Brevet FR2318308A1 — publié le 19770211

La présente invention concerne un moteur rotatif a poussée tangentielle et totale lors de l'explosion. L'invention consiste principalement à constituer le moteur à l'aide d'un stator unique ou compartimenté, d'un ou plusieurs rotors, de pistons, de balanciers, d'un arbre de transrîssion, d'un vilebrequin et de trois ou quatre pignons de renvoi. Le stator est cylindrique et possède, par comparti.eni, deux gorges circulaires utilisées pour l'étanchéité des pistons, une lumière dtadmission, une lumière d'échappement et une bougie. Cha- que compartiment reçoit un rotor. Le rotor est également cylindrique et est solidaire d'un arbre de transmission fixé en son centre. Une partie du rotor est évidée de façon à recevoir des pistons et des balanciers, l'autre partie reçoit des segments pour son étanchéité. Le rotor reçoit, en principe, deux pistons avec flasques la téraux coulissant au centre du rotor. Dans chaque piston se trouve un balancier ayant au centre un axe lui permettant d'osciller dans le piston. Ce balancier est relié à un vilebrequin qui lui procure un mouvement de va-et-vient qu'il transmet au piston tout en oscillant à l'intérieur dudit piston0 Cet ensemble se trouve donc à l'intérieur de chaque rotor, maintenu par un arbre de transmission. Le vilebrequin est indépendant des rotors et de l'arbre de transmission, Sa rotation s'effectue en sens inverse de celle des rotors'et de l'arbre de transmission par l'intermédiaire de trois ou quatre pignons de renvoi permettant d'obtenir un tour de rotor dans un sens et un tour de vilebrequin en sens inverse. Ce mouve- ment permet, à chaque piston, lavoir un cycle à quatre temps par tour de rotor, soit deux cycles par rotor et par tour puisque, dans cette conception, il y a deux pistons dans chaque rotor. Un moteur ayant deux stators et deux rotors permet donc d'obtenir quatre cycles complets par tour.Cette façon de réaliser un moteur permet également d'obvier au freinage provoque' par le poids des pistons et des balanciers au moment où ils se rapproclent du vilebrequin, Ce freinage, provoqué par la force centrifuge, est donc supprimé par la compensation apportée par les deux autres pistons et balanciers se trouvant dans le deuxième rotor. En effet, lorsque, dans un rotor, les pistons et les balanciers d'éloignent du vilebrequin, ils se rapprochent dans l'autre. L'étanchéité des pistons s'obtient très facilement grâce aux flasques latéraux qu viennent se lofer dans les gorges des stators. La rupture, nécessaire à l'allumage, s'effectue par l'inter- médiaire d'un pignon de renvoi comandant une came au moyen d'un arDre dont il est solidaire. La rotation des rotors s'effectue srSee aux explosions qui se produi@sent lorsque les balanciers sont inclinés et lorsque les nanetons du vilebrequin, qui reçoivent successivement une poussee, se trouvent dans la position qui favorise la rotation du vilebrequin et celle des rotors puisque ces deux énergies se regroupent, par l'intermédiaire des pignons de renvoi., pour agir simultanement sur l'arbre de transmission L'invention consiste encore en certaines autres dispositions mentionnées ci-après et employées en meme temps que la disposition principale ci-dessus énoncée. L'invention vise plus particulierement certains modes d'application et de réalisation de ces dispositions; elle vise plus particulièrement encore, et ceci à titre de produits industriels nouveaux, les moteurs du genre en question, les éléments et outils propres à leur établissement ainsi que les ensembles comprenant ces moteurs. A simple titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, il est donne ci-après une description de modes particuliers de réalisation de l'invention, représentés d'une manière schématique et non limitative au dessin annexé sur lequel: Les figures 1, 2 et 3 sont des coupes -partielles du moteur, selon l'invention, par un plan A-N (Fig. 4) perpendiculaire à l'axe de rotation des rotors transmettant le mouvement du moteur; La figure 4 est une coupe longitudinale du moteur par un plan passant par l'axe de rotation des rotors et les axes des manetons du vilebrequin; La figure 5 montre un segment special pour l'étanchéité des balanciers La figure 6 est une coupe horizontale d'un piston et d'un balancier dans un rotor; et Les figures 7 et 8 sont des coupes, analogues à celle de la figure 1, de deux variantes de moteur, conformes à l'invention. Si l'on se propose de realiser un moteur rotatif selon l'invention et, plus spécialement, selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses par ties, auxquels il semble que l'on doive donner la préférence, on procède de la manière suivante ou d'une naniore analogue: On constitue le moteur à l'aide de: - Un arbre de transmission 1 (Fig. 4) tournant s l'aide de roulements ou coussinets. - Deux rotors @ (Fig. l, 2, 3, 4) et 3 (Fi3. 4) solidaires de l'arbre de transmission 1. - Quatre pistons 4, 5 (Fig. 4) et 6,7 (Fig.1, 2, 3, 4). - Quatre balanciers 8, 9 (Fig. 1, 2, 3, 4) et 10, 11 (Fig. 4). - Un vilebrequin 12 (Fig. 1, 2, 3, 4) ayant six manetons 13, 14, 15, 16 (Fig. 4) et 17, 18 (Fig. 1, 2, 3, 4). - quatre aToes 19, 20 (Fig. 4) et 21, 22 (Fia,. 1, 2, 3, 4). - Quatre pignons de renvei 23, 24, 25, 26 (Fig. 4). - Une came 27 et un arbre 28 (Fig. 4) pour la rupture de l'allumage. - Deux stators 20 (Fig. 4) et 30 (Fig. 1, 3, 4). L'arbre de transmission 1 est solidaire des rotors 2 et 3. Les deux rotors 2 et 3 sont similaires. Au centre, ils sont évidés afin de recevoir chacun deux pistons et deux balanciers. Les quatre pistons 4, 5, 6, 7 coulissent dans les rotors au moyen des ba- lanciers 8, 9, 10, 11 qui oscillent à l'intérieur des pistons sur des axes 19, 20, 21, 22. Cette oscillation est provcquée par le vilebrequin étant donné que lesdits balanciers sont reliés aux manetons 13, 14, 15, 16, 17 et 18. La rotation du vilebrequin 12 s'effectue en sens inverse de celle des rotors 2 et 3. Cette rotation est provoquée par le pignon 25 solidaire du vilebrequin 12, commandé,par l'intermédiaire des petits pignons 24 et 26, par le pignon 23 solidaire des rotors 2 et 3. Ce pignon 23 est indépen- dan t du vilebrequin.Ladite rotation du vilebrequin 12 permet d'obtenir quatre cycles a quatre temps par tour. Au momen de chaque explosion, , une poussée s'exerce sur le vilebrequin, ce qui favori- se la rotation des rotors 2 et 3. Les pistons 4, 5, 6, 7 sont respectivement solidaires des flasques 36-39, 37-38, 32-34, 33-35 (Fig. 1 à 4). Ces flasques assurent l'étanchéité des pistons grâce aux segments 40, 41, 42, 43, 44, 45 (Fig. 2) qui restent en contact avec les parois latérales circulaires 46, 47, 48, 43 (Fig. 4) des stators 29 et 30. Les seg- ments 50, 51, 52, 53 (Fig. 2) assurentégalement l'étanchéité des pistons. Le rotor 2 est solidaire des flasques 54 (Fig. 2) et 55(Fig4). Le rotor 3 est solidaire des flasques 56, 57 (Fig. 4). Ces flasques reçoivent des segments 58, 59 (Fig. 2) qui sont en permanence en contact avec les parois laterales circulaires des stators. L'étanchéité des balanciers 8 et 9 est assurée par les segments 60, 61, 62, 63, 64, 65 (Fig. 2). Ces segments sont toujours en contact avec les parois intérieures des pistons. L'étanchéité du rotor 2 est assurée par les segments 66, 67, 68, 69, 70, 71 (Fig. 2) qui restent en contact avec le stator 30 (Fig. 1, 3, 4). Les orifices 72, 73 (Fig. 4) sont utilisés pour le refroidissement intérieur du moteur et l'orifice 74 pour la circulation dthuile. Etant donné qu'il se crée a l'interieur du moteur une aspiration et une compression, il. suffit de mettre un clapet à,l'en- trée de chaque orifice pour que la circulation se fasse. Cette aspiration et cette compression peuvent également être utilisées pour l'admission et le refoulement du mélange air-carburant, ce qui permettrait d'obtenir un cycle à deux temps. Sur le stator (Fig. 1 et 3), il y a une lumière d'admission 31, une lumière d'échappement 75 et une bougie 76. Ces deux orifices et cette bougie existent sur les deux stators. Les rainures 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84 (Fig. 4) faites dans les rotors permettent aux pistons de coulisser. Des segments spéciaux (Fig. 5) sont utilisés pour assurer l'étanchéité des balanciers1 La pression s'exerçant sur les pistons 85 par les trous 85 permet de maintenir le segment en contact. Pour faciliter la description des cycles qui se déroulent dans les chambres formées par les pistons et les balanciers de chaque rotor, il suffit de suivre seulement le cycle qui se déroule dans la chambre E (Fig. 13 forme e par le piston 7 et le balancier 9 puisque, dans les trois autres chambres, le cycle s'effectue de la même façon. I1 faut seulement noter que le cycle quatre temps se déroule alternativement dans les deu== chambres d'un rotor. r-n effet, lorsqu'un piston et un balancier provoquent l'admission et la compression, l'autre miston et l'autre balancier accomplissent les temps explosion et échappement. Le fonctionnement du moteur est donc le suivant: La flèche 87 indiquant le sens de rotation du moteur, on rappelle que chaque temps ne dure que 900 grâce au vilebrequin qui tourne en sens inverse du rotor. Sur la figure 1, le piston 7 et le balancier 9 se trouvent en fin d'admission et l'orifice d'admission 31 est ferme par le ro tor 2. Le piston 7 et le balancier 9 s'tant rapprochés du vilebrequin ont donc créé la chambre E qui s'est remplie dtun mélange air-carburant.Le rotor en se déplaçant de 900 assurera la com- pression de ce mélange, puis, lorsque le piston 7 et le balancier 9 se trouveront dans la positin indiquée sur la figure @, l'explosion se produira au moyen de la bougie 76 et la detente s'effectuera pendant 90 , ce qui amènera l'ou@@rture de la lumière d'échappement 75, puis, pendant 905 les gaz seront refoulés et un nouveau cycle des phases précites recommencera. I1 est bon d'observer sur la figure 3 que la position du balancier 9 procure, lors de l'explosion, une poussée tangentielle et totale du fait de son inclinaison et de celle du maneton du vile-brequin. Cependant, l'explosion se produit bien au moment où le taux de compression est le plus élevé. Une chambre de refroidissement par liquide peut être faite autour des stators et des ventilateurs, places à l'interieur et à l'extérieur du moteur, peuvent être actionnés par l'arbre 1 ou par le vilebrequin 12. Au moyen de pignons, il est possible d'obtenir, à la sortie du moteur, deux arbres tournant dans le meme sens. Pour obtenir un meilleur coulissement des pistons 14, 5, 6, 7, il est facile de favoriser ce coulissement en utilisant des aiguilles ou autres. L'alimentation de ce moteur peut s'effectuer par injection, Le système de renvoi, obtenu au moyen de pignons, peut être obtenu à laide de chaines. Ce qui importe est d'avoir un mouvement inverse de celui du rotor afin de créer un cycle à quatre temps sans l'emploi de soupapes ou autres. Ce moyen peut être appliqué à d'autres moteurs, notamment aux noteurs à palettes et, plus spécialement, à tous les moteurs avec stators cylindriques dont les rotors se trouvent excentrés à l'intérieur desdits stators. En variante, comme le montre la figure 7, des balanciers cylindriques 88 et 89, dans lesquels se trouvent des pistons cylindriques 90 et 91, sont reliés aux manetons 17 et 18 du vilebrequin 12 par les biellettes 92 et 93 solidaires respectivement des pistons 90 et 91. Lesdits balanciers 88 et 89 oscillent sur des axes 94 et 95. Le rotor 96 reçoit les balanciers et les pistons. L'étanchéité est assure par des segments se trouvant dans le rotor, qui res tent en contact permanent avec les parois Intérieures du stator 30. En autre yariante, comme le entre la figure 8, les balanciers sont remplacés par des biellettes 97 et 98 articulées sur des axes 99 et 100 se trouvant dans les pistons 101 et 102. Les pistons 101 et 102 sont reliés aux manetons 17 et 18 du vilebrequin 12 par l'intermédiaire des biellettes 97 et 98, Ces pistons se trouvent également à l'intérieur du rotor 103, dont une partie est évidée de façon à créer des cylindres recevant ces pistons. Le fonctionnement de ces deux variantes est absolument identique à celui décrit précédemment. Le taux de compression pouvant être très élevé, il est possible d'alimenter ce moteur avec du gasoil ou autre carburant. I1 est possible de réaliser ce moteur avec plusieurs stators et plusieurs rotors. Les rotors peuvent recevoir chacun trois ou quatre pistons permettant d'obtenir, par rotor, trois ou quatre explosions par tour. Le refroidissement intérieur du moteur et la lubrification s'obtiennent par l'aspiration et la compression qui s'exercent à l'intérieur du moteur. En outre, il est facile d'obtenir une ventilation intérieure en faisant des trous inclinés dans les pignons de renvoi et dans le ou les rotors. A l'extérieur, le refroidissement peut s'obtenir par tous corps fluides ou par ventilation. T1 va de soi que l'invention ne se limite pas aux modes dtap- plication et de réalisation décrits et représentés, elle en em.bras- se également toutes les variantes. Revendications 1. moteur rotatif à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il corssrend: au moins, un stator cylindrique muni. d'une lumière d'admission, d'une lumière d'échappement et d'un moyen d'allumage; nu reins, un rotor cylindrique qui tourne à l'intérieur de ce sta- tcr et qui porte un évidement recevant des organes mobiles reliés des rainetons d'un vilebrequin coaxial au rotor et délimitant avec ce dernier et le stator des chambres variables substantiellement étanches pour le déroulement d'un cycle thermique; et des pignons de renvoi comprenant un premier pignon solidaire du rotor, un second pignon solidaire du vilebrequin et un pignon, au moins, reliant ces deux pignons de manière que le rotor et le vilebrequin tournent en sens inverse, à la meme vitesse. 2. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits organes mobiles sont constitués par des pistons a flasques latéraux coulissant dans l'évidement du rotor, chaque piston contenant un balancier oscillant articulé, d'une part, sur un axe dans le piston et, d'autre part, sur un maneton, au moins, du vi vilebrequin. 3. Moteur selon revendication 1, caractérise par le fait que lesdits organes modiles sont constitués par des balanciers oscillant chacun autour l'un axe dans l'évidement du rotor, chaque balancier contenant un piston coulissant dans le balancier et so lidaire d'une biellette articule sur un paneton, au moins, du vilebrequin. 4. aioteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits organes mobiles sont constitués par des pistons coulissant dans l'évidement du rotor, chaque piston étant relié à un maneton, au moins, du vilebrequin par une biellette articulée, d'une part, sur un axe dans le piston et, d'autre part, sur ledit naneton. S. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que le rotor est solidaire de flasques recevant des segments d'étan- chéité en contact avec les parois latérales du stator et que la surface cylindrique du rotor porte des segments en contact avec la paroi cylindrique du stator. D. Moteur, selon revendication 2, caractérisé par le fait que les flasques des pistons sont munis de segments d'étanchéité en contact avec les parois latérales du stator et avec les parois de l'éviderent du rotor et que les balanciers sont munis de segments d'étanchéité en contact avec les parois intérieures des pistons. 7. Moteur, selon revendication 1, caract@rise par le fait que des orifices, pratiqués dans le stator et munis de clapets, sont utilisés pour assurer, a l'intérieur du moteur, une circulation de refroidissement, de lubrification ou d'alimentation. 8. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par la fait qu'une chambre de refroidissement par liquide est faite @utour du stator. 9. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est muni d'un ventilateur de refroidissement, au moins, actionné par le rotor ou le vilebrequin 10. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'allunage est une bougie. 11. Moteur, selon revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'allumage comprend un injecteur.