FR2693503A1 - Dispositif mécanique utilisé pour former un moteur ou une pompe ou un compresseur à piston rotatif. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif mécanique comprenant au moins une paire de rotors (11, 12) tournant à l'intérieur d'un carter (13), solidaires d'arbres principaux coaxiaux respectifs (9, 10) et des moyens d'asservissement des rotations des deux arbres principaux de sorte que les rotors délimitent dans leur mouvement de rotation entre eux et le carter des chambres de volume variable. Selon l'invention, les moyens d'asservissement comprennent deux bras (1, 2) solidaires de deux axes de rotation respectifs (4) et reliés par une bielle (3) articulée sur deux axes d'articulation (6, 7) portés respectivement par les bras, les axes de rotation et les axes d'articulation étant parallèles et disposés, dans une position de référence pour le mouvement, respectivement comme les sommets opposés d'un carré, et des engrenages (8) portés par les axes de rotation des bras et par les arbres principaux (9, 10) et engrenant entre eux pour que les arbres principaux tournent dans le même sens.

Description

La présente invention concerne le domaine des machines, moteurs ou pompes ou compresseurs, à piston rotatif.

Dans ce type de machine, deux rotors tournent à l'intérieur d'un carter et sont asservis l'un par rapport à l'autre dans leur mouvement de rotation pour former entre eux et avec le carter des chambres de volume variable.

On conçoit ainsi qu'en prévoyant dans un premier cas des orifices d'admission et d'échappement, ainsi qu'un dispositif d'allumage, on puisse réaliser un moteur, et en prévoyant dans un deuxième cas, non exclusif du premier, des orifices d'aspiration et de refoulement, on puisse réaliser une pompe. Le principal avantage de la machine obtenue sur les moteurs ou pompes ou compresseurs à piston à mouvement alternatif réside dans la suppression de l'attelage bielle-manivelle.

I1 est connu un moteur à piston rotatif comprenant une paire de rotors tournant à l'intérieur d'un carter, ces rotors étant solidaires de deux arbres principaux coaxiaux, et des moyens d'asservissement des rotations des deux arbres de sorte que ceux-ci délimitent, dans leur mouvement de rotation, entre eux et le carter des chambres à volume variable. Les moyens d'asservissement comprennent une série d'engrenages complexes et coûteux à réaliser. D'autre part, les orifices d'admission et d'échappement de ce moteur sont obturés par des soupapes, ce qui implique un mécanisme à came complexe pour commander ces soupapes.

La présente invention a pour objet un dispositif mécanique amélioré, utilisé pour former un moteur ou une pompe ou un compresseur à piston rotatif.

L'invention atteint ce but grâce à un dispositif mécanique du type comprenant au moins une paire de rotors tournant à l'intérieur d'un carter, ces rotors étant solidaires de deux arbres principaux coaxiaux respectifs, dont un arbre intérieur et un arbre extérieur, et des moyens d'asservissement des rotations des deux arbres principaux de sorte que les rotors délimitent dans leur mouvement de rotation entre eux et le carter des chambres de volume variable.

Selon une première caractéristique de l'invention, les moyens d'asservissement comprennent deux bras solidaires de deux axes de rotation respectifs et reliés par une
bielle articulée sur deux axes d'articulation portés respectivement par les
bras, les axes de rotation et les axes d'articulation étant parallèles et
disposés, dans une position de référence pour le mouvement, respective
ment comme les sommets opposés d'un carré, et des engrenages portés par les axes de rotation des bras et par lesdits
arbres principaux et engrenant entre eux pour que les arbres principaux
tournent dans le même sens.

De préférence, chaque bras est muni, à ses extrémités, de dentelures aptes à engrener avec les dentelures de l'autre bras lorsque les deux bras sont en alignement mutuel.

Dans un mode de réalisation de l'invention, les engrenages sont conçus de façon à transmettre respectivement à chacun des axes de rotation une vitesse double, en module, de celle desdits arbres principaux.

Lorsque le dispositif est utilisé pour former un moteur, le carter comporte au moins une lumière d'admission de mélange gazeux inflammable, des moyens d'allumage de ce mélange et au moins une lumière d'échappement des gaz brûlés.

Alors, de préférence, l'un des rotors est constitué d'une embase cylindrique solidaire de l'arbre principal intérieur et de même axe, creusée depuis l'une de ses tranches d'extrémité sur une partie de son épaisseur, et sur deux secteurs angulaires identiques diamétralement opposés de sa périphérie, pour former une première paire de pales radiales, réunies par un noyau cylindrique, et l'autre de ces rotors est constitué d'une embase cylindrique de même diamètre creusée depuis une tranche d'extrémité sur la même épaisseur et sur des secteurs angulaires identiques diamétralement opposés de sa périphérie pour former une deuxième paire de pales radiales, et présente selon son axe deux alésages, l'un traversant pour le passage de l'arbre principal intérieur et l'autre formant un logement entre les deux pales dans lequel s'ajuste ledit noyau cylindrique lorsque les deux rotors sont montés dans le carter en emboîtement l'un dans l'autre, délimitant ainsi entre les pales quatre chambres de volume variable. De préférence, les pales s'étendent chacune sur un secteur angulaire d'environ 45 , et les lumières d'admission et d'échappement s'étendent sur un secteur angulaire légèrement inférieur, celles-ci étant disposées en outre symétriquement par rapport à des plans décalés angulairement d'un même angle de part et d'autre d'un plan contenant les moyens d'allumage et un axe de symétrie pour les arbres principaux coaxiaux.

Dans une réalisation, les moyens d'allumage déclenchent quatre inflammations de mélange gazeux inflammable pour une révolution des rotors à l'intérieur du carter.

De préférence, la force motrice est récupérée sur l'arbre principal intérieur.

De préférence, le dispositif comporte au moins un deuxième carter, distinct de celui recevant les rotors, dans lequel ou lesquels sont placés lesdits engrenages et les bras reliés par la bielle.

Dans une variante de réalisation de l'invention, les deux rotors délimitent entre eux et le carter huit chambres à volume variable, les moyens d'engrenage sont aptes à transmettre respectivement à chacun des axes de rotation des bras une vitesse quadruple, en module, de celle des arbres principaux, et le carter comporte deux lumières d'admission, deux lumières d'échappement et deux moyens d'allumage, respectivement diamétralement opposés dans le carter.

Dans une autre variante de réalisation, le dispositif mécanique comporte deux paires de rotors, les lumières d'admission, d'échappement et les moyens d'allumage d'une paire étant disposés symétriquement par rapport à l'autre paire autour d'un axe de symétrie pour les arbres principaux coaxiaux.

Lorsque le dispositif est utilisé pour former une pompe ou un compresseur, le carter comporte au moins une lumière d'aspiration de fluide, au moins une lumière de refoulement de fluide et des moyens d'entraînement en rotation de l'un des rotors.

Alors, de préférence, chacun des rotors comporte une pale radiale s'étendant sur un secteur angulaire sensiblement égal à 90 , les deux rotors s'ajustant à l'intérieur du carter pour former entre les deux pales et la paroi du carter deux chambres à volume variable, les lumières d'aspiration et de refoulement s'étendant chacune sur un secteur angulaire légèrement inférieur à 90" et étant décalées angulairement de quelques degrés l'une par rapport à l'autre.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, de deux exemples de réalisation non limitatifs de l'invention, l'un utilisé pour former un moteur et l'autre utilisé pour former une pompe ou un compresseur, et à l'examen du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale, avec
arrachement partiel, d'un dispositif mécanique selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique montrant les deux bras reliés par la
bielle, - les figures 3A et 3B représentent en perspective, isolément, chacun des
deux rotors, - la figure 4 est une vue schématique de face, selon la direction des axes
d'articulation et de rotation, montrant l'agencement des différents
engrenages, - les figures 5A à 5E montrent des positionnements caractéristiques des
deux rotors lors d'un cycle moteur à quatre temps, - les figures 6A à 6E montrent la disposition relative des deux bras
correspondant respectivement à chacune des positions des deux rotors,
représentées sur les figures 5A à 5E, - les figures 7A et 7B montrent deux exemples de réalisation de dentelures
prévues aux extrémités des bras, - les figures 8A à 8D montrent les différentes étapes d'un cycle de
fonctionnement d'un dispositif selon l'invention, utilisé pour former une
pompe ou un compresseur.

On a représenté de façon schématique, sur la figure 1, la configuration générale d'un dispositif mécanique conforme à l'invention, utilisé pour réaliser un moteur ou une pompe ou un compresseur. Ce dispositif comporte deux rotors 11 et 12, montés à rotation autour d'un axe géométrique R à l'intérieur d'un carter 13, dont la paroi délimite une cavité cylindrique de même axe. Les rotors 11 et 12 sont respectivement solidaires d'arbres principaux coaxiaux symétriques de révolution autour de l'axe R, dont un arbre principal intérieur 10 et un arbre principal extérieur 9, et sont asservis l'un par rapport à l'autre dans leur mouvement de rotation grâce à un ensemble d'engrenages 8 logé dans un carter 52, couplé en entrée à deux bras 1 et 2 reliés par une bielle 3 et en sortie à des parties des arbres principaux 9, 10 s'étendant hors du carter 13.Plus précisément, les deux bras 1 et 2 sont respectivement fixés sur deux axes de rotation parallèles entre eux et à l'axe R, dont l'un seulement, référencé 4, est représenté sur la figure 1, et évoluent à l'intérieur d'un carter 53 accolé au carter 52, dans un plan perpendiculaire à l'axe R précité. La bielle 3 est articulée librement sur des axes d'articulation 6 et 7 parallèles entre eux et à l'axe R, portés respectivement par les bras 1 et 2. Si l'on se reporte à la figure 2 qui est une vue schématique selon la direction de l'axe R, on remarque que, conformément à une caractéristique de l'invention, les axes de rotation 4 et 5 et les axes d'articulation 6 et 7 sont respectivement disposés, dans une position de référence pour le mouvement des bras, comme les sommets opposés d'un carré représenté en pointillés.

Dans le cas où le dispositif selon l'invention est utilisé pour former un moteur, le carter 13 est avantageusement distinct des carters 52 et 53, de façon à éloigner la zone de combustion (carter 13) des engrenages et des bras (carters 52 et 53). Bien entendu, des moyens de lubrification, connus en eux-mêmes et donc non représentés, sont avantageusement prévus pour lubrifier toutes les pièces mobiles.

Les rotors 1 1 et 12 présentent de préférence la géométrie représentée sur les figures 3A et 3B.

Le rotor 11 est constitué d'une embase cylindrique lIa de révolution autour d'un axe X, dont le diamètre est ajusté au diamètre de la cavité cylindrique du carter 13, de façon à évoluer avec le jeu le plus réduit possible à l'intérieur de cette dernière, et raccordée par une tranche d'extrémité sur l'arbre principal extérieur 9 s'étendant selon le même axe
X. L'embase cylindrique 1 la et l'arbre 9 sont traversés par un alésage central 14 commun pour permettre le passage de l'arbre principal intérieur 10 lorsque les deux rotors 11 et 12 sont assemblés dans le carter 13.

L'embase cylindrique lla est munie sur sa tranche d'extrémité opposée 19 de deux pales radiales 16 et 17, venues de formation ou rapportées, symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe X. Les faces radialement externes des pales 16 et 17 se situent dans le prolongement de la surface radialement externe de l'embase cylindrique 1 la et les faces radialement internes 18, cylindriques autour de l'axe X, se situent en retrait du bord de l'alésage 14, pour définir entre elles un logement cylindrique 18a. Les pales 16 et 17 sont respectivement délimitées angulairement autour de l'axe X par des faces planes radiales référencées 16a et 17a.

Le rotor 12 est constitué d'une embase cylindrique 12a de même diamètre que l'embase cylindrique lIa, de révolution autour d'un axe
Y et traversée selon cet axe Y par l'arbre principal intérieur 10. L'embase cylindrique 12a porte sur une tranche d'extrémité 25 deux pales radiales 22 et 23, symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe Y, venues de formation ou rapportées, de même épaisseur que les pales 16 et 17 du rotor 11, ayant leurs faces radialement externes situées dans le prolongement de la surface radialement externe de l'embase cylindrique 12a et réunies par un noyau central cylindrique 24 apte à s'ajuster dans le logement 18a précité lorsque les deux rotors 11 et 12 sont assemblés dans le carter 13, l'axe X et l'axe Y étant alors confondus avec l'axe R.

Les deux rotors Il et 12, mobiles en rotation à l'intérieur du carter 13, s'ajustent étroitement entre eux et sur la paroi du carter 13 pour définir entre les faces radiales 16a, 17a, 22a et 23a des pales 16, 17, 22, 23, le noyau central cylindrique 24 et la paroi du carter 13 quatre chambres de volume variable dont le rôle sera précisé dans la suite.

On prévoiera avantageusement sur les rotors des moyens d'étanchéité et de compensation de l'usure ou de la dilatation thermique, connus en eux-mêmes et donc non représentés, constitués par exemple de joints situés à la périphérie des pales et sollicités par des moyens élastiques contre la paroi du carter.

On a représenté sur la figure 4, schématiquement, vu selon la direction de l'axe R, les divers pignons constitutifs des engrenages 8, servant à transformer les mouvements de rotation en des sens opposés des bras 1 et 2 en des mouvements de rotation de même sens des arbres principaux 9 et 10 et réciproquement. L'arbre extérieur 9 porte à son extrémité engagée dans le carter 52 un pignon 26 qui engrène sur un pignon 25 solidaire de l'axe de rotation 5. L'arbre intérieur 10 est muni d'un pignon 27 et engrène, au moyen d'un pignon intermédiaire 28, sur un pignon 29 solidaire de l'axe de rotation 4.Ainsi qu'on peut aisément le comprendre à l'examen de la figure 4, des mouvements de rotation en des sens opposés des axes 4 et 5, selon les flèches C et D sont transformés en des mouvements de rotation de même sens des pignons 26 et 27, selon la flèche K, donc des arbres principaux 9 et 10. En choisissant d'une manière appropriée, connue de l'homme de l'art, les rapports des nombres de dents des pignons 26 et 25 d'une part et des pignons 27, 28 et 29 d'autre part, on peut transformer des vitesses de rotation égales en module et de sens opposés des axes de rotation 4 et 5 des bras en des vitesses de rotation de même sens et de module moitié moindre des arbres principaux 9 et 10.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, les pignons 28 et 29 sont identiques.

On a représenté sur les figures 5A à 5E, qui sont des vues en section selon le trait de coupe V-V de la figure 1, les rotors 1 1 et 12 lors de différents temps d'un cycle moteur à quatre temps.

Lorsque le dispositif est utilisé pour réaliser un moteur, le carter comporte alors, conformément à une caractéristique de l'invention, au moins une lumière d'admission 30 d'un mélange inflammable et au moins une lumière d'échappement 31 des gaz brûlés, ainsi que des moyens d'allumage 32 du mélange inflammable, constitués d'une bougie. Les deux rotors Il et 12 délimitent entre eux et le carter 13 quatre chambres de volume variable 33, 34, 35 et 36 qui se comportent comme les cylindres d'un moteur à explosion classique à mouvement alternatif à quatre temps.

Les deux rotors Il et 12 sont représentés sur la figure 5A dans la position qu'ils occupent juste avant l'inflammation du mélange inflammable contenu dans la chambre 33 délimitée angulairement par les faces radiales 16a et 22a des pales 16 et 22, radialement par la paroi du carter 13 et le noyau cylindrique 24, et latéralement par les tranches d'extrémités 19 et 25 des embases cylindriques lIa et 12a.Selon une caractéristique avantageuse de ce mode de réalisation, les pales 16, 17, 22 et 23 s'étendent chacune sur un secteur angulaire d'environ 45 , les lumières d'admission 30 et d'échappement 31 s'étendent sur un secteur angulaire légèrement inférieur (de quelques degrés), et sont disposées symétriquement par rapport à des plans P' et P" décalés angulairement d'un même angle de 30 environ de part et d'autre d'un plan P contenant l'axe R et les moyens d'allumage 32.

L'inflammation du mélange inflammable contenu dans la chambre 33, qui marque la fin du temps de compression pour le mélange inflammable contenu dans la chambre 33, exerce des forces de pression sur les faces 16a et 22a des pales 16 et 22 qui se traduisent par des couples égaux en modules et de sens opposés sur les arbres principaux 9 et 10. On montrera dans la suite que le sens du mouvement de rotation de l'ensemble correspond au sens indiqué par la flèche F sur les figures 5A à 5E.

I1 y a, pendant la combustion du mélange contenu dans la chambre 33 et l'augmentation de volume qui en résulte, accélération relative du rotor Il par rapport au rotor 12. C'est avantageusement le rotor 12 qui sert à transmettre l'énergie motrice, par exemple au système propulseur d'un véhicule, et dans ces conditions, c'est le rotor 11 qui subit les plus fortes accélérations et décélérations lors d'un cycle moteur. Le rotor 11, de même que l'ensemble des pièces constituant les moyens d'asservissement (moyens d'engrenages, bras, bielles) seront de préférence réalisés en un métal de faible densité, pour réduire l'inertie et l'énergie nécessaire pour accélérer et décélérer les pièces en mouvement.Lors de l'accélération relative du rotor 11 par rapport au rotor 12, comme représenté sur la figure 5B, se produit dans la chambre 34 délimitée par les deux pales 17 et 23, respectivement diamétralement opposées aux pales 16 et 22, une admission d'un mélange gazeux inflammable par la lumière d'admission 30, ainsi qu'une compression de mélange gazeux inflammable dans la chambre 35 délimitée par les pales 17 et 22 et un échappement dans la chambre 36 délimitée par les pales 16 et 23. Lorsque les gaz emprisonnés dans la chambre 33 arrivent en fin de détente, comme représenté sur la figure 5C, l'admission de mélange inflammable dans la chambre 34, la compression du mélange inflammable dans la chambre 35, et l'échappement de gaz brûlés de la chambre 36 sont terminés.Ensuite, au temps suivant du cycle, qui correspond au début du temps d'échappement pour les gaz brûlés contenus dans la chambre 33, le mélange inflammable contenu dans la chambre 34 est comprimé, il y a détente des gaz contenus dans la chambre 35 sous l'effet de leur combustion déclenchée à la fin du temps précédent, et admission de mélange inflammable dans la chambre 36, comme représenté sur la figure 5D. A la fin du temps d'échappement pour la chambre 33, comme représenté sur la figure 5E, les gaz brûlés ont fini d'être évacués de la chambre 33 et celle-ci est prête à accueillir de nouveau un mélange inflammable, tandis que le mélange inflammable contenu dans la chambre 34 arrive en fin de compression et est prêt à être enflammé. Viennent ensuite pour la chambre 33 des temps d'admission et de compression tels qu'ils viennent d'être décrits pour la chambre 34.On retrouve ainsi dans le mode de réalisation décrit, successivement pour chaque chambre à volume variable, les quatre temps d'un moteur à combustion classique, à savoir les temps d'admission, de compression, de détente et d'échappement, l'allumage ayant lieu à la fin du temps de compression.

On a représenté schématiquement sur les figures 6A à 6E les positions relatives des bras 1 et 2 et de la bielle 3 correspondant aux positions relatives des rotors Il et 12 sur les figures 5A à 5E.

On notera que la position des bras correspondant à la figure 6A est une position de référence du mouvement selon l'invention, puisque les axes de rotation 4 et 5 et les axes d'articulation 6 et 7 sont disposés respectivement comme les sommets opposés d'un carré.

Lorsque le bras 1 tourne d'un angle égal à pi/2, indiqué par al, sur la figure 6A pour atteindre la position représentée sur la figure 6C, en passant par la position intermédiaire 6B, le bras 2 tourne d'un angle bl égal à 3pi/2. Les rotors 11 et 12 tournent d'un angle moitié moindre, soit 3pi/4 et pi/4 respectivement. Il y a accélération relative du rotor 11 par rapport au rotor 12. Ensuite, lorsque le bras 1 tourne d'un angle égal à 3pi/2, indiqué par a2 sur la figure 6C, pour atteindre la position représentée sur la figure 6E, en passant par la position intermédiaire 6D, le bras 2 tourne d'un angle égal à pi/2. I1 y a décélération relative du rotor 11 par rapport au rotor 12.

On notera que les bras 1 et 2 décrivent un tour complet lorsque les rotors 11 et 12 décrivent un demi-tour.

On remarquera que dans la position particulière où les bras 1 et 2 sont alignés, ce qui est le cas des figures 6B et 6D, la bielle ne joue plus son rôle normal d'asservisseur du mouvement des deux bras, et le dispositif mécanique pourrait subir un à-coup, en particulier au démarrage du moteur, et ce, malgré l'énergie cinétique des pièces entraînées en rotation.

Pour pallier ce risque d'à-coup, le bras 1 est avantageusement muni, comme illustré sur la figure 7A correspondant à la position des bras sur la figure 6B, à ses extrémités, de dentelures la et lb aptes à engrener respectivement avec des dentelures 2a et 2b prévues aux extrémités du bras 2, les dentelures de deux extrémités en regard des bras 1 et 2 étant bien entendu de formes complémentaires.

Les dentelures 1 a, lb, 2a, 2b représentées sur la figure 7A s'étendent angulairement, respectivement avec des rayons référencés rl, r2, rz, r, autour des axes de rotation 4, 5 et d'articulation 6, 7. De préférence r1 = r3 et r2 = rl, avec r1 + r4 =

et r2 + r3

où d désigne la distance entre les axes d'articulation et de rotation d'un bras. Ces dentelures peuvent être réduites, le cas échéant, à une simple came située à chaque extrémité de chaque bras, comme illustré sur la figure 7B. Le profil de chaque came est tel qu'il y a roulement sans glissement de deux cames en contact, depuis des positions des bras situées de part et d'autre de leur position d'alignement.

On comprendra aisément, à l'examen de la figure 7A, que dans cette configuration c'est le rotor 11, couplé à l'axe de rotation 5, qui impose le sens de rotation de l'ensemble. En effet, les couples égaux en module exercés sur les arbres principaux 9 et 10 se traduisent par des couples et égaux en module sur les axes de rotation 4 et 5. Le point de contact entre les deux bras, référencé T, est plus proche de l'axe de rotation 5 que de l'axe de rotation 4. C'est donc le bras 2, solidaire de l'axe 5, qui, avec un bras de levier plus court, impose le sens de rotation de l'ensemble.

Bien entendu, dans la configuration inverse de la figure 6D, c'est le rotor 12, couplé au bras 1 qui impose le sens de rotation.

Dans le cas où le dispositif selon l'invention est utilisé pour former une pompe ou un compresseur, dont les principales étapes du cycle de fonctionnement sont représentées sur les figures 8A à 8D, le carter, référencé 113, dans lequel sont montés deux rotors 111, 112, comporte au moins une lumière d'admission de fluide 130, au moins une lumière de refoulement de fluide 131 et des moyens d'entraînement, non représentés, en rotation, de l'un des rotors.

Dans l'exemple de réalisation décrit, les rotors 111 et 112 ont une géométrie analogue à celle des rotors Il et 12 précités, hormis le nombre de pales prévu sur chaque élément ainsi que leur étendue angulaire, puisque dans ce cas les rotors 111 et 112 ne comportent de préférence chacun qu'une seule pale 117 et 122, s'étendant sur un secteur angulaire sensiblement égal à 90".

Les pales 117 et 122 définissent entre elles et la paroi du carter 113 deux chambres à volume variable, référencées 133 et 134.

Les lumières d'aspiration 130 et de refoulement 131 s'étendent chacune sur des secteurs angulaires légèrement inférieurs à 90 , et sont décalées angulairement de quelques degrés (5 environ) l'une par rapport à l'autre. Lorsque le rotor 111 accélère relativement au rotor 112, comme représenté sur la figure 8B, la chambre 133 augmente de volume et aspire du fluide (gaz ou liquide) par la lumière d'aspiration 130 tandis que la chambre 134 diminue de volume et chasse du fluide par la lumière de refoulement 131.

Lorsque la chambre 133 est remplie et la chambre 134 vidée, comme représenté sur la figure 8C, les pales 122 et 117 obturent respectivement les lumières d'aspiration 130 et de refoulement 131.

Ensuite, conformément à la figure 8D, il y a décélération relative du rotor 111 par rapport au rotor 112, et la chambre 133 diminue de volume en chassant progressivement le fluide qu'elle contenait par la lumière de refoulement 131 tandis que la chambre 134 augmente de volume et aspire du fluide par la lumière d'aspiration 130.

Lorsque la chambre 133 a atteint son volume maximal, les rotors 111 et 112 ont repris la position qu'ils occupaient au début du cycle, illustrée sur la figure 8A, qui est une position de référence du mouvement.

Finalement, un dispositif mécanique conforme à l'invention, permet de réaliser une pompe ou un compresseur ou un moteur pouvant avantageusement fonctionner à des régimes élevés de par l'absence de pièces en mouvement alternatif.

En particulier, un moteur conforme à l'invention s'avère particulièrement robuste et léger, notamment grace aux lumières d'admission et d'échappement fixes, sans soupapes d'obturation, grâce à la séparation de la zone de combustion et de la zone d'asservissement mécanique, et grâce à l'utilisation d'une seule bielle.

De plus, les moyens d'asservissement du mouvement en rotation des deux rotors ne comprennent que des pièces mécaniques simples et peu coûteuses à réaliser.

On peut naturellement proposer d'autres variantes de réalisation de l'invention sans sortir du cadre de celle-ci.

Par exemple, on peut proposer de multiplier la vitesse des bras par rapport aux rotors par quatre au lieu de deux, comme cela vient d'être décrit. Dans ce cas, on prévoit quatre pales radiales sur chaque rotor, les deux rotors délimitant alors entre eux huit chambres à volume variable, et on prévoit également deux bougies d'allumage, deux lumières d'admission et deux lumières d'échappement sur le carter, respectivement diamétralement opposées dans le carter.

On peut également proposer de monter sur les arbres principaux 9 et 10 deux paires de rotors au lieu d'une seule, et en positionnant pour une paire les moyens d'allumage, les lumières d'admission et d'échappement symétriquement à l'inverse de l'autre paire, on obtient un moteur présentant un meilleur équilibrage.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1/ Dispositif mécanique comprenant au moins une paire de rotors (11, 12 ; 111, 112) tournant à l'intérieur d'un carter (13 ; 113), ces rotors étant solidaires respectivement de deux arbres principaux coaxiaux, dont un arbre intérieur (10) et un arbre extérieur (9), et des moyens d'asservissement des rotations des deux arbres principaux de sorte que les rotors délimitent dans leur mouvement de rotation entre eux et le carter des chambres (33, 34, 35, 36 ; 133, 134) de volume variable, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement comprennent deux bras (1, 2) solidaires de deux axes de rotation respectifs (4, 5) et

reliés par une bielle (3) articulée sur deux axes d'articulation (6, 7)

portés respectivement par les bras, les axes de rotation et les axes

d'articulation étant parallèles et disposés dans une position de référence

pour le mouvement respectivement comme les sommets opposés d'un

carré, et des engrenages (8) portés par les axes de rotation des bras et par lesdits

arbres principaux et engrenant entre eux pour que les arbres principaux

tournent dans le même sens.

2/ Dispositif mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras (1, 2) est muni, à ses extrémités, de dentelures (la, lb ; 2a, 2b) aptes à engrener avec les dentelures de l'autre bras lorsque les deux bras sont en alignement mutuel.

3/ Dispositif mécanique selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que lesdits engrenages sont conçus de façon à transmettre respectivement à chacun des axes de rotation (4, 5) une vitesse double, en module, de celle desdits arbres principaux (9, 10).

4/ Dispositif mécanique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le carter (13) comporte au moins une lumière d'admission (31) de mélange gazeux inflammable, des moyens d'allumage (32) de ce mélange et au moins une lumière d'échappement (30) des gaz brûlés, pour former un moteur à piston rotatif.

5/ Dispositif mécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'un des rotors (12), est constitué d'une embase cylindrique (12a) solidaire de l'arbre principal intérieur (10) et de même axe (Y), creusée depuis l'une de ses tranches d'extrémité (25) sur une partie de son épaisseur et sur deux secteurs angulaires identiques diamétralement opposés de sa périphérie pour former une première paire de pales radiales (22, 23), réunies par un noyau cylindrique (24), et en ce que l'autre (11) de ces rotors est constitué d'une embase cylindrique (I la) de même diamètre creusée depuis l'une de ses tranches d'extrémité (19), sur la même épaisseur et sur des secteurs angulaires identiques diamétralement opposés de sa périphérie pour former une deuxième paire de pales radiales (16, 17), et présente selon son axe (X) deux alésages, l'un (14) traversant pour le passage de l'arbre principal intérieur (10) et l'autre formant entre les deux pales (16, 17) un logement dans lequel s'ajuste ledit noyau cylindrique lorsque les deux rotors (11, 12) sont montés dans le carter en emboîtement l'un dans l'autre, délimitant ainsi entre les pales quatre chambres de volume variable.

6/ Dispositif mécanique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pales (16, 17, 22, 23) s'étendent chacune sur un secteur angulaire d'environ 45", et en ce que les lumières d'admission (31) et d'échappement (30) s'étendent sur un secteur angulaire légèrement inférieur, celles-ci étant disposées en outre symétriquement par rapport à des plans (P', P") décalés angulairement d'un même angle (c) de part et d'autre d'un plan (P) contenant les moyens d'allumage (32) et un axe de symétrie (R) pour les arbres principaux coaxiaux.

7/ Dispositif mécanique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens d'allumage déclenchent quatre inflammations de mélange gazeux pour une révolution des rotors (11, 12) à l'intérieur du carter (13).

8/ Dispositif mécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux rotors délimitent entre eux et le carter huit chambres de volume variable, en ce que les moyens d'engrenage sont aptes à transmettre respectivement à chacun des axes de rotation des bras une vitesse quadruple, en module, de celle des arbres principaux, et en ce que le carter comporte deux lumières d'admission, deux lumières d'échappement et deux moyens d'allumage, respectivement diamétralement opposés dans le carter.

9/ Dispositif mécanique selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de rotors, les lumières d'admission, d'échappement et les moyens d'allumage d'une paire étant disposés symétriquement par rapport à l'autre paire autour d'un axe de symétrie (R) pour les arbres principaux coaxiaux.

10/ Dispositif mécanique selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un deuxième carter (52, 53), distinct de celui (13) recevant les rotors (11, 12), dans lequel ou lesquels sont placés les engrenages et les bras reliés par la bielle.

11/ Dispositif mécanique selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la force motrice est récupérée sur l'arbre principal intérieur (10).

12/ Dispositif mécanique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le carter (113) comporte au moins une lumière d'aspiration de fluide (130), au moins une lumière de refoulement de fluide (131) et des moyens d'entraînement en rotation de l'un des rotors (112) pour former une pompe ou un compresseur.

13/ Dispositif mécanique selon la revendication 12, caractérisé en ce que chacun des rotors (111, 112) comporte une pale (117, 122) radiale s'étendant sur un secteur angulaire sensiblement égal à 90 , les deux rotors s'ajustant à l'intérieur du carter pour former entre les deux pales et la paroi du carter deux chambres (133, 134) de volume variable, les lumières d'aspiration (130) et de refoulement (131) s'étendant chacune sur un secteur angulaire légèrement inférieur à 90" et étant décalées angulairement de quelques degrés l'une par rapport à l'autre.