Brevet FR2679598A1 — publié le 19930129

Moteur pneumatique a piston de couple élevé a faible vitesse. La présente invention concerne un moteur pneumatique, de couple élevé a faible vitesse dans lequel on retrouve deux caractéristiques qui habituellement sont difficllement associables X couple a faible vitesse et démarrage instantané sous charge Les moteurs pneumatiques de conception classique à pistons ou à palettes sont utilisés dans l'industrie pour manoeuvrer divers équipements, par exemple : transport, convoyage, pont roulant, commande de vannes, meulage, pergage, taraudage, vissage, enroulage ou déroulage, tous domaines ou un besoin d'antidéflagrance est nécéssaire, etc... Les moteurs pneumatiques classiques fun appel dans leur conception interne à des systèmes connus et éprouvés tels que, un ou plusieurs pistons commandant l'arbre par l'intermédiaire d'un villebrequin, ou d'un ensemble de palettes retractables, mettant en rotation directe ou indirecte le dit arbre. Les moteurs pneumatiques connus existants actuellement, ainsi que leurs dérivés sont fiables, et donnent un fonctionnement satisfaisant dans bon nombre de cas d'utilisation. Toutefois, ces moteurs, de par leur conception, ont des carences notoires : Manque de couple au démarrage, se traduisant par des problèmes d'entrainement sous charge, d'où blocage ; d'où obligeance de réducteur ou de moteur plus +ort enyendrant une consommation excéssive en gaz comprimé. La présente invention à dont: pour but principal de remédier à ces inconvénients et pour ce faire, elle a pour objet un moteur pneumatique qui se caractérise essentiellement en ce qu'il est constitue d'un ensemble de quatre pistons ou plus, alimentés en gaz comprimé par l'intermédiaire d'un système de distribution. L'ensemble des pistons étant incorporés a l'intérieur ou l'extérieur du corps du moteur et relies entre eux par un système autorisant un effort de poussée conjoint de l'ensemble des guatre pistons ou plus, effort transmis à l'arbre lent par l'intermédiaire de deux crémaillières - pignons flottants ou cliquets. Grâce à cette disposition, on obtient une transmission constante de l'effort de poussé de l'ensemble des pistons, en tout point de leur course et ceci indépendamment de leur vitesse de déplacement. Dans une forme de réalisation particulière de l'iiiven- tion, le moteur pneumatique compreïid un corps de forme parallélépipédique, avec son système de distribution en yaz incorporé, alimentant quatre pistons égaux travaillant deux a deux en parallèle, deux sur leur section totale, deux sur section annulaires (diamètre extérieur moi ris diamètre de la tige) et reliés entre eux par l'intermédiaire d'un palonnier rigide, autorisant leur déplacement synchrone dans les deux sens, lors d'un déplacement aller de l'attelage ainsi décrit, le mouvement de rotation de l'arbre lent est créé par la poussée d" un demi pignon flottant actionné par une crémaillère fixe sur l'axe des pistons, lors du retour un deuxième ensemble demi pignon plus crémaillère assure la continuité du mouvement de rotation. La conception particulière du demi pignon flotta t assu re un point d'articulation de celui ci ; orientation de ce point d'articulation par rapport à une came plateau orientable générant le sens de poussée sur l'arbre lent et par la même, le sens de rotation de l'arbre lent, le mécanisme ainsi décrit peut être assimilé à un cliquet réversible, Selon urie variante de réalisation, il est prévu en outre l'implantation du système de distribution en ga à l'exté- rieur du corps avec possibilité de commande à distance. Plusieurs formes d'éxécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés dans lesquels - Les figures 1, 2 et 3 sont les vues schématiques d'un moteur à gaz conforme à l'invention - La figure 4 est un schéma pneumatique de ce moteur à gaz. - La figure 5 est une première variante de réalisation du circuit de commande pneumatique. La figure 6 est une seconde variante de réalisation du circuit de commande pneumatique. - Bien entendu - Les schémas pneumatiques représentés sur les figures 4, 5 et 6 peuvent entre combinés entre eux afin d'adapter la présente invention aux besoins de l'utilisation. - Il est prévu également une version simplifiée sans attelage rigide (7) F les quatre pistons (3), étant alors répartis équidistant sur 360 , et actionnant chacun un demi pignon (5). La furme parallélépipédique extérieure est sans conséquence sur les principes de fonctionnement du moteur, et peut être adaptée suivant les besoins de l'utilisation. La présente invention peut être équipée d'un arbre à une ou deux sortie (6), mâle ou femelle. Le moteur pneumatique représenté sur les figures 1 2 et 3 comprend tout d'abord : un corps (1) dans lequel est monté une distribution pneumatique (2), quatre pistons (3) avec crémaillères (4) reliés entre eux par un attelage rigide (7), deux demi pignons (5) mûs par le déplacement des pistons et attelage (3) et (7). La mise en mouvement des denii pignons (5), combinés avec la position de la came plateau orientable (8) ; modifie l'orientation du basculement des demi pignons (5) inverse de l'état précédent, ce qui a pour effet le changement du sens de rotation de l'arbre de sortie (6), entraîné par la roue fixe (10). Plusieurs systèmes de commande modifiant l'orientation de la came plateau orientable (8), sont prévues - Manuelle agissant: sur un levier (11) - Une variante étant une commande pneumatique incorpo- rée, - Une autre étant une commande à distance ou tout autres sel on les besoi ns d'utilisation. L'inversion du sens de déplacement des pistons (3) est obtenue par la distribution pneumatique (2) commandée a chaque f de course par deux capteurs pneumatiques (9), actionnés mécaniquement par l'attelage rigide (7) lors de son déplace- ment d'accompagnement des pistons (3) ; ou par des raccords fonction. Le montage d'un régulateur de pression, en amont de l'alimentation en gaz du moteur, permet d'obtenir le couple recherché. (objet de l'invention). Le montage d'un limiteur de débit en amont de l'ali- mentation en gaz du moteur permet d'obtenir la vitesse recherchée. (objet de l'invention) - Une combinaison régulateur de pression avec limiteur de débit est possible pour le réglage des performances souhaitées. L'ensemble crémaillères (4) et demi pignon peut être remplacé dans le même principe de fonctionnement par une cré- maillère mono dent, actionnant un disque porteur d'une clavette basculante qui remplace le demi pignon (5) ou cliquet reversible (paye 4 lignes 7 et ii). L'ensemble d'attelage rigide (7) peut être remplacé pour un moteur a un seul sens de marche, par deux pignons étagés (12) équipés de roues libres (13), , commandés par deux satellites (14) suivant figures 7 et 8 ces derniers remplapani: l'attelage rigide (7) décrit ligne 13 page 4. L'ensemble pistons (3) et attelage rigide (7) décrit paye 4 lignes 5, 6 et 7, peut encre remplacé pour un moteur à un seul sens de marche, suivant figures 9 et 10 par une mem brame à faible course (15) avec une plaque palonnier (16), commandant par l'intermédiaire de deux crémaillères (4) deux pignons étagés (12) équipés de deux roues 1 libres alternées (13). La présente invention peut, moyennant le remplacement des repères 17 figure 2 par un ensemble chambre d'expolsion, devenir un moteur à combustion interne, avec le respect de la segmentation et de la distribution adaptée à tous les types de ces moteurs connus a 1 'heure actuel le. Dans ce cas l'adjonction d'un train de bielle(s) et plateau de distribution est nécessaire. La transmission du couple est assurée dans tous les cas par le système crémaillères piston(s) lignes 4 à 9 page 2. La présente invention peut moyennant le remplacement de la distribution repère 2 par un distributeur à caractèristiques hydrauliques et un retour à la bâche être utilisé comme moteur hydraulique. REVENDICATIONS 1 Moteur pneumatique tournant à couple éle-é dans lequel l'arbre de sortie (6) est commandé en rotation par un système caractérisé en ce que deux demi pignons (5) mi:is par deux crémaillères (4) solidaires d'un attelage rigide (7) entrainé par quatre pistons (3) alimentés en gaz comprimé par une distribution pneumatique (2) ; l'ensemble étant monté dans un corps (1) d'encombrement restreint. 2) Le moteur pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation des quatre pistons est réalisée d'une manière simultanée, (deux cotés fond, deux cotés tige) selon les figures 4, 5 eL 6, Le qui a pour effet d'augmenter 1 "effort de poussée sur les deux demi pignons (5). 3) Le moteur pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la commande de rotation de l'arbre de sortie (6) est réalisée par deux demi pignons (5) flottants ou variante mûs par deux crémaillères (4) solidaires d'un attelage rigide (7) entrainé par les quatres pistons (3). 4) Le moteur pneumatique selon les revendications i etc 3 caractérisé en ce que le sens de rotation de l'arbre @ de sortie (6) peut etre inversé en modifiant la position de la came plateau orientable (85, cette modification de position pouvant être commandée manuellement ou à distance. 5) Le moteur pneumatique selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que la conception mécanique de la roue fixe (10) autorise le montage vers l'avant ou l'arrière du corps (1) d'un ou deux arbres creux ou mâles (@). 6) Le moteur pneumatique selon revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'alimentation en gaz comprimé peut etre réalisée par un gaz combustible, accompagné dans ce cas d'une distribution et de segments d'étanchéité appropriés. 7) Le moteur pneumatique selon revendications i et 2 caractérisé en ce que l'alimentation en fluide peut être réalisée par un liquide non compressible, avec distributeur approprié, avec retour a la bâche.