Brevet FR2607552A1 — publié le 19880603

MOTEUR A EXPLOSION SANS EMBIELLAGE NI VILEBREQUIN DE TYPE CYLINDRES EN ETOILE. L'invention concerne des perfectionnements apportés au moteur à explosion faisant l'objet de la demande de brevet français n" 86 07 436 du 21 Mai 1986 et à son certificat d'addition n" 86 10 994 du 25 Juillet 1986. Le moteur à explosion, objet de la demande précitée est un moteur sans embiellage ni vilebrequin dont les cylindres sont disposés en étoile, les axes de ces cylindres étant situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur. Ce moteur se caractérise par le fait que la transmission du mouvement alternatif des pistons s'effectue par des galets, solidaires de ces pistons, roulant sur une came solidaire de l'arbre moteur, came dont le profil est défini par la loi de mouvement des pistons. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, ce moteur à explosion se caractérise en ce que la came solidaire de l'arbre moteur comporte deux bossages obligeant les galets solidaires des pistons à effectuer un mouvement alternatif de va-et-vient, le moteur étant un deux cylindres si le nombre de galets est de deux, et un quatre cylindres si le nombre de galets est de quatre, etc.., le nombre de tours de rotation de l'arbre moteur étant la moitié du nombre d'aller-retour des pistons. Selon une autre caractéristique du brevet principal, le moteur à explosion se caractérise en ce que la came solidaire de l'arbre moteur comporte trois bossages obligeant les galets solidaires des pistons d'effectuer trois aller-retours pour pour un tour de rotation de l'arbre moteur, le moteur étant un trois cylindres si le nombre de galets est de trois, et de six cylindres si le nombre de galets est de six, le nombre de tours de rotå- tion de l'arbre moteur étant le tiers du nombre d'allerretour des pistons. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, lorsque le moteur est un six cylindres, il se caractérise en ce que trois liaisons mécaniques indépendantes unissent deux à deux les pistons opposés, ces liaisons pouvant être légèrement élastiques. Suivant une autre caractéristique du brevet principal, le moteur à explosion se caractérise en ce que la came solidaire de l'arbre moteur comporte un nombre quelconque -de bossages, le nombre de tours de l'arbre moteur étant celui du nombre d'aller-retour des pistons divisé par le nombre de bossages , dans le cas d'un nombre pair de cylindres, des liaisons mécaniques indépendantes pourront lier deux à deux les pistons opposés. Par ailleurs, conformément aux enseignements du premier certificat d'addition précité, le moteur à explosion est caractérisé en ce que la came solidaire de l'arbre moteur comporte un seul bossage, le nombre de cylindres pouvant être quelconque. Par ailleurs, suivant une autre caractéristique de ce premier certificat d'addition, le moteur à explosion est cs,-actérisé en ce que dans le cas où l'on ne peut pas lier deux à deux les pistons opposés, d'une part une came secondaire est tracée sur chaque côté latéral de la came principale et, d'autre part, chaque piston comporte de chaque côté du galet principal un galet secondaire venant s'appuyer sur la came secondaire. La présente invention apporte des perfectionnements au moteur faisant l'objet .de la demande de brevet n 86 07 436 (et, en conséquence, également au certificat d'addition n" 86 10 994 rattaché à ce brevet) et elle a trait à un moteur à explosion, sans embiellage ni vilebrequin qui se caractérise en ce que deux cames secondaires sont ajoutées de chaque côté de la came principale, deux galets secondaires, situés également de chaque côté du galet principal, venant s'appuyer sur lesdites cames secondaires et les trois cames étant positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe de l'arbre moteur au point mort haut. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les galets secondaires tournent en sens inverse du galet principal. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux cames secondaires sont, soit solidaires de l'arbre moteur comme la came principale, soit, tournent en sens inverse de ladite came principale grâce à des pignons simples ou sphériques ou à un train Pecqueur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les galets secondaires ont le même axe de rotation que le galet principal. Dans ce cas, si les deux cames secondaires sont solidaires de l'arbre moteur comme la came principale, elles auront un diamètre différent de celui de la came principale. En revanche, si les deux cames secondaires tournent en sens inverse de la came principale, les trois cames seront identiques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'obtenir la sortie, d'un même côté, de deux arbres moteurs concentriques tournant à la même vitesse mais en sens inverse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les cames et les galets portent des dentures permettant d'empêcher tout glissement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'accoupler plusieurs rangées de cylindres avec un seul moteur et, éventuellement, un autre arbre moteur creux concentrique au premier tournant en sens inverse et à la même vitesse. Suivant une autre caracteristique de l'invention, il est possible d'accoupler plusieurs rangées de cylindres avec autant d'arbres moteurs plus un qu'il y a de rangées de cylindres, chaque rangée de cylindres constituant un moteur unique pouvant tourner dans un sens ou dans un autre à des vitesses égales ou différentes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le carter contenant les cames et l'arbre moteur alimente le cylindre aussi bien dans la partie supérieure que dans la partie inférieure par un mélange deux temps air, essence et huile. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur conforme à l'invention montrant les trois cames avec leurs trois galets - la figure 2, est une vue en coupe longitudinale d'une variante selon laquelle les deux cames secondaires tournent en sens inverse de la came principale, cela étant obtenu par l'intermédiaire d'un train Pecqueur - la figure 3 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation d'inversion du mouvement permettant d'obtenir deux arbres concentriques tournant en sens inverse - la figure 4 est également une vue en coupe longitudinale d'un moteur conforme à l'invention à deux rangées de cylindres et deux arbres moteurs concentriques tournant en sens inverse à vitesse égale - la figure 5 est également une vue en coupe longitudinale montrant la réalisation de trois moteurs différents tournant à des vitesses différentes et dont les arbres sont concentriques - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale montrant la réalisation d'un moteur deux temps dont l'alimentation des cylindres- se fait par le carter moteur. Dans la suite de la description, les mêmes références seront utilisées pour désigner les mêmes moyens (ou moyens équivalents) des différents modes d réalisation. La figure 1 illustre en coupe longitudinale la manière dont est réalisé un moteur conforme à l'invention et qui comporte deux cames secondaires (41) et (42), disposées de part et d;autre de la came principale (2), des galets respectivement (43,44) et (13) étant associés auxdites cames. Selon ce mode de réalisation, les trois galets (43,44,13) ont un axe de rotation commun et, par suite, les deux cames secondaires (41,42) sont plus grandes que la came principale (2). Si l'on se reporte à cette figure, le piston (32) porte à sa partie inférieu re les trois galets (13,43,44) ayant le même axe de rotation. Le galet central (13) s'appuie sur la came r > rin- cipale (2), les deux galets latéraux (43,44) s'appuyant quant à sur les deux cames latérales (41) et (42). Les trois cames (2,41,42) sont solidaires de l'arbre moteur (1). On constate que grâce à un tel mode de réalisatin, les galets latéraux (43,44) ne s'appuient pas du même côté que le galet central (13) sur la came (2) et, par suite, qu'ils tournent en sens inverse de celui du galet (13). Grâce à un tel mode de réalisation, le piston (32) suit donc le trace de la came (2) sans aucun risque de décollement. Par ailleurs, les cames latérales (41) et (42) permettent d'absorber la-poussée latérale du galet (13). Selon la variante illustrée par la figure 2, le mouvement de rotation des cames latérales (41) et (42) ainsi que des galets correspondants (43,44) est inversé par rapport à celui de la came principale (2) et du galet (13), cela étant obtenu par l'intermédiaire d'un train Pecqueur. Si l'on se reporte à cette figure, comme dans l'exemple précédent, la came centrale (2) est solidaire du moteur (1), le galet (13) solidaire du piston s'appuyant sur cette came (2).Les cames latérales (41,42) tournent en sens inverse de la came (2) grâce à des pignons constitués, dans le cas présent, d'un train Pecqueur simple Le pignon (45) est solidaire de l'arbre moteur (1), la came (41) portant un axe (46) sur lequel tournent deux pignons solidaires (47) et (48) ; le pignon (49) est fixé solidaire du bâti (5) ; les galets (43) et (44) s'appuyant sur les cames (41) et (42) tour- nent en sens inverse du galet (13) et à la même vitesse; les galets (13,43,44) ont le mêmè diamètre. Dans ce mode de réalisation des fils (34) relient le piston (32) au piston qui lui est opposé et qui n'est pas représenté sur cette figure. Grâce à un tel mode de réalisation, il est possible de supprimer la poussée latérale s'effectuant sur le piston (33) par le galet (13 > . En effet, cette poussée est annulée par la poussée des galets (43) et (44) tournant en sens inverse. Le piston (33) ne subissant plus aucune poussée pourra être d'une plus faible épaisseur et par conséquent très léger. Bien entendu, si dans le cas présent, l'inversion du sens de rotation des cames (41) et (42) est obtenue par l'intermédiaire d'un train Pecqueur, il pourrait être envisagé d'utiliser d'autres moyens, par exemple un train de pignons simples ou un train de pignons sphériques pour obtenir une telle inversion. Par ailleurs, on pourrait rendre solidaire de l'arbre moteur (1) les cames latérales, la came centrale tournant en sens inverse sur cet arbre moteur sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Enfin, le galet central pourrait être composé de deux galets accouplés et solidaires. La figure 3 illustre une variante, en coupe long i- tudinale, d'une autre forme d'inversion des cames latérales permettant d'obtenir la sortie de deux arbres moteurs concentriques tournant en sens inverse à vitesse égale. Selon cette variante, on trouve également le bâti moteur (5), la came centrale (2) solidaire de l'arbre moteur (1), les cames latérales (41,42). L'axe (46) passe à travers la came (41) et porte les pignons (47, 48) solidaires l'un de l'autre. Le pignon (45) est solidaire de l'arbre moteur. Le pignon (49) est fixe solidaire du bâti (5) et l'arbre (50) est solidaire de la came (41). Grâce à un tel mode de réalisation, il est donc possible de sortir deux arbres moteurs (1) et (50) concentriques, tournant en sens inverse, à vitesse égale. Bien entendu, il est possible de remplacer les galets par des pignons et de prévoir des dentures sur les cames pour empêcher tout glissement des galets sur lesdites cames. La figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un moteur à deux rangées de cylindres et deux arbres moteurs concentriques tournant en sens inverse à vitesse égale. On retrouve les bâtis (5), la came centrale (2) solidaire de l'arbre moteur (1), les deux cames latérales (41,42). I1 est possible de rendre la came (42) solidaire de la came (4Li) si la came (24 ) est solidaire de l'arbre moteur (1). Dans ce cas, l'arbre moteur (50 Bien entendu, on peut sortir un seul arbre moteur (1) sans pour cela sortir du cadre de l'invention. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale montrant la réalisation d'un moteur comprenant trois rangées de cylindres totalement indépendants les uns des autres. Chaque moteur possède donc un arbre moteur. On obtient donc d'un seul côté trois arbres moteurs indépendants plus un quatrième en sens inverse du troisième à vitesse égale. Dans cette forme de réalisation, on retrouve les bâtis (5), la came (2) solidaire de l'arbre moteur (1) avec ses cames latérales (41) et (42), la came (2 ) solidaire de l'arbre moteur (50 ) avec ses deux cames latérales (41 ) est solidaire de l'arbre moteur (502 ) avec ses cames latérales (41 ) et (429 ). L'arbre (50) est solidaire de la came (42il ) et tourne en sens contraire de l'arbre (504 ) à vitesse égale. On obtient donc trois arbres moteurs concentriques pouvant tourner indépendamment les uns des autres à des vitesses égales ou différentes et le quatrième arbre moteur à la vitesse du troisième en sens inverse. On peut accoupler deux rangées de cylindres ensemble.On peut obtenir, grâce à ce montage précédent pour un moteur comportant quatre rangées de cylindres, deux arbres tournant à la même vitesse mais en sens contraire et deux autres arbres tournant à une vitesse différente des deux premiers, mais en sens contraire et à vitesse égale entre eux. Bien entendu, on pourra sans sortir du cadre de l'invention, choisir les solutions pour obtenir le nombre et le sens des arbres moteurs en fonction du nombre de rangées de cylindres. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale montrant la réalisation d'un moteur deux temps dont l'alimentation se fait par le carter-moteur. On retrouve les mêmes éléments que précédemment. Dans ce mode de réalisation, la came (2) n'est pas solidaire de l'arbre moteur (1). Les cames latérales (41,42) tournent en sens inverse de la came (2) à la même vitesse et sont solidaires de l'arbre moteur (1) ; elles sont positionnées de façon à ce que les sommets de bossages des trois cames se trouvent dans le plan contenant l'axe de l'arbre moteur (1). L'inversion du mouvement des cames (41,42) se fait par un train Pecqueur simple. Le remplissage de la cavité (51) se fait par dépression à travers le conduit (52) et le clapet (53) qui se ferme lors de la compression. Le mélange comprimé passe dans le conduit (54) à travers le clapet (55) qui s'ouvre lors de la compression pour arriver dans la culasse (56). Une soupape d'admission (57) commandée par une came (64) oiidaire de l'arbre moteur permet l'admission du mélange comprimé.Une soupape d'échappement (58) commandée par une came (65) solidaire de l'arbre moteur permet l'échappement des gaz brûlés. Le piston (33), dans sa partie inférieure, décrit le volume (59) et découvre les lumières (60) provenant des ouvertures faites dans le cylindre par les cames.(2,41 et 42), ce qui permet au mélange contenu dans le carter de remplir la cavité (59). Un carburateur (61) ou un système d'injection permet de remplir le carter moteur par le conduit (62). Les gaz comprimés s'échappent par le clapet (63) et le clapet (64) qui s'ouvre sous la pression pour amener le gaz, soit dans la culasse (56), soit dans la culasse du cylindre opposé. L'ensemble fonctionne donc comme un moteur deux temps avec une came (2) ayant deux bossages. Bien entendu, on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, employer deux galets latéraux d'un diamètre différent de celui du galet central dans la mesure où les deux cames latérales seraient d'un profil différent de celui de la came centrale, les profils de la came centrale et des deux cames latérales ayant donc dans ce cas la même loi de mouvement définie par les pistons. Egalement, les galets de pistons pourront tourner sur des roulements, aiguilles.., aussi bien que sur des coussinets. REVENDICATIONS 1/ Moteur à explosion sans embiellage ni vilebrequin dont les cylindres sont disposés en étoile, les axes de ces cylindres étant situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur (1), la transmission du mouvement alternatif des pistons (32) s'effectuant par des galets (13) solidaires de ces pistons et roulant sur une came (2) solidaire de l'arbre moteur (1), caractérisé en ce que deux cames secondaires (41,42) sont ajoutées de chaque côté de la came principale (2), deux galets secondaires (43,44), situés également de chaque côté du galet principal (13), venant s'appuyer sur lesdites cames secondaires (41,42) et les trois cames (41,42,2) étant positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe de l'arbre moteur (1) au point mort haut. 2/ Moteur à explosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les galets secondaires (43,44) tournent en sens inverse du galet principal (13). 3/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux cames secondaires (41,42) sont, soit solidaires de l'arbre moteur (1) comme la came principale (2) soit tournent en sens inverse de la came principale (2) grâce à un train de pignons simples, d'un train Pecqueur ou d'un train de pignons sphériques. 4/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les galets secondaires (43,44) ont le même axe de rotation que le galet principal (13), les deux cames secondaires (41,42) ayant un diamètre différent de celui de la came principale (2) lorsque ces cames sont solidaires de l'arbre moteur (1) avec la came principale (2) alors que les trois cames (41,42,2) sont identiques lorsque les deux cames secondaires (41,42) tournent en sens inverse de la came principale (2). 5/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les cames (41, 42,2) et les galets (43,44,13) portent des dentures permettant d'empêcher tout glissement. 6/ Moteur à explosion selcn l'une des revendications i et " caractérisé par le fait qu'il permet de sortir deux arbres moteurs concentriques (1) et (50) tournant à la même vitesse mais en sens inverse. 7/ Moteur à expAcsicn selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce c,u'il est possible d'accoupler plusieurs rangées de cylindres Evec un seul et même arbre moteur et éventuellement un autre arbre moteur creux concentrique au premier et tournant en sens inverse et à la même vitesse. 8/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est possible d'accoupler plusieurs rangées de cylindres avec autant d'arbres moteurs plus un qu'il y a de rangées de cylindres, chaque rangée de cylindres constituant un moteur unique pouvant tourner dans un sens ou dans un autre à des régimes différents ou égaux. 9/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le carter contenant les cames (41,42,2) et l'arbre moteur (1) alimente le cylindre (5) aussi bien dans sa partie supérieure que dans sa partie inférieure par un mélange deux temps air, essence et huile.