Brevet FR2569805A1 — publié le 19860307

La résente invention concerne les dispositifs permettant de transformer un rouvement alternatif de translation on un mouvement de rotation ou inversement, à @avoir le domaine de l'utilisation du mouvement d'une masse décrivant une trajoctoire rectiligne @our animer une anse décrivant une trajectoire circulaire ou inversecent, ceci dans le but d'exploiter un des mouvements obtenues. ne telle conversion de mouvements suppose sue les mases constituant les pièces qui décrivent Je mouvement de translation soient périodiquement accélérées linéairement, positivement suis négativement. Selon l'agencement de l'ensemble des pièces entre elles, cette accélération peut produire une perte partielle de l'énergie mise en jeu lors de chaque accélération. Ce cas se rencontre par exemple dans tous les moteurs courants qui utilisent une telle conversion de mou- vement. Le "dispositif à moments d'inertie nuls" supprime cet inconvénient on utilisant les solutions décrites ci-après. Le mouvement de translation est un mouvement entre deux points Pt et P2 tournant chacun autour d'un axe (respectivement 01 et 02), selon un mouvement circulaire. Les deux oints P1 et P2 sont respectivement des points appartenant à deux pièces A et B, s'interpéné trant, animées entre elles d'un mouvement oe translation tel qu'un cylindre et un piston. Les mouvements des points P1 et P2 sont synchronisés. La synchronisation est telle que celle obtenue par exem- ple en rendant les points P1 et P2 solidaires de deux couronnes dentées (d'axe 01 et V2) qui s'engrennent l'une dans l'autre comme dans l'exemple servant à illustrer cette première description (fig. 1). On peut obtenir cette synchronisation par d'autres moyens en utilisant d'autres pièces. L'exemple décrivant un moteur à valeur (voir p. 2) est l'illustration d'un autre moyen de synchronisation. K et L sont les pièces qui tournent autour de 01 et 02, et su-r lesquelles sont articulées les nièces A et B (dans ce ore@ier exemple K et L sont les couronnes dentées). Pour cette pre@ière variante, choisie tour sa sipplicité, deux conditions sont à resrecter : - les points P1 et P2 sont respectivement les centres de gravité des pièces A et B - les points 01 et 02 sont respectivement les centres de gravité du système composé des pièces A et X, et du système composé des pièces B et L. Dans cet exemple, ces conditions sont nécessaires pour qu'aucune perte due aux forces d'inertie ne se produise lors du fonctionnement. Elles ne sont pas impératives comme le montre l'exemple du moteur à vapeur décrit ci-a?rès où la première condition ne s'applique plus concernant la pièce B. La suite de la description constitue l'exemple d'un mode de réalisation mettant en oeuvre le dispositif revendiqué. Il s'agit d'un moteur à vapeur. 1 ) Description géométrique des mouvements. Les principales différences avec la descrintion précédente sont décomposées de la manière suivante - En un premier temps, le système cylindre et piston simple ef fet (fig. 1), est replacé par un système double effet. On ob tient alors un dispositif semblable à celui de la fig. 2 dont les flèches représentent le sens de rotation des pièces. ota : Le piston n'étant lus n enté sur un axe unique les ba lanciers peuvent alors être supprimés pour des raisons de sy métrie. - n deuxième terps (fig. 3), la pièce circulaire d'axe 0 est immobilisée totalement par rapport au plan figure. Le mouvement relatif des pièces entre elles est conservé ce oui a pour effet de créer la rotation es axes 01 et 02 sui vcnt le pointillé passant par 01 et 02. Le cylindre est alors animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe P immobile. les axes P1 et P2 décrivent alors vn cycloïde de cercle suivant le pointillé passant par P1 et P2. 2 ) Description du dispositif se référant aux fig. 4 à 16. La description suivante appelle deux remarques préliminaires - Les numéros (1, 2, etc...) sont attribués à des ensembles ri gides de pièces. L'existence d'ensembles rigides de pièces est rendu nécessaire pour le montage. Le montage et l'étanchéité neuvent faire l'objet d'une diversité de solutions particuliè- res. - La vapeur peut être remplacée par un fluide quelconque. Ce moteur est constitué d'un bâti (1) dont apparaissent fig. 4, 5, 6 et 7 deux parties symétriques entre elles dans leur forme générale. Ces deux parties sont chacune formées de deux cylindres aux axes parallèles (0'0 et P'P). Sur chaoue nartie, le plus gros cylindre axe P'P est tronqué afin de se raccorder au plus petit d'axe 0'0. Ces deux parties sont interrompues au centre par deux surfaces en fore de disque. Ces surfaces sont identiques, égales à la section des plus gros cylindres cités plus haut, parallèles et leur axe unique est P'P. La forme extérieure de l'ensemble (2)(fig. 8 et 9) est un cylindre de même diarètre Et de même axe P'P. Cet ensemble est monté en force sur roulements comme le montre la figure 5. Dans l'ensemble (2) sont ménagés deux cylindres creux dont les axes sont perpendiculaires à celui de (2). Ces cylindres sont les chambres dans lesquelles est créé le mouvement alternatif. Des ouvertures sont ménagées dans l'axe des chambres, de -art et d'autre de celles-ci, rour permettre le massage des tiges des pistons ainsi que dans les parties cylinériques de celles-ci rour l'admission et l'échappement de la vareur lors du lonctionner-ent. le dispositif noté (3) (fig. 10 et 11) constitue les pistons. II est muni à ses extrémités de deux paliers dans lesquels sot articulés deux vilebrequins (4) et 5'. Ces vilebrequins sont munis de masselottes d'équilibrage. Ils sont tous deux articulés à leur extrémité dans un dispositif (6) (fig. I2 et 13) for--é de deux flasques en forme de couronnes liées rigidement entre elles au troyen de rièces fixées à la la périphérie des flasques à un enlacement où elles ne gê- nent pas le mouvement des vilebrequins. Le dispositif (6) est guidé en rotation sur le bâti autour de l'axe 0'0. Il est monté en force sur roulements. L'équilibrage peut être réalisé de la tanière suivante l'ensemble (2), seul, étant absent, on agit sur un réglage existant des masselotes, ou on les usine, de telle sorte que las ensemble (3), (4) et (5) conservent une position d'équilibre quelle que soit la position angulaire de (6). Cette condition est, avec le bon équilibrage de (2), suffisante pour qu'il n'y ait d perte par inertie que dans la mesure de précision du réglage des masselotes et du centrage des pièces. Les canaux dtadmission et d'échappement ne sont pas représentés sur les fig. 4 et 5. La suite de la description concerne la forme des pièces et le fonctionnement de l'ensemble du moteur à vapeur aais n'intervient pas sur le fonctionnement fondamental du moteur. Sur la planche 3 est représenté en deux vues le détail de la moitié droite de la pièce 1. La fore des pièces est la même, de fa çon symétrique, sur la partie symétrique de cette pièce. Les détails supplémentaires par rapport aux fig. 4 et 5 sont la représentation des canaux d'admission et d'échappement de gaz. La surface plane formant la jonction entre 1 et 2 est un collecteur servant aux échanges Gazeux entre les de-ax organes. Comme le entre la fig. 6, 7 'ensemble noté 1 sur la fig 5 est composé de trois pièces pour permettre la réalisation des canaux intérieurs ainsi que le montage. Ces rièces sortassenblées par vissage. Ce vissage n'est ras représenté. Le plan de séparation des pièces est noté sur la fig. 6. Le dispositif servant au chauffage et au refroidissement de l'eau relève d'une technologie connue. Celle-ci n'est donc ras expo- sée ici, riais l'intérêt de l'invention qui consiste e une cinémati- que particulière ne dépend pas de cette technologie unique. tn effet on peut l'appliquer à tout moteur comportant une conversion @écarti- que rotation-translation, quelle que soit son énergie, c'est à dire a grande majorité des moteurs. Ce moteur ainsi représenté est destiné a fournir un exeple de réalisation de l'invention et à être d'une compréhension facile. C'est pourquoi il s'apparente plus à une machine de laboratoire qu'à un moteur de série. Des solutions aux problèmes plus concrets peuvent être trouvées en grand nombre aussi bien pour per@ettre diverses applications pos- sibles, que pour rendre ce dispositif plus fiable et plus performant. REVENDICATIONS 1) Dispositif à moments d'inertie nuls, permettant de transformer un mouvement de translation en un mouvement rotatif ou inversement, ca ractérisé par le fait que le mouvement de translation est un mouve ment relatif entre deux joints P1 et P2 tournant respective ent au tour de deux autres points 01 et 02 selon un mouvement circulaire. 2) Dispositif selon la revendication n 1 caractérisée par le fait que les deux points P1 et P2 sont respectivement les axes d'articulation de deux pièces A et s'interpénétrant et animées entre elles d'un mouvement de translation telles qu'un cylindre et un piston, sur deux autres pièces K et L tournant respectivement autour de 01 et 02. 3) Dispositif selon 1 et 2 caractérisé par le fait que les mouvements de rotation de P1 et P2 sont synchronisés. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la synchronisation est telle que celle obtenue si K et L sont deux couronnes dentées qui s'engrennent l'une dans l'autre. 5) Dispositif selon la revendication précédente caractérisée par le fait que la synchronisation peut être obtenue par d'autres pièces suivant un autre moyen comme il apparait par exemple dans la des cription donnée du moteur à vapeur. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que la solution particulière adoptée peut consister à rendre immobile une des quatre pièces A, B, K et L selon un certain mouvement (immobilisation en translation, en rotation, immobilisation complète, etc...) par rapport à un repère de réfé rence choisi, tout en ardant les mouvements relatifs des pièces en tre elles. le moteur à vapeur dr la description o est l'exemple d'une solution particulière consistant à ne conserver pour la pièce A qu'une simple rotation sur son axe (P'P). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce oue la solution particulière adoptée eut Justi fier la présence d'autres joints que Pi, P2, 01 et 02 et ayant entre eux les mêmes mouvements relatifs que ces derniers. Certains de ces points peuvent être mis en comun. Dans l'exemple du moteur à vapeur on a six points 0, P, 01, P1, 02, P2. O et P sont mis en commun. 8) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qufil peut être adapté pour la réalisation d'un moteur à explosion ou de toute autre énergie. 9) Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes proportions et dimensions neuvent être modifiées par rapport a celles des dessins.