 4. du moteur représenté sur les figures 1 à 10, aussi le fonctionnement du moteur de la figure 13 est-il identique à celui décrit précédemment.
L'axe de rotation 12 du moteur peut être accouplé à l'ensemble rotatif de multiples manières. Un exemple de cet accouplement est représenté sur les figures 14 et 15, et comporte essentiellement une roue dentée 38 calée sur l'axe de rotation 12, ou arbre de sortie du moteur, une couronne dentée intérieurement 39 solidaire de l'ensemble rotatif, et une autre roue dentée 40 en prise avec la roue 38 et la couronne 39 et montée libre sur un axe 41 solidaire du manchon fixe 9 qui est lui-même solidaire du bâti de la machine.
Ainsi, lors d'un déplacement de l'ensemble rotatif selon la flèche 42, par exemple, la roue 40 entraînée par la couronne 39 tourne autour de l'axe fixe 41 dans le sens de la flèche 43, et la roue 38, et par suite l'arbre de sortie 12 du moteur, tourne dans le sens de la flèche 44.
L'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation décrits et représentés, elle en couvre au contraire toutes les variantes en ce qui concerne en particulier la nature, et la forme des glissières, le profil de la came, le nombre d'ensembles pistonbielle, la nature des moyens d'entraînement de l'arbre de sortie de la machine, et le mode d'utilisation de la machine.

Claims (7)

RÉSUMÉ La présente invention a pour objet une machine a combustion interne du type à pistons rotatifs, caractérisée par les points suivants pris isolément ou en combinaison :

1. Elle est constituée essentiellement par deux paires de glissières, solidaires l'une de l'autre et montées coulissantes, respectivement, sur un disque fixe dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation de la machine, et sur une came fixe, parallèle au disque, et, de préférence, solidaire de celui-ci, chaque piston étant lié mécaniquement à une bielle solidaire des glissières, dirigée suivant l'axe du piston et sensiblement tangente au disque fixe, l'ensemble des bielles étant disposé régulièrement autour du disque, les pistons coulissant dans les cylindres solidaires d'un carter mobile autour de l'axe de rotation de la machine.

2. La came fixe est constituée par un disque excentré par rapport à l'axe de rotation de l'axe de la machine.

3. Les ensembles piston-cylindre sont associés deux par deux dans des plans perpendiculaires aux glissières, les deux pistons de chaque ensemble étant parallèles et solidaires d'une bielle en forme de V elle-même solidaire des glissières, la ligne d'action de cette bielle étant parallèle aux axes des pistons en leur milieu.

4. Les deux paires de glissières sont constituées respectivement par les deux couples de côtés opposés d'une pièce rigide en forme de cadre rectangulaire ou carré.

5. La machine comporte deux pistons dont les deux bielles fixées respectivement sur deux côtés opposés de la pièce rigide, sont parallèles et ont des directions opposées.

6. Chaque disque est muni d'un roulement à billes ou organe similaire, disposé à sa périphérie.

7. La bague extérieure d'un roulement d'un disque, peut être constituée par un plateau à galets sensiblement rectangulaire ou carré.