WO2009060132A2 - Device for converting a linear movement into a rotation movement and vice versa - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a device for converting a linear movement into a rotation movement, that comprises a connecting rod (10) driven according to a linear movement along its axis, a crankshaft having a rotation axis (20) perpendicular to the axis of the connecting rod, and an assembly of linking members provided in a casing (14) for rotating the crankshaft when the connecting rod (10) is driven according to a linear movement. The linking member assembly includes a linking ring (16) located in the plane of the casing perpendicular to the axis of the crankshaft (20), the linking ring being hinged relative to the connecting rod (10) by an axis (12), and a circular crankshaft disk (18) attached to the crankshaft axis (20), the disc being contained inside the linking ring so as to be capable of sliding in the linking ring when the connecting rod (10) is driven according to a linear movement, and so as to rotate the crankshaft axis (20). Conversely, when the crankshaft is driven according to a rotation movement, it drives the connecting rod (10) according to an alternating linear movement.
Description
Dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif et réciproquement Device for converting a linear motion into a rotary motion and vice versa
Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif et réciproquement et est adaptée aux machines et systèmes incorporant un tel dispositif, notamment les moteurs à combustion interne destinés à actionner un vilebrequin.Technical Field The present invention relates to a device for converting a linear movement into a rotary motion and vice versa and is suitable for machines and systems incorporating such a device, including internal combustion engines for operating a crankshaft.
Etat de la techniqueState of the art
~Les moteurs à combustion interne ou dispositifs équivalents convertissent le mouvement linéaire d'un piston en un mouvement rotatif d'un vilebrequin. Dans une moteur a explosion, le mouvement linéaire du piston est dû à l'explosion d'un gaz inflammable qui induit une force intermittente provoquant le déplacement linéaire du piston dans le cylindre où s'est produite l'explosion. ~ Internal combustion engines or equivalent devices convert the linear motion of a piston into a rotary motion of a crankshaft. In an explosion engine, the linear movement of the piston is due to the explosion of a flammable gas that induces an intermittent force causing the linear displacement of the piston in the cylinder where the explosion occurred.
La conversion du mouvement linéaire en un mouvement rotatif du vilebrequin est effectuée grâce à une bielle articulée à son extrémité reliée au piston d'une part et articulée à son autre extrémité reliée au vilebrequin d'autre part. La bielle étant animée d'un double mouvement de translation et d'oscillation n'autorise pas la séparation du cylindre d'avec le carter, avec les inconvénients que cela entraîne et en particulier dans le cas des moteurs deux-temps, la nécessité d'utiliser un carburant contenant le lubrifiant, donc hautement polluant. En outre, ce mouvement impose une hauteur importante du piston et donc une masse importante, ce qui provoque une inertie et des forces de friction importantes et, en conséquence, une perte de rendement significative.The conversion of the linear movement into a rotary movement of the crankshaft is carried out thanks to a connecting rod articulated at its end connected to the piston on the one hand and articulated at its other end connected to the crankshaft on the other hand. The rod being driven by a double translational movement and oscillation does not allow the separation of the cylinder from the crankcase, with the disadvantages that this entails and in particular in the case of two-stroke engines, the need for use a fuel containing the lubricant, so highly polluting. In addition, this movement imposes a significant height of the piston and therefore a large mass, which causes inertia and significant frictional forces and, consequently, a significant loss of efficiency.
Pour pallier les inconvénients ci-dessus, une solution consiste à disposer d'une bielle animée seulement d'un mouvement linéaire de manière à séparer le cylindre du carter.
Dans ce cas, la bielle est fixée rigidement au piston qui est de hauteur réduite, ce qui réduit le poids des parties en mouvement et donc les forces d'inertie en jeu. Un agencement équivalent est ainsi décrit dans le brevet néerlandais 6504555 qui concerne une presse à emboutissage où le piston/presse servant à fabriquer les pièces embouties est actionnée par une bielle animée d'un mouvement linéaire alternatif grâce à l'action d'un élément entraîné en rotation. Mais la comparaison avec les dispositifs concernés par l'invention s'arrête là puisque le dispositif décrit dans ce document ne réalise pas la conversion d'un mouvement linéaire alternatif en un mouvement rotatif.To overcome the above drawbacks, one solution is to have a rod animated only with a linear movement so as to separate the cylinder from the housing. In this case, the rod is fixed rigidly to the piston which is of reduced height, which reduces the weight of the moving parts and therefore the inertial forces involved. An equivalent arrangement is thus described in the Dutch patent 6504555 which relates to a stamping press where the piston / press used to manufacture the stamped parts is actuated by a rod driven by a linear reciprocating movement through the action of a rotated element. But the comparison with the devices concerned by the invention stops there since the device described in this document does not perform the conversion of a linear reciprocating motion into a rotary motion.
Le dispositif décrit dans le brevet suisse 41658 effectue bien la conversion d'un mouvement linéaire alternatif en un mouvement rotatif. A son extrémité, la bielle actionne un ensemble de disques excentriques adaptés pour entraîner le vilebrequin dans un mouvement de rotation continue. Malheureusement, dans ce type de moteur, l'extrémité de la bielle est fixée rigidement à un anneau de liaison des éléments en rotation entraînant le vilebrequin, ce qui a pour effet d' induire une force latérale en même temps que la force linéaire exercée par la bielle. Il est donc nécessaire de prévoir un ensemble de plusieurs éléments de rotation ou disques excentriques de manière à ce que le mouvement latéral induit par la bielle soit absorbé par les éléments de rotation excentriques tournant en sens inverse. Ceci présente donc un inconvénient majeur dans la mesure où la multiplication des éléments mobiles représente une complexité entraînant une augmentation de poids, une augmentation des risques de dysfonctionnement et une augmentation des frictions.The device described in Swiss Patent 41658 does well the conversion of a reciprocating linear motion into a rotary motion. At its end, the rod actuates a set of eccentric discs adapted to drive the crankshaft in a continuous rotation movement. Unfortunately, in this type of engine, the end of the rod is fixed rigidly to a connecting ring of the rotating elements driving the crankshaft, which has the effect of inducing a lateral force at the same time as the linear force exerted by the connecting rod. It is therefore necessary to provide a set of several rotating elements or eccentric discs so that the lateral movement induced by the connecting rod is absorbed by the eccentric rotation members rotating in the opposite direction. This therefore has a major disadvantage insofar as the multiplication of the mobile elements represents a complexity resulting in an increase in weight, an increase in the risk of malfunction and an increase in friction.
Le problème ci-dessus est résolu par le dispositif décrit dans le brevet GB 322.676 qui convertit un mouvement linéaire alternatif d'un piston en un mouvement rotatif d'un vilebrequin tout en utilisant une bielle animée seulement d'un mouvement
linéaire. Malheureusement, ce dispositif ne comporte pas d'anneau de liaison mais un simple patin qui glisse sur un disque excentré entraînant le vilebrequin. Il est clair qu'un tel dispositif ne permet pas d' atteindre des vitesses de rotation élevées dans la mesure où, à de telles vitesses, le patin ne restera pas en contact avec le disque excentré. En outre, ce dispositif ne permet que la rotation du vilebrequin dans un seul sens et il est douteux qu'il puisse être utilisé de façon réciproque pour convertir le mouvement rotatif du vilebrequin en un mouvement linéaire de la bielle.The above problem is solved by the device disclosed in GB 322,676 which converts a reciprocating linear motion of a piston into a rotational movement of a crankshaft while using a rod only animated by a movement linear. Unfortunately, this device does not have a connecting ring but a simple pad that slides on an eccentric disc driving the crankshaft. It is clear that such a device does not achieve high speeds of rotation insofar as, at such speeds, the pad will not remain in contact with the eccentric disc. In addition, this device allows only the rotation of the crankshaft in one direction and it is doubtful that it can be used reciprocally to convert the rotary motion of the crankshaft into a linear movement of the rod.
Exposé de l'inventionPresentation of the invention
C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif et réciproquement pouvant atteindre de très grandes vitesses sans problème.This is why the object of the invention is to provide a device for converting a linear movement into a rotary movement and reciprocally can reach very high speeds without problems.
Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif et réciproquement comportant un anneau de liaison et un seul élément de rotation excentrique entre la bielle et le vilebrequin.Another object of the invention is to provide a device for converting a linear movement into a rotary movement and reciprocally comprising a connecting ring and a single eccentric rotation element between the connecting rod and the crankshaft.
L'objet de l'invention est donc un dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif comprenant une bielle soumise à une force longitudinale intermittente et animée d'un mouvement linéaire le long de son axe lorsqu'elle est soumise à la force intermittente, un vilebrequin dont l'axe de rotation est perpendiculaire à l'axe de la bielle et un ensemble d' éléments de liaison placé dans un carter entraînant la rotation du vilebrequin lorsque la bielle est animée du mouvement linéaire le long de son axe. L'ensemble d'éléments de liaison comprend un anneau de liaison situé dans le plan du carter qui est perpendiculaire à l'axe du vilebrequin, cet anneau de liaison étant articulé à la bielle par un axe perpendiculaire à la bielle et au plan du carter, et un disque
excentré de vilebrequin circulaire fixé à l'axe du vilebrequin. Le disque excentré de vilebrequin contenu à l'intérieur de l'anneau de liaison a un diamètre très légèrement inférieur à celui de l'anneau de liaison de manière à ce que sa surface extérieure reste en contact avec la surface intérieure de l'anneau de liaison 16 et puisse se mouvoir à l'intérieur de l'anneau de liaison lorsque la bielle est animée du mouvement linéaire et entraîner la rotation de l'axe du vilebrequin.The object of the invention is therefore a device for converting a linear movement into a rotary movement comprising a connecting rod subjected to an intermittent longitudinal force and animated with a linear movement along its axis when subjected to the intermittent force, a crankshaft whose axis of rotation is perpendicular to the axis of the connecting rod and a set of connecting elements placed in a housing causing rotation of the crankshaft when the rod is driven linear movement along its axis . The set of connecting elements comprises a connecting ring situated in the plane of the casing which is perpendicular to the axis of the crankshaft, this connecting ring being articulated to the connecting rod by an axis perpendicular to the connecting rod and to the plane of the casing. , and a record eccentric circular crankshaft attached to the axis of the crankshaft. The eccentric crankshaft disk contained inside the connecting ring has a diameter slightly smaller than that of the connecting ring so that its outer surface remains in contact with the inner surface of the ring of link 16 and can move within the connecting ring when the rod is driven linear movement and cause the rotation of the crankshaft axis.
On autre objet de l'invention est un dispositif de conversion d'un mouvement rotatif en un mouvement linéaire alternatif comprenant un vilebrequin en rotation autour d' un axe de vilebrequin lorsqu' il est soumis à une force de rotation, un ensemble d'éléments de liaison placé dans un carter entraînés par la rotation du vilebrequin, et une bielle dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe de rotation du vilebrequin, la bielle étant animée d'un mouvement linéaire alternatif le long de son axe lorsque le vilebrequin est soumis à la force de rotation. L'ensemble d'éléments de liaison comprend un anneau de liaison situé dans le plan du carter, et articulé à la bielle par un axe perpendiculaire à la bielle et au plan du carter, et un disque excentré de vilebrequin circulaire fixé à l'axe de vilebrequin, ce disque étant contenu à l'intérieur de l'anneau de liaison et ayant un diamètre très légèrement inférieur à celui de l'anneau de liaison de manière à ce que sa surface extérieure reste en contact avec la surface intérieure de l'anneau de liaison 16 et puisse se mouvoir en glissant à l'intérieur de ce dernier lorsque le vilebrequin est animé d'un mouvement rotatif et entraîner le mouvement linéaire alternatif de la bielle.Another object of the invention is a device for converting a rotary movement into a reciprocating linear motion comprising a crankshaft rotating around a crankshaft axis when it is subjected to a rotational force, a set of elements connecting rod placed in a housing driven by the rotation of the crankshaft, and a connecting rod whose longitudinal axis is perpendicular to the axis of rotation of the crankshaft, the rod being animated by a reciprocating linear movement along its axis when the crankshaft is subject to the rotational force. The set of connecting elements comprises a connecting ring located in the plane of the housing, and articulated to the connecting rod by an axis perpendicular to the connecting rod and the plane of the housing, and an eccentric disk of circular crankshaft fixed to the axis crankshaft, this disc being contained within the connecting ring and having a diameter slightly smaller than that of the connecting ring so that its outer surface remains in contact with the inner surface of the connecting ring 16 and can move by sliding inside the latter when the crankshaft is driven in a rotary movement and cause the reciprocating linear movement of the connecting rod.
Description brève des figuresBrief description of the figures
Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective montrant le dispositif selon l'invention dans son carter ; la figure 2 est une vue éclatée du dispositif selon l'invention montrant tous les éléments composant ce dispositif ; la figure 3 est une vue en plan parallèle à l'axe du vilebrequin du dispositif selon l'invention dans son carter ; et les figures 4A, 4B, 4C et 4D sont des vues en plan perpendiculaire à l'axe du vilebrequin du dispositif selon l'invention lorsque la bielle est respectivement au point mort haut, dans une position intermédiaire entre le point mort haut et le point mort bas, au point mort bas et dans une position intermédiaire entre le point mort bas et le point mort haut.The objects, objects and features of the invention will appear more clearly on reading the following description given with reference to the drawings in which: Figure 1 is a perspective view showing the device according to the invention in its housing; Figure 2 is an exploded view of the device according to the invention showing all the components of this device; Figure 3 is a plan view parallel to the axis of the crankshaft of the device according to the invention in its housing; and FIGS. 4A, 4B, 4C and 4D are plane views perpendicular to the axis of the crankshaft of the device according to the invention when the connecting rod is respectively at top dead center, in a position intermediate between the top dead center and the point low death, at the bottom dead center and in an intermediate position between the bottom dead center and the top dead center.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
En référence aux figures 1, 2 et 3, le dispositif selon l'invention comprend une bielle 10 animée d'un mouvement alternatif le long de son axe rectiligne sous l'effet d'une force intermittente, par exemple due à l'explosion d'un carburant dans un cylindre d'un moteur à combustion interne à deux temps qui repousse un piston (non montré) auquel la bielle est rigidement fixée.With reference to FIGS. 1, 2 and 3, the device according to the invention comprises a rod 10 which is reciprocated along its rectilinear axis under the effect of an intermittent force, for example due to the explosion of a fuel in a cylinder of a two-stroke internal combustion engine which pushes a piston (not shown) to which the rod is rigidly fixed.
La bielle 10 est articulée par un axe mobile 12 à un ensemble d'éléments mobiles situé dans un carter 14 pouvant être de forme quelconque représenté en moitié sur les figures. Cet ensemble est composé d'un anneau de liaison circulaire 16 articulé sur l'axe 12. A l'intérieur de l'anneau de liaison 16 se trouve un vilebrequin constitué d'un disque de vilebrequin excentré 18 fixé rigidement à un axe de vilebrequin 20 parallèle à l'axe mobile 12 et perpendiculaire au plan du carter 14. L'axe de vilebrequin 20 qui est l'axe de force émergeant des deux côtés du carter pour communiquer le mouvement de rotation. Cet axe de préférence situé au centre du
carter, est excentrique par rapport au disque de vilebrequin 18. Ce dernier est circulaire et a un diamètre très légèrement inférieur au diamètre de l'anneau de liaison 16 de manière à ce que sa surface extérieure reste en contact avec la surface intérieure de l'anneau de liaison 16 et puisse se mouvoir en glissant à l'intérieur de l'anneau de liaison. A noter que le disque de vilebrequin 18 n'est pas forcément plein comme c'est le cas de celui illustré sur les figures. A noter également que l'articulation entre l'axe 12 et l'anneau de liaison n'est pas une bielle et en conséquence la distance entre l'axe 12 et l'extérieur de l'anneau de liaison peut être réduite au minimum.The rod 10 is articulated by a movable axis 12 to a set of movable elements located in a housing 14 may be of any shape shown in half in the figures. This assembly is composed of a circular connecting ring 16 articulated on the axis 12. Inside the connecting ring 16 is a crankshaft consisting of an eccentric crankshaft disk 18 fixed rigidly to a crankshaft axis 20 parallel to the movable axis 12 and perpendicular to the plane of the housing 14. The crankshaft axis 20 which is the axis of force emerging from both sides of the housing to communicate the rotational movement. This axis of preference located in the center of housing, is eccentric with respect to the crank disk 18. The latter is circular and has a diameter slightly smaller than the diameter of the connecting ring 16 so that its outer surface remains in contact with the inner surface of the connecting ring 16 and can move by sliding inside the connecting ring. Note that the crank disk 18 is not necessarily full as is the case of that illustrated in the figures. Note also that the articulation between the axis 12 and the connecting ring is not a connecting rod and therefore the distance between the axis 12 and the outside of the connecting ring can be reduced to a minimum.
Lorsque la bielle 10 est soumise à la force intermittente, l'ensemble formé par l'anneau de liaison et par le disque de vilebrequin est animé d'un mouvement rotatif autour de l'axe de vilebrequin. Ce dernier étant fixé au disque de vilebrequin, il est également animé d' un mouvement de rotation communiqué à l'extérieur du carter à des roues dentées ou autres éléments rotatifs . Le carter 14 dans lequel se trouve l'ensemble d'éléments de liaison est séparé de l'extérieur, c'est-à-dire du cylindre dans lequel se déplace le piston dans le cas du moteur à deux temps qui fait l'objet du mode de réalisation décrit ici par une paroi étanche 22 ne laissant passer que la bielle 10 par un orifice circulaire 24 d'un diamètre légèrement supérieur à celui de la bielle mais maintenant toutefois l'étanchéité du carter. Ainsi, l'admission des gaz ne se fait que par la dépression créée dans le cylindre et non pas dans le carter comme c'est le cas d'un moteur à deux temps conventionnel. A noter que la paroi étanche peut être soit un élément intrinsèque du carter, soit un élément intrinsèque du cylindre, soit un élément indépendant rajouté pour séparer le cylindre du carter.
Lorsque le disque excentré de vilebrequin 18 se meut à l'intérieur de l'anneau de liaison 16, il effectue un glissement sur la surface intérieure de l'anneau de liaison. Il faut donc que la surface extérieure du disque et la surface intérieure de l'anneau de liaison permettent ce glissement grâce à l'interposition d'un moyen de glissement. Une première solution consiste à revêtir les deux surfaces d'un film lubrifiant favorisant ce glissement ou simplement d'un lubrifiant. Une autre solution consiste à utiliser un roulement à aiguilles intégré sur l'une des deux surfaces.When the rod 10 is subjected to the intermittent force, the assembly formed by the connecting ring and the crank disk is rotated about the crankshaft axis. The latter being attached to the crank disk, it is also driven by a rotational movement communicated outside the crankcase to gears or other rotating elements. The casing 14 in which the set of connecting elements is located is separated from the outside, that is to say from the cylinder in which the piston moves in the case of the two-stroke engine which is the object of the embodiment described here by a sealed wall 22 allowing only the connecting rod 10 to pass through a circular orifice 24 with a diameter slightly greater than that of the connecting rod but maintaining however the sealing of the housing. Thus, the admission of gases is only by the depression created in the cylinder and not in the housing as is the case of a conventional two-stroke engine. Note that the sealed wall may be either an intrinsic element of the housing, or an intrinsic element of the cylinder, or an independent element added to separate the cylinder from the housing. When the eccentric disk of crankshaft 18 moves inside the connecting ring 16, it slid on the inner surface of the connecting ring. It is therefore necessary that the outer surface of the disc and the inner surface of the connecting ring allow this sliding through the interposition of a sliding means. A first solution consists in coating both surfaces with a lubricating film that promotes this sliding or simply with a lubricant. Another solution is to use an integrated needle bearing on one of the two surfaces.
Lorsque la bielle 10 est soumise à la force intermittente, le dispositif est animé d'un mouvement illustré sur les figures 4A, 4B, 4C et 4D. Au point mort haut représenté sur la figure 4A, l'axe d'articulation 12 et l'axe de vilebrequin 20 sont en opposition de phase et la distance qui les sépare est maximale. Sous l'action de la force exercée sur la bielle, l'anneau de liaison 16 transmet une force au disque de vilebrequin 18 qui tourne, dans le mode de réalisation décrit, dans le sens des aiguilles d'une montre pour prendre une position telle que la position intermédiaire de la figure 4B. Il atteint ainsi le point mort bas de la figure 4C, point où la distance entre l'axe 12 et l'axe de vilebrequin 20 est minimale. Passé le point mort bas, c'est la force d'inertie du vilebrequin qui provoque la rotation de l'ensemble pour prendre une position telle que la position intermédiaire de la figure 4D. Au cours du fonctionnement, l'anneau de liaison 16 subit un mouvement qui est la résultante d'un mouvement de translation dû à la bielle 10 et d'un mouvement de rotation dû au vilebrequin.When the rod 10 is subjected to the intermittent force, the device is animated with a movement illustrated in Figures 4A, 4B, 4C and 4D. At top dead center shown in Figure 4A, the hinge pin 12 and the crankshaft axis 20 are in phase opposition and the distance between them is maximum. Under the action of the force exerted on the connecting rod, the connecting ring 16 transmits a force to the crank disk 18 which rotates, in the embodiment described, in the direction of clockwise to take a position such as than the intermediate position of Figure 4B. It thus reaches the bottom dead center of FIG. 4C, at which point the distance between the axis 12 and the crankshaft axis 20 is minimal. Passed the bottom dead center, it is the inertia force of the crankshaft that causes the rotation of the assembly to take a position such as the intermediate position of Figure 4D. During operation, the connecting ring 16 undergoes a movement which is the result of a translational movement due to the rod 10 and a rotational movement due to the crankshaft.
A noter que la course de la bielle 10 correspond à la distance linéaire parcourue par la bielle le long de son axe longitudinal lorsque l'on passe du point mort haut (Fig. 4A) au point mort bas (Fig. 4C) . La course de la bielle est donc la différence des distances qui séparent l'axe de vilebrequin 20 de l'axe d'articulation 12 lorsque l'on est respectivement au
point mort haut et au point mort bas, c'est-à-dire le rayon du disque de vilebrequin 18. Par conséquent, le rayon du disque de vilebrequin étant fonction directe du diamètre de l'anneau de liaison 16, ce diamètre est une fonction directe de la course de la bielle. Si on réduit la course de la bielle, le diamètre de l'anneau de liaison est réduit d'autant et également l'encombrement et le poids du dispositif.Note that the stroke of the connecting rod 10 corresponds to the linear distance traveled by the connecting rod along its longitudinal axis when moving from top dead center (Fig. 4A) to bottom dead center (Fig. 4C). The stroke of the connecting rod is therefore the difference in the distances separating the crankshaft axis 20 from the hinge axis 12 when it is respectively at high dead point and low dead point, that is to say the radius of the crankshaft disk 18. Therefore, the radius of the crankshaft disk being a direct function of the diameter of the connecting ring 16, this diameter is a direct function of the stroke of the connecting rod. If we reduce the stroke of the connecting rod, the diameter of the connecting ring is reduced by the same and also the size and weight of the device.
Le dispositif qui vient d' être décrit présente de nombreux avantages. Tout d'abord, le fait que la bielle soit rigidement fixée au piston ne nécessite pas d' avoir un piston ayant une hauteur importante. Par conséquent, l'ensemble piston-bielle étant de petites dimensions, cela réduit au minimum le poids des éléments en mouvement linéaire alternatif et donc les forces d'inertie ainsi que les forces de friction. L'absence de forces d'oscillation latérales appliquées à la bielle permet d' avoir un dispositif aux vibrations moins complexes et moins intenses. La séparation du cylindre d'avec le carter par une cloison étanche autorise une aspiration des gaz frais très puissante, une compression plus grande et une combustion plus complète, qui se traduit par une puissance plus importante ; D'autre part, comme il été mentionné ci-dessus, l'utilisation d'un anneau de liaison et d'un seul disque excentré, ajouté aux avantages cités précédemment, permet, grâce à la simplicité et à la robustesse du dispositif, d'atteindre de très grandes vitesses.The device that has just been described has many advantages. First, the fact that the rod is rigidly attached to the piston does not require a piston having a high height. Therefore, the piston-rod assembly being of small dimensions, this minimizes the weight of the elements in reciprocating linear motion and therefore the inertial forces and the friction forces. The absence of lateral oscillation forces applied to the connecting rod makes it possible to have a device with less complex and less intense vibrations. The separation of the cylinder from the housing by a bulkhead allows a very powerful suction of the fresh gases, a greater compression and a more complete combustion, which results in a greater power; On the other hand, as mentioned above, the use of a connecting ring and a single eccentric disc, added to the advantages mentioned above, makes it possible, thanks to the simplicity and the robustness of the device, to to reach very high speeds.
Le mode de réalisation d'un dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif qui vient d' être décrit trouve principalement application pour réaliser un moteur à explosion à deux temps. Cependant, il est évident qu'il peut être utilisé dans toute système, machine ou dispositif nécessitant de convertir un mouvement linéaire alternatif en un mouvement rotatif à partir d'une force intermittente fournie par un moyen moteur quelconque. A noter que ce dispositif selon l'invention peut être utilisé seul ou
dans une configuration comportant plusieurs de ces dispositifs, comme par exemple un moteur à plusieurs cylindres. Cette configuration multicylindre peut être en opposition (« boxer ») , en « V », en « L », en ligne, et en étoile, le nombre de cylindres n'étant d'ailleurs pas limité.The embodiment of a device for converting a linear motion into a rotary motion which has just been described is mainly used to produce a two-stroke combustion engine. However, it is obvious that it can be used in any system, machine, or device that needs to convert a reciprocating linear motion into a rotary motion from an intermittent force provided by any motor means. Note that this device according to the invention can be used alone or in a configuration comprising several of these devices, such as a multi-cylinder engine. This multicylinder configuration can be in opposition ("boxer"), "V", "L", in line, and star, the number of cylinders is also not limited.
Bien que le dispositif décrit ci-dessus soit un dispositif permettant de convertir un mouvement linéaire en un mouvement rotatif, il pourrait être utilisé pour la conversion d'un mouvement rotatif en un mouvement linéaire alternatif. Pour ce faire, il faut appliquer une force de rotation à l'axe de vilebrequin, par exemple au moyen d'un moteur à explosion ou d'un moteur électrique. Le dispositif effectue alors la conversion du mouvement de rotation du vilebrequin en un mouvement linéaire alternatif de la bielle. Dans son mouvement linéaire alternatif, la bielle est soumise à une force linéaire qui peut être utilisée dans de nombreuses applications. Ainsi, un tel dispositif peut trouver application dans les pompes, les compresseurs, etc. dans lesquels une force linéaire est nécessaire.
Although the device described above is a device for converting a linear motion into a rotary motion, it could be used to convert a rotary motion into a linear reciprocating motion. To do this, it is necessary to apply a rotational force to the crankshaft axis, for example by means of an internal combustion engine or an electric motor. The device then performs the conversion of the rotational movement of the crankshaft into a reciprocating linear movement of the connecting rod. In its reciprocating linear motion, the rod is subjected to a linear force that can be used in many applications. Thus, such a device can find application in pumps, compressors, etc. in which a linear force is needed.
Claims
1. Dispositif de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif comprenant une bielle (10) soumise à une force longitudinale intermittente et animée d' un mouvement linéaire le long de son axe lorsqu' elle est soumise à ladite force intermittente, un vilebrequin dont l'axe de rotation (20) est perpendiculaire à l'axe de ladite bielle et un ensemble d'éléments de liaison placé dans un carter (14) entraînant la rotation dudit vilebrequin lorsque ladite bielle est animée dudit mouvement linéaire le long de son axe ; ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit ensemble d'éléments de liaison comprend un anneau de liaisonA device for converting a linear motion into a rotary motion comprising a rod (10) subjected to an intermittent longitudinal force and driven linearly along its axis when subjected to said intermittent force, a crankshaft whose axis of rotation (20) is perpendicular to the axis of said connecting rod and a set of connecting elements placed in a housing (14) causing the rotation of said crankshaft when said rod is driven said linear movement along its axis; said device being characterized in that said set of link members comprises a link ring
(16) situé dans le plan du carter, ledit anneau de liaison étant articulé à ladite bielle par un axe (12) perpendiculaire à ladite bielle et audit plan du carter, et un disque excentré de vilebrequin circulaire (18) fixé à l'axe du vilebrequin, ledit disque étant contenu à l'intérieur dudit anneau de liaison et ayant un diamètre très légèrement inférieur à celui dudit anneau de liaison de manière à ce que sa surface extérieure reste en contact avec la surface intérieure de l'anneau de liaison 16 et puisse se mouvoir en glissant à l'intérieur dudit anneau de liaison lorsque ladite bielle est animée dudit mouvement linéaire et entraîner la rotation de l'axe dudit vilebrequin.(16) located in the plane of the casing, said connecting ring being articulated to said connecting rod by an axis (12) perpendicular to said connecting rod and said plane of the casing, and an eccentric disk of circular crankshaft (18) fixed to the axis of the crankshaft, said disc being contained within said connecting ring and having a diameter slightly smaller than that of said connecting ring so that its outer surface remains in contact with the inner surface of the connecting ring 16 and can move by sliding inside said connecting ring when said rod is driven by said linear movement and cause rotation of the axis of said crankshaft.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit carter (14) comportant ledit ensemble d'éléments de liaison est séparé de l'extérieur par une paroi étanche (22) comportant un orifice (24) ne laissant passer que ladite bielle (10) .2. Device according to claim 1, wherein said casing (14) comprising said set of connecting elements is separated from the outside by a sealed wall (22) having an orifice (24) passing only said connecting rod (10). ).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel un moyen de glissement se trouve entre la surface extérieure dudit disque de vilebrequin (18) et la surface intérieure dudit anneau de liaison (16) de façon à permettre le glissement des deux surfaces l'une sur 'l'autre lorsque le dispositif est en fonctionnement.Apparatus according to claim 2, wherein a sliding means is between the outer surface of said crank disk (18) and the inner surface of said connecting ring (16) so as to allow the sliding of the two surfaces one on the other when the device is in operation.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit moyen de glissement est un film lubrifiant. 4. Device according to claim 3, wherein said sliding means is a lubricating film.
5. Machine comprenant un moyen moteur adapté pour fournir une force intermittente et un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, pour convertir le mouvement linéaire de la bielle dû à ladite force intermittente en un mouvement rotatif. 5. Machine comprising a motor means adapted to provide an intermittent force and a device according to one of claims 1 to 4 for converting the linear movement of the rod due to said intermittent force into a rotary motion.
6. Machine selon la revendication 5 constituant un moteur à explosion à deux temps dans lequel ladite force intermittente est fournie à ladite bielle par l'explosion dans un cylindre.6. Machine according to claim 5 constituting a two-cycle combustion engine wherein said intermittent force is supplied to said rod by the explosion in a cylinder.
7. Moteur à explosion comprenant une pluralité de dispositifs de conversion d'un mouvement linéaire en un mouvement rotatif selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel ladite force intermittente est fournie à la bielle de chacun des dispositifs par l'explosion dans un cylindre.An internal combustion engine comprising a plurality of devices for converting a linear motion into a rotary motion according to one of claims 1 to 4 wherein said intermittent force is supplied to the connecting rod of each of the devices by the explosion in a cylinder.
8. Dispositif de conversion d'un mouvement rotatif en un mouvement linéaire alternatif comprenant un vilebrequin en rotation autour d'un axe de vilebrequin (20) lorsqu'il est soumis à une force de rotation, un ensemble d' éléments de liaison placé dans un carter (14) entraînés par la rotation dudit vilebrequin, et une bielle (10) dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe de rotation dudit vilebrequin, ladite bielle étant animée d'un mouvement linéaire alternatif le long de son axe lorsque ledit vilebrequin est soumis à ladite force de rotation; ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit ensemble d'éléments de liaison comprend un anneau de liaison (16) situé dans le plan du carter, ledit anneau de liaison étant articulé à ladite bielle par un axe (12) perpendiculaire à ladite bielle et audit plan du carter, et un disque excentré de vilebrequin circulaire (18) fixé audit axe de vilebrequin, ledit disque étant contenu à l'intérieur dudit anneau de liaison et ayant un diamètre très légèrement inférieur à celui dudit anneau de liaison de manière à ce que sa surface extérieure reste en contact avec la surface intérieure de l'anneau de liaison 16 et puisse se mouvoir en glissant à l'intérieur dudit anneau de liaison lorsque ledit vilebrequin est animé d'un mouvement rotatif et entraîner le mouvement linéaire alternatif de ladite bielle.A device for converting a rotary motion into a reciprocating linear motion comprising a crankshaft rotating about a crankshaft axis (20) when subjected to a rotational force, a set of connecting elements placed in a crankshaft a housing (14) driven by the rotation of said crankshaft, and a connecting rod (10) whose longitudinal axis is perpendicular to the axis of rotation of said crankshaft, said connecting rod being animated by a reciprocating linear movement along its axis when said crankshaft is subjected to said rotational force; said device being characterized in that said set of connecting elements comprises a connecting ring (16) located in the plane of the casing, said connecting ring being articulated to said connecting rod by an axis (12) perpendicular to said connecting rod and said auditing crankcase plane, and an eccentric circular crank disk (18) attached to said crankshaft axis, said disc being contained within said connecting ring and having a diameter very slightly smaller than that of said connecting ring so that its outer surface remains in contact with the inner surface of the connecting ring 16 and can moving by sliding inside said connecting ring when said crankshaft is driven in a rotary motion and driving the reciprocating linear movement of said link.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel un moyen de glissement se trouve entre la surface extérieure dudit disque de vilebrequin (18) et la surface intérieure dudit anneau de liaison (16) de façon à permettre le glissement des deux surfaces l'une sur l'autre lorsque le dispositif est en fonctionnement. 9. Device according to claim 8, wherein a sliding means is between the outer surface of said crank disk (18) and the inner surface of said connecting ring (16) so as to allow the sliding of both surfaces one of on the other when the device is in operation.
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel ledit moyen de glissement est un film lubrifiant.10. Device according to claim 9, wherein said sliding means is a lubricating film.
11. Machine comprenant un moyen moteur adapté pour fournir une force de rotation et un dispositif selon l'une des revendications 8, 9 ou 10, pour convertir le mouvement rotatif dudit vilebrequin dû à ladite force de rotation en un mouvement linéaire alternatif de ladite bielle. 11. Machine comprising a motor means adapted to provide a rotational force and a device according to one of claims 8, 9 or 10 for converting the rotary movement of said crankshaft due to said rotational force into a reciprocating linear movement of said connecting rod. .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0705953 | 2007-08-22 | ||
| FR0705953A FR2920212A1 (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Linear/rotary movement converting device for e.g. internal combustion engine, has circular crankshaft disk fixed to axis of crankshaft, where disk includes diameter lower than diameter of ring, to slindingly move disk to interior of ring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2009060132A2 true WO2009060132A2 (en) | 2009-05-14 |
| WO2009060132A3 WO2009060132A3 (en) | 2009-07-02 |
Family
ID=39253825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2008/001202 WO2009060132A2 (en) | 2007-08-22 | 2008-08-21 | Device for converting a linear movement into a rotation movement and vice versa |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2920212A1 (en) |
| WO (1) | WO2009060132A2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB322676A (en) * | 1929-01-16 | 1929-12-12 | Crankless Engines Ltd | Improvements in pivoted slippers or bearing elements transmitting motion between reciprocating and rotating parts |
| US2166975A (en) * | 1936-10-10 | 1939-07-25 | Sologaistoa Manuel Humbe Perez | Mechanical movement |
| NL6504555A (en) * | 1964-04-10 | 1965-10-11 | ||
| EP1025924A1 (en) * | 1999-01-28 | 2000-08-09 | Delta Kogyo Co., Ltd. | Cam mechanism, cam apparatus and mowing machine incorporating same |
| WO2004113682A1 (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Arvid Murray Johnson | Linear into rotatory or vice versa motion convertor |
-
2007
- 2007-08-22 FR FR0705953A patent/FR2920212A1/en active Pending
-
2008
- 2008-08-21 WO PCT/FR2008/001202 patent/WO2009060132A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2004113682A1 (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Arvid Murray Johnson | Linear into rotatory or vice versa motion convertor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009060132A3 (en) | 2009-07-02 |
| FR2920212A1 (en) | 2009-02-27 |
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