Brevet FR2651829A1 — publié le 19910315

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux moteurs à explosion du type dit "moteur en étoile", sans embiellage ni vilebrequin, dont les axes des cylindres sont situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur. Elle porte plus particulièrement sur des perfectionnements apportés aux moteurs de ce type qui ont fait l'objet du brevet français no. 86 16 862 déposé le 28 Novembre 1986 (correspondant à la demande européenne 87 420314), dans lesquels les axes des cylindres disposés en étoile et qui sont situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur, comportent trois cames, à savoir une came principale et deux cames latérales dites "cames secondaires", disposées de part et d'autre de la came principale, la transmission du mouvement alternatif des pistons étant obtenue par action de trois galets s'appuyant respectivement sur chacune des trois cames. Dans un tel type de moteur, les trois cames sont 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. Selon différentes formes de réalisation décrites dans ce document - les deux cames secondaires tournent en sens inverse de la came principale grâce à un train de pignons simples, d'un train Pecqueur ou d'un train de pignons sphériques ; - un tel moteur peut permettre de sortir deux arbres moteurs concentriques et tournant à la même vitesse et en sens inverse. Si de tels moteurs donnent satisfaction, la transmission du mouvement alternatif des pistons par l'intermédiaire de galets solidaires des pistons et qui roulent sur les cames solidaires des arbres moteurs présente cependant certains inconvénients tels que notamment l'usure des galets ainsi que l'usure des cames, étant donné que lesdits galets subissent des accélérations et des ralentissements très importants et ont tendance à patiner. La présente invention vise à résoudre ces problèmes et porte donc sur un perfectionnement apporté aux moteurs du type décrit dans le brevet précité, et plus particulièrement à la forme de réalisation selon laquelle la came centrale solidaire de l'arbre moteur tourne dans un sens, et les deux cames latérales tournent en sens inverse et à vitesse égale de la came centrale, ces trois cames pouvant entraîneur chacune un arbre moteur ayant tous le même axe et étant positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe des arbres moteurs au point mort haut. Le moteur selon l'invention se caractérise en ce que la transmission du mouvement alternatif des pistons est obtenue par action directe d'au moins un bossage prévu à la base de chaque piston et dont le profil, défini par la loi de mouvement des pistons est tel qu'il s'appuie en glissant sur les trois cames. Selon l'invention, les profils des bossages du piston et des cames seront établis pour limiter les pressions de frottement. Si la loi de mouvement des pistons est telle que le profil des bossages comporte deux courbes symétriques, il est possible de n'avoir qu'un seul bossage à la base du piston agissant à la fois sur la came centrale et sur les cames latérales. De préférence, trois bossages sont prévus à la base des pistons, chaque bossage s'appuyant en glissant sur la came correspondante. Si la came centrale est symétrique des deux cames latérales, le profil du bossage central du piston sera symétrique des bossages latéraux. Par ailleurs, selon une forme de réalisation de l'invention, les deux cames latérales portent sur leurs deux flancs une came verticale tracée dans l'épaisseur des cames latérales pour obliger le piston à effectuer son aller-retour (retour au point mort bas). Selon une autre forme de réalisation, la came centrale porte sur ses deux flancs verticaux deux cames verticales tracées dans son épaisseur afin d'obliger le piston à effectuer son aller-retour. L'invention sera cependant mieux comprise 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 transversale d'un cylindre d'un moteur réalisé conformément à l'invention et qui comporte une came centrale , deux cames latérales et deux cames verticales ; -la figure 2 est une vue agrandie en coupe partielle de la figure 1 d'un piston réalisé conformément à l'invention - la figure 3 est une coupe longitudinale selon l'axe XX de la figure 1 montrant plus en détail une forme de réalisation du bossage central prévu à la base du piston ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 montrant une autre forme de réalisation d'un piston conforme à l'invention ;; - la figure 5 représente en coupe longitudinale une variante du piston avec les trois cames et les deux cames verticales tracées dans le flanc des deux cames latérales ; - la figure 6 représente en coupe longitudinale une autre variante d'un piston avec les trois cames et les deux cames verticales tracées dans les flancs de la came centrale et ; - la figure 7 illustre de manière schématique le profil des trois bossages prévus à la base du piston lorsque les deux segments OA, OB ne sont pas identiques. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite en se référant au type de moteur faisant l'objet des figures 1 et 2 du brevet français 86 16 862 et de la demande européenne 87 420 314 précité et, en conséquence, sa structure et son fonctionnement seront simplement résumés, les mêmes références que celles utilisées dans le brevet antérieur étant également employées pour désigner des éléments similaires d'un moteur réalisé conformément à la présente invention ; par ailleurs, il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation et qu'elle pourrait être également appliquée à toutes les variantes et types de moteurs décrits dans les brevets précités. La figure 1 représente, vu en coupe, un moteur réalisé conformément à l'invention et où un seul piston a été représenté, le cylindre correspondant étant omis par mesure de simplification. Un tel moteur comporte, d'une manière similaire à l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 2 du FR-86 16 862 (EP 87 420314) et en utilisant les mêmes références que celles utilisées dans ces documents, un arbre moteur (1) solidaire d'une came centrale (2). Deux cames latérales (3,4) sont disposées de part et d'autre de cette came centrale (2) et tournent en sens inverse de la came centrale (2) grâce à un train de pignons planétaires dits "trains Pecquer" (13,14,15,16). L'ensemble est disposé à l'intérieur du carter fixe (11). Bien entendu, comme cela est indiqué dans le brevet antérieur, il peut être envisagé de rendre les cames latérales solidaires ou non d'autres arbres moteurs, tous ces arbres moteurs ayant le même axe. Les trois cames (2,3,4) sont positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe des arbres moteurs au point mort haut. Conformément à l'invention, la transmission du mouvement alternatif du piston, désigné par la référence générale (8), est obtenue par action directe d'au moins un bossage prévu à sa base et dont le profil, défini par la loi de mouvement des pistons est tel qu'il s'appuie en glissant sur les trois cames (2,3,4). Si la loi de mouvement des pistons est telle que le profil du bossage prévu à la base du piston se présente sous la forme de deux courbes OAB symétriques, identiques comme représenté aux figures 3 et 4, il est possible de n'avoir qu'un seul et même bossage agissant simultanément sur les trois cames. Avantageusement, ainsi que cela est illustré dans les figures annexées où un tel profil symétrique OA-OB de la base des pistons est montré, trois bossages (74,75,76) sont de préférence prévus à la base du piston et agissent respectivement sur la came centrale (2) et les deux cames latérales (3,4). Dans les exemples de réalisation illustrés par les figures annexées, le profil des bossages (74,75,76) se présente sous la forme d'une courbe comportant donc deux parties symétriques OA OB. En conséquence, les trois profils de chacun des bossages (74,75,76) sont identiques.Dans l'hypothèse où les profils des bossages ne sont pas symétriques, tels que par exemple illustrés par la figure 7, si le profil (74) du bossage central se présente sous la forme de la courbe OA-OB telle qu'illustrée à la figure 7a, les profils des deux bossages (75) et (76) devront être symétriques à celui du bossage central (74) et se présenteront sous la forme de la courbe illustrée par la figure 7b. Ainsi que cela ressort de l'ensemble des figures annexées, la tête (70) du piston (8), avec la chambre de combustion (71), les deux jupes latérales (72,73) et les trois bossages (74,75,76) s'appuyant sur la came centrale (2) et les cames latérales (3,4), est montée sur un axe (77) dont les deux extrémités viennent se positionner à l'intérieur de deux cames verticales (78,79), tracées soit dans l'épaisseur des cames latérales (2,3) (figure 1 et figure 5), soit dans les parois de la came centrale (2) (figure 6), ces cames verticales latérales ayant pour but de ramener le piston au point mort bas, la remontée du piston étant faite par les cames centrale (2) et latérales (3,4). Les extrémités de l'axe (77) peuvent être montées à l'intérieur des cames latérales (78,79) soit directement, soit comporter un galet servant d'appui. Par ailleurs, si l'axe (77) peut traverser directement la base du piston tel qu'illustré aux figures 1,2 et 3, il peut être envisagé de prolonger l'extrémité du piston tel que cela est représenté à la figure 4, de telle sorte que l'axe (77) vienne se positionner en dessous des cames centrale et latérales et ce, de la manière illustrée par les figures 5 et 6. Dans la variante illustrée par la figure 5, le piston a été prolongé de manière à pouvoir porter deux axes (77). On retrouve les mêmes éléments que précédemment, la base du piston portant deux supports de l'axe (77) qui passe entre les trois cames (2,3,4). On obtient ainsi la possibilité de ramener le piston au point mort bas. La figure 6 illustre une autre variante dans laquelle les axes (77) viennent se placer dans le profil des deux cames verticales (78) et (79) qui sont, dans ce mode de réalisation, tracées sur les pistons de la came centrale (2). Par rapport aux solutions antérieures dans lesquelles la transmission des mouvements est obtenue au moyen de galets venant s'appuyer sur les cames, la solution conforme à l'invention présente de très nombreux avantages et notamment une plus grande fiabilité. Si les bossages peuvent être réalisés dans la masse du piston, il est évident que le profil (AOB) des bossages peut être rapporté et être constitué d'un autre matériau, par exemple d'un matériau très résistant permettant de limiter l'usure due aux frottements du piston sur les trois cames. Comme dit précédemment, si les profils OA et OB des bossages sont identiques, un seul bossage peut être prévu à la base du piston et agir simultanément sur les trois cames (2,3,4). 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) comportant une came centrale (2) tournant dans un sens et deux cames latérales (3,4) tournant à égale vitesse mais en sens inverse pouvant entraîner chacune un arbre moteur, ayant tous le même axe et étant positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe des arbres moteurs au point mort haut, caractérisé en ce que la transmission du mouvement alternatif des pistons (8) est obtenue par action directe d'au moins un bossage prévu à la base de chaque piston et dont le profil, défini par la loi de mouvement des pistons, est tel qu'il s'appuie en glissant sur les trois cames (2,3,4). 2/ Moteur à explosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission du mouvement alternatif des pistons (8) est obtenue par action directe de trois bossages (74,75,76) situés à la base de chaque piston, chaque bossage s'appuyant en glissant sur les cames correspondantes (2,4,3). 3/ Moteur à explosion selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil du bossage (74) correspondant à la came centrale (2) est symétrique des deux bossages latéraux (75,76) du piston correspondant aux deux cames latérales (4,3), de même que la came centrale (2) est symétrique des deux cames latérales (4,3). 4/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux cames latérales (3,4) portent chacune sur leur côté vertical une came verticale (78,79) tracée dans l'épaisseur des cames latérales (3,4) pour obliger le piston (8) à revenir au point mort bas. 5/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la came centrale (2) porte sur ses deux côtés verticaux deux cames verticales (78,79) tracées dans l'épaisseur de ladite came centrale (2) pour obliger le piston à revenir au point mort bas. 6/ Moteur à explosion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les profils des cames (2,3,4) et des bossages (74,75,76) sont calculés pour limiter les pressions de frottements.