Brevet FR2389050A1 — publié le 19781124

La présente invention concerne la transformation des mouvements rectilignes en mouvement-rotatif uniforme. Dans les dispositifs connus de ce genre,une bielle fixée d'une extrémité à un piston - ou un coulisseau - et de l'autre, à un villebrequin ou un disque excentré - assure généralement cette transformation directe -ment appliquée aux moteurs à explosions,les machines à vapeur,les comprsseurs. Mais l'inconvénient majeur de action de la bielle est uneperte d'énergie mécanique importante au niveau des deux liaisons de celle-ci.Dans la fig.5 les angles -&alpha; - et -J3- qu'elle forme avec l'axe longitudinal du piston - ou du coulisseau - et la manivelle du villebrequin -ou le rayon du cercle excentré - provoque une perte comme leur co sinus -; le calcul simple de leur cosinus pour différentes positions de la bielle,également réparties sur 180 de la rotation du villebrequin correspondant à la distance de déplacement du piston -montre que cette perte se situe au minimum,à 50% de l'énergie d'explosion; mais en considérant les quatre cycles d'un moteur à explosion,cette perte est au minimum de 35%. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter totalement ces pertes mécaniques .Dans celui-ci en effet,l'action da mouvement rectiligne reste rigoureusement tangentiel à l'organe du mouvement rotatif, et colà dans toutes ses altersances .Ceci en raison de la présence de deux crémaillèrsa agissant aux deux points ae tangence opposés d'un même dia mètre d'une roue dentée.L'action des crémaillères-est aiternée de telle manière qu'à un échappement de ia roue,de l'une, correspond à l'engréne- nement de l'autre dans cette roue et simultanément ; cette seconde crémaillère ayant précédemment echappée aussi de la roue, et ainsi de suite en fait l'utilisation alternée, des deux directions d'un couple,cai -les-c étant ae sens opposé L'appilcation de ce dispvsitif,évite aussi la réalisation plus onéreuse d'un villebrequin et les effets sur paliers sont réauits aux seuls frottements gravitaires. Cette application peut comporter :1-2-3 ou 4 cylindres,ainsi l'ensemble est d'un moinure volume et plus léger, l'axe -;3- de rotation étant très court.Par ailleurs un cycle à quatre temps correspond,dans ce dispusitif,a un seul tuur de la roue dentée,au lieu de deux dans le cas de la bielle. Cet effet de réduction retative allèg d'autant ltensemble des pignons de la boite ae vitesse et aussi moins onéreuse,en angmentant la valeur du couple moteur. Enfin,les frottements accentués des segments dans les cylindres en raison de la présen -ce de la bielle -fig.5- et qui sont dbs aux forces latérales -F- et -F' -uétente et compression-, sont inexistantes uans ce dispositif, donc là en cors, fiabilité plus grande du cylindre qui ne s'ovalise plus et durée des segments. Ainsi donc,tous les frottements engendrés dans le dispositif de lin -vention:engrènement d'une crémaillère à la fois -rectifiée a, effacement d'une seule dent à la fois par action d'une double came -rectifiée -, glissement des bossages -6-le long ties eiges guiaes -d- glissement,parraitement concentrique, des segments dans les cylindres ; sont compensés par : l'éliminacion, des rorces latérales subies par le piston, des frotte -ments des axes et pieds de bielle - le glissement aes segments,précisé cl-dessus,existant aussi avec la pielle, cette comparaison montre bien que le dispositit de l'invention n'a pas de frottoments mécaniques supe rieurs à ceux qu'engendre; la oielle. Le dispositif oojet de l'anvention comporte : fig.l.che roue dentée constituée de deux portions -v- et -4- calées à 900 l'une par rapport à l'autre et supportées par l'axe -13- .Ces portions comportent,chacune, deux secteurs dentés directement opposés de part et d'autre d'un même diamètre,leur développement sur 90 ,y compris la distance d'échappement est égale à la course d'un piston. Les plans parallèles de ces portions ne sont pas confondus ,mais éloignés entre eux,de leur épaisseur fig.2, -3- et -4- le long de leur axe de rotation -13-.Ces portions de roue peuvent être coulées -ou formant corps - entre elles et avec l'axe -13- puis usinées - ou bien clavetées chacune à chacune sur cet axe,après usinage.Deux crémaillères -1- et -2- fig.1. et fig.2.prennent -contactcha- cune sur un secteur denté de portion de roue,différente. Ces crémaillères sont solidaires entre elles par la fixation de deux tôles de liaison -5- fig.1. et fig.2.Mais ces crémaillères sont décalées entre elles de telle fanon qu'en fin de leur mouvement rectiligne fig.l,flèches; lors de l'échappement de la dernière dent de la crémaillère -1- de la portion de roue -4- ; simultanément,la première dent -23- de la crémaillère-2se place contre la première dent -30-du secteur de la portion correspondante -3-; à ce moment les ressorts de compression -10- sont comprimés, à spires jointives,en ayant absorbés l'énergie cinétique de l'ensemble crémaillères,pistons, tôles de liaison-.Cette compression est dûe à l'action des bossages -6- formant corps avec chaque crémaillère en coulis - sant sur les biges e8-f1xées dans les bossages -7- par écrous ou vissés, formant corps avec le carter -14- fig.1.et fig.2.Les ressorts -9- absor -bent l'énergie de llensemble rectiligne dans son mouvement inverse. Les silenblocs -29- en caoutchouc dur,assouplissent les fins de mouvement dans le cas d'accélérations anormales,ou pour des moteurs très rapides ils entrent en contact avec les tales de liaison -5- fig.l.un peu avant la fin de compression des spires des ressorts -10- (ou 9-). La présence d'une double came -11- sur chaque première dent -30- des portions- de la roue,permet l'effacement de la première dent -23- de chacune des crémaillères,alternativement,en agissant sur les axes -19- qui forment corps avec leur dent,afin de laisser passer la première dent -30 -de la portion qu'elle va pousser dans son mouvement inverse. En effet cet effacement intervient en fin du mouvement de l'ensemble rectiligne fig.1.fig.3.fig.4. Ces dents amovibles -23- fig.6 et fig.7.se déplacent à l'intérieur d'une cavitv ,percée dans chaque crémaillère.Une tige guide -21- vissée ou boulonnée,par son socle -22- traverse ces dents qui compriment,sous l'action des cames,un ressort - à boudin -24- fig.6.ou à lame -20- fig.7 (mobile suivant l'axe -26- et le taquet -25-. Dans le cas d'application de ce dispositif aux compresseurs à pis ton,la roue dentéejélément actif dans ce cas ;.c'est la deuxième dent de chaque crémaillère qui sera amovible,afin que la première dent -30- de chaque portion de roue -3- et -4- puisse se placer derrière la première dent de ces crémaillères,dans les mêmes conditions que ci-dessus L'axe -13- repose sur des roulements -ou coussinets- 28 R E V E N D I C A T I O N S 1 - Dispositif mécanique permettant, lors de la transformation d' un mouvement rectiligne alternatif , en mouvement rotatif uniformegun contact et une action tangentielle constante entre ces deux mouvements. Caractérisé par le fait que deux crémaillères parallèles entre elles, s'engrènent alternativement chacune de part et d'autre d'un mAme diamètre d'une roue dentée , constituée de deux portions superposées et décalées entre elles de 900 ; chaque portion s'engrène toujours a vec la même crémaillère,utilisant ainsi,alternativement,les directions opposes qui définissent le couple moteur ; par échappement de l'une et simultanément engrènement de autre . 2 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que chaque portion de roue comporte deux secteurs dentés,diamètralement opposés, et le développement de chacun de ceux-ci correspond à un angle de 9 - y compris la distance d'échapnement . 3 - Dispositif selon la revenvendication 1. Caractérisé par le fait que une double came est fixée de part et d'autre de la première dent de chacun des deux secteurs den tés de chaque portion. 4 - Dispositif selon la revendication 3 Caractérisé par le fait que la première dent de chaque crémail lère est amovible et -comporte deux bossages cylindriques permet- tant l'action d'effacement de cette dent par action alternative des cames en comprimant un ressort à bouain ou deux ressorts à lame. 5 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que les dents des crémaillères et des portions de la roue déntée,sont usinées et rectifiées. 6 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que ces crémaillères sont solidaires entre elles par la fixation de deux tôles de liaison se faisant face, de telle manière que le décalage des crémaillères permet à l'une d'elles de s'échapper quand l'autre s'engrène immédia tement dans l'autre sens. 7 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que l'énergie cinétique de l'ensemble rectiligne,est absorbée par des ressorts de compressionagissant deux à deux dans chaque sens, et des silenblocs -29 8 - Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que ce dispositif peut remplacer les bielles associées aux villebrequins ou les 55% de pertes méca niques qu'elles engendrent,sont inexistantes dans le dispositif de l'invention 9 - Dispositif selon lafrevendination 8 Caractérisé par le fait que cette application peut comporter 1-2-3-ou -4- cylindres dans le cas d'un moteur à explosion 10 - Dispositif selon la revendication 2 Caractérisé par le fait queleas secteurs dentés de chaque por tion,peuvent Btre de 1800 ; dans ce cas les portions sont aus si superposées,mais sans décalage. ( y compris la distance d'é chappement ) 11 - Dispositif selon la revendication 2 Caractérisé par le fait que des caneaux de lubrification,par courent l'axe de la roue et rayonne en débouchant aux creux des dents des deux -portions de celle-ci, ainsi que face aux pa liers ou coussinets 12 - Dispositif selon la revendication 1 Caractérisé par le fait que les dimensions et la nature des Ive pièces constituant ce dispositif,répond aux normes habituelle ment appliquées dans ce domaine , et seront notamment fonction des puissances mises en jeu , etdes vitesses de fonctionnement.