Brevet FR2660970A1 — publié le 19911018

Système de moteur à pj~ston libre L'invention concerne un mécanisme d'absorption de vibration d'un moteur à piston libre utilisé comme source de puissance d'un compresseur, d'une pompe de mise sous pression d'huile, d'un générateur, etc. Un système de moteur à piston libre est représenté, par exemple, dans la demande de brevet japonais n" 62153578 publiée avant examen. Le système de moteur à piston libre comprend un carter moteur comportant un cylindre, un piston logé de manière coulissante dans le cylindre, une tige disposée coaxialement par rapport au piston et reliée au piston à l'une de ses extrémités, un mécanisme de compresseur relié à l'autre extrémité de la tige, un contrepoids relié à la partie centrale de la tige par l'intermédiaire d'engrenages à pignons et mobile par rapport à la tige, et un mécanisme d'amortissement pneumatique pressant le contrepoids de façon à le séparer du piston. Dans ce système, deux pignons sont situés entre un contre-poids et une tige.Par conséquent, une précision élevée est rendue nécessaire pour un bon fonctionnement dans les crémaillères formées sur le contre-poids et les pignons et dans les positions de réglage des pignons et des tiges guidant le contrepoids. Cependant, étant donné qu'il est difficile de conserver une précision de travail élevée pour chaque partie, il est impossible d'absorber une erreur produite sur une pièce quelconque lors de sa fabrication et il y a le risque de produire les inconvénients suivants. En effet, on crée un handicap par la nécessité d'installer chaque pièce et par la médiocrité de l'engrènement. De plus, en fonctionnement, il se produit un bruit anormal. Le but de l'invention est de proposer un système de moteur à piston libre permettant d'éviter l'inconvénient cité ci-dessus. Selon l'invention, ce problème est résolu par un système de moteur à piston libre, comprenant un carter moteur avec un cylindre, un piston logé de manière coulissante dans le cylindre, une tige disposée coaxialement par rapport au piston et reliée au piston à l'une de ses extrémités, un mécanisme de sortie relié à l'autre extrémité de la tige, plusieurs contrepoids disposés autour de la tige, symétriquement par rapport à celle-ci, des pignons d'engrenage respectivement en prise avec chacun des contre-poids et avec la tige, et des moyens de pression pour pousser les contre-poids de façon à les séparer du piston. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention, représenté sur le dessin annexé, dans lequel: La figure 1 représente une vue en coupe du système de moteur à piston libre d'un mode de réalisation selon la présente invention, la figure 2 représente une vue en coupe réalisée sensiblement le long de la ligne V-V de la figure 1, Sur les figures 1 et 2, un carter moteur 11 consiste en un carter central 12, un carter de cylindre 13 et une culasse 14. Un cylindre 16 est formé dans le carter de cylindre et loge en son sein un piston 15, de manière étanche à l'air et coulissante. Une chambre de combustion 29 d'un moteur à deux temps est définie dans le cylindre 16 par le carter cylindre 13, la culasse 14 et le piston 15. Une chambre de pompe 31 est définie dans le cylindre 16, par le carter cylindre 13, le carter central 14, le piston 15 et un organe d'étanchéité disposé entre une tige 21 et le carter central 12. Un mécanisme de compresseur 17 est disposé du coté opposé à la chambre de combustion, par rapport au carter central 12. Le mécanisme de compresseur est utilisé en tant que mecanisme de sortie de la présente invention. Le mecanisme de compresseur 17 comprend un cylindre 18, un piston 19 et une soupape 20. Le piston 19 du compresseur est dispose coaxialement par rapport au piston 15 et relié à celui-ci par l'intermédiaire de la tige 21, de façon à se déplacer d'un seul bloc. De cette manière, le moteur et le mécanisme de compresser 17 agissent selon un processus réciproquement opposé.Deux tiges 22a,22b sont fixées sur le carter central 12, en étant placées symétriquement par rapport à la tige 21. Deux contre-poids 24a,24b sont montés coulissants sur les tiges 22a,22b, par l'intermédiaire de deux paliers à glissement 23a,23b. Sur les faces opposées de la tige 21 et des contrepoids 24a,24b, sont respectivement formées des crémaillères 25a,25b et 26a,26b, et deux pignons 27a,27b sont en prise avec les crémaillères 25a,25b,26a,26b, et sont supportés de manière tournante sur le carter central 12. Des ressorts hélicoïdaux 28a,28b sont disposés entre les contre-poids 24a,24b et la paroi latérale 12a de carter central 12 et poussent le contre-poids 24a,24b du côté du compresseur. Le mode de fonctionnement de la réalisation décrite ci-dessus est le suivant: Lorsqu'une bougie d'allumage 32 produit un étincelle et que le mélange a explosé, le piston 15 se déplace vers la droite sur la figure 1 et le moteur est engagé dans le processus d'échappement, à la suite de quoi le carburant est aspiré dans la chambre 29 par le passage 13a dans les processus de balayage et d'aspiration. Au même moment, le piston du compresseur est déplacé vers la droite sur la figure 1, l'air situé dans le cylindre 18 s'échappe par l'orifice et la soupape 20, en constituant la puissance de sortie.Lorsque la tige 21 s'est déplacée vers la droite, les pignons 27a,27b en prise avec les crémaillères 25a,25b formées sur la tige 21 sont mis en rotation, et les contre-poids 24a,24b qui sont en prise avec les pignons 27a,27b par les crémaillères 26a,26b sont déplacés, sur la gauche sur la figure 1. De cette manière, les ressorts hélicoïdaux 28a,28b sont comprimés. Lorsque l'énergie cinétique des contrepoids 24a,24b a été épuisee, ils commencent à se déplacer vers la droite, du fait de la résistance des ressorts hélicoïdaux 28a,28b. De cette manière, les pignons 27a,27b sont mis en rotation en sens inverse et le piston 15 se déplace vers la gauche, ensuite, le moteur est engagé dans le processus de compression. Le mécanisme de compresseur 17 est engagé dans le processus d'aspiration. Le fonctionnement mentionné ci-dessus est répété et l'on obtient une puissance motrice pour le mécanisme de compresseur 17. Dans la presente invention, il est possible d'utiliser un moyen élastique pneumatique en tant que moyen de poussée. Dans ce cas, chacun des ressorts pneumatiques fonctionne par rapport à son contre-poids correspondant. De plus, dans la présente invention, il est possible d'utiliser trois contre-poids ou plus et d'utiliser une pompe à pression d'huile ou un générateur en tant que mécanisme de sortie. Etant donné que les divers contrepoids sont en prise avec les pignons respectifs, il est possible, selon la présente invention, d'éviter une mauvaise liaison entre les dentures et la nécessité d'installer chaque pièce. I1 est de plus possible d'empêcher la production d'un bruit anormal pendant le fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Système de moteur à piston libre, caractérisé en ce qu'il comprend: - un carter moteur (11) comportant un cylindre (16), - un piston (15) loge de manière coulissante dans le cylindre (16), - une tige (21) disposée coaxialement par rapport au piston (15) et reliée au piston (15) à une de ses extrémités, - un mécanisme de sortie relié à l'autre extrémité de la tige (21), - plusieurs contrepoids disposés autour de la tige (21), symétriquement par rapport à celle-ci, - des pignons d'engrenage en prise avec chacun des contre-poids et avec la tige (21), et - des moyens de pression pour pousser le contrepoids (24) de façon à le séparer du piston (15). 2. Système de moteur à piston libre selon la revendication 1, caractérise en ce que le moyen de pression comprend plusieurs ressorts hélicoïdaux poussant chacun des contrepoids. 3. Système de moteur à piston libre selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contrepoids comportent un palier à glissement monté coulissant sur une tige de guidage supportée dans le carter de moteur, les ressorts hélicoïdaux étant disposés coaxialement par rapport aux tiges de guidage, respectivement entre les contre-poids et le carter moteur. 4. Système de moteur à piston libre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de sortie est un mécanisme qui comprend un piston relié à la tige, un cylindre formé dans le carter moteur et un piston logé de manière coulissante, et une soupape disposé dans le carter moteur.