Brevet FR2704020A1 — publié le 19941021

La présente invention a pour objet un moteur thermique rotatif à quatre temps et à trois pistons. On connaît déjà des moteurs rotatifs à pistons à deux ou quatre temps, comportant des pistons, généralement deux, qui se déplacent radialement dans un rotor tournant dans un stator, les extrémités des axes desdits pistons roulant sur une piste de roulement solidaire du stator, ladite piste de roulement étant excentrique ou à plusieurs lobes, selon le nombre ae pistons Les moteurs rotatifs à pistons présentent de nombreux avantages par rapport aux moteurs classiques en ligne, notamment en ce qui concerne le rendement et le nombre très réduit de pièces, et ils sont de plus d'un encombrement réduit à puissance égale. Toutefois les moteurs rotatifs à pistons existants, comme par exemple ceux décrits dans les documents FR-A2.572.459 et FR-A-2.188,683, présentent des inconvénients de puissance, de souplesse et d'irrégularité de rotation. La présente invention v' se à proposer un moteur rotation à pistons d'un type nouveau, de conception simple et de rotation continue, sans à-coups. Le moteur rotatif à pistons objet de la présente invention comprend un stator, fermé latéralement par des flasques, dans lequel peut tourner un rotor qui comporte radialement trois cylindres débouchant en périphérie dudit rotor, dans chacun desquels peut se déplacer un piston dans un mouvement de va et vient. Les bielles des pistons se croisent au centre du rotor, et leur extrémité opposée à celle de solidarisation audit piston comporte de part et d'autre deux roulements en libre rotation, d'axe parallèle à l'axe du rotor, roulant dans deux pistes de roulement semblables et disposées en regard pratiquées chacune dans l'un des flasques du stator.Les pistes de roulement sont approximativement en forme de haricot et comportent deux lobes de rayons différents, excentriques au rotor, l'un des raccordements de ces deux lobes étant réalisé selon une courbe continue convexe, l'autre selon une courbe concave de petit rayon. Le sens de rotation du rotor est celu permettant aux roulements de la bielle d'un piston de rouler dans le lobe de plus petit rayon après le passage de la courbe concave. Trois lumières sont pratiquées à 120 en périphérie dans le stator, l'une d'elles, celle diamétralement opposée au raccordement concave des deux lobes de la piste de roulement, étant équipée d'une bougie d'al,umage, les deux autres servant à l'admission et à l'échappement. La forme des pistes de roulement permet à chacun des pistons, en se rapprochant de l'axe du rotor ou en s'en éloignant, de réaliser, lors dune rotation complète du rotor, deux aller et retour, créant ainsi les quatre temps du moteur1 les trois pistons permettant trois explosions par tour. Le lobe de grand rayon permet l'admission et la compression, le temps moteur étant réalisé lorsque le galet du piston en phase de combustion franchit la courbe concave pour entrer dans le lobe de petit rayon. Il est à noter que la piste de roulement peut avoir un tracé différent, notamment la partie du lobe de petit rayon permettant le déplacement des galets de l'intérieur vers i' extérieur du rotor peut être rectiligne avec une certaine pente. Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non iimitatT. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue schématique en plan d'un moteur rotatif à pistons selon l'invention. - la figure 2 représente une vue en coupe transversale du stator du même moteur. - la figure 3 représente une vue en coupe selon l'axe XX' de la figure 2. - la figure 4 représente une vue en coupe transversale du rotor du même moteur. - la figure 5 représente une vue en coupe selon l'axe YY' de la figure 4. - la figure 6 représente une vue schématique du même moteur, montrant différentes positions d'un piston lors d'une rotation sur un tour. Si on se réfère à la figure 1 on peut voir qu'un moteur rotatif à pistons selon I'invention comporte un rotor 1 pouvant tourner dans un stator 2 et entrainant un arbre de transmission non représenté. Si on se réfère également aux figures 4 et 5 on peut voir que le rotor b comporte radialement, espacés de 120 trois cylindres 10 renfermant chacun un piston 3 et prolongés chacun de facon diamétrale par une cavité 11, les trois cavités 11 se croisant au coeur du rotor 1. Les pistons 3 comportent intérieurement, de manière connue en soi, un axe transversal 30, parallèle à l'axe de rotation du rotor " sur lequel peut pivoter par une de ses extrémités une bielle 31, dont l'autre extrémité est traversée par un axe 32, également parallèle à l'axe de rotation du rotor 1, sur lequel sont montés d'une part, de part et d'autre de la bielle 31, deux excentriques 33 logés dans des cavités circulaires 12 pratiquées dans les flancs du rotor 1, et d'autre part1 à chacune des extrémités de l'axe 32, un roulement à aiguilles 34. Il est à noter que les bielles 31 ont une forme appropriée permettant leur cro-sent au centre du rotor 1. Si on se réfère maintenant aux figures 2 et 3 on peut voir que le stator 2, qui est constitué de deux parties, un carter 4 et un flasque x, assemblées par des moyens appropriés du type vis, non représents, comporte une chambre cylindrique 20 destinée à abriter le rotor 1 et essentiellement réalisée dans le carter 4. Chacun des flancs intérieurs 40 et 50, respectivement du carter 4 et du flasque 5 du stator 2, comporte une gorge 41, respectivement 51, les deux gorges 41 et 51 étant semblables et disposées en regard lorsque le flasque 5 est assemblé au carter 4 La gorge 41, seule visible sur la figure 2, a la forme approximative d'un haricot, et elle est divisée en plusieurs zones se rapprochant ou s'éloignant du centre du rotor 1, à savoir d'une part un lobe 42 excentrique à l'axe de rotation, de grand rayon, et 'sutre part un lobe 43, également excentrique à l'axe de rotation, de plus petit rayon.Les raccordements des lobes 42 et 43, qui correspondent au;t points les plus proches du centre du rotor 1, sont réalisés d'une part selon une courbe 44 assurant la continuité des deux lobes 42 et 43, et d'autre part selon une courbe concave 45 de très petit rayon. Les bords extérieurs 11' et 51' des gorges 41 et 51 constituent des pistes de roulement pour les roulements 34 des bielles 31 dans lesquelles ceux-c sont engagés. On peut voir égal'ment que la paroi périphérique interne 46 du carter 4 est percée de lumières 47, 48 et 49, la lumière 47 comportant une bougie d'allumage 6. Les emplacements des lumières 47, 48 et 49 sont étroitement liés au tracé des gorges 41 et 51 : la lumière 47 comportant la bougie 6 est sensiblement diamétralement opposée à la courbe concave 45, la lumière 18 est sensiblement diamétralement opposite au point de la courbe 44 le plus proche du centre du rotor 1 et la lumière 49 est sensiblement opposée au point du lobe 42 le plus excentre. Si on se réfère maintenant à la figure ô on peut voir qu'au cours d'une rotation d'un tour du rotor 1 dans le stator 2, dans le sens de la flèche R, un piston 3, du fait de sa liaison mecanique aux gorges 41 et 51, décrit deux mouvements alternatifs de va et vivent dans son cylindre 10, et irversemPnt le mouvement de va et vivent d'un piston 3 dans son cylindre 10 entrane la rotation du rotor 1 dans le stator 2. Lors du déplacement des galets 34 dans les gorges 41 et 51, les excentriques 33 tournent librement dans leurs cavités circulaires respectives 12 dans le sens de la flèche R', de même direction que la flèche R, conférant ainsi aux bielles 31 une certaine liberté de déplacement angulaire autour de leur axe 30. Il est à ncter que pour permettre la rotation des excentriques 33 dans les cavités 12, l'axe 32 est excentré d'une valeur égale à la moitié du déplacement d'un piston 3 dans un cylindre 10. La lumière 49 est reliée à un dispcsitif d'admission d'un mélange 60 d'air et d'essence, non représenté, ce mélange 60 étant aspiré dans le cylindre 10 par le piston 3 qui se déplace de l'extérieur vers l'intérieur du rotor 1 du fait de l'entrée des galets 34 de la bielle 31 correspondante dans le lobe 42. Afin que l'aspiration soit continue au cours du déplacement du piston 3, la paroi périphérique interne 46 du carter A est creusée d'une gorge 4S' disposée en avant de la lumière 49, le mélange 60 se répandant dans cette gorge 49'. Après le passage du cylindre 10 en regard de la lumière 49, 7e piston 3, dont les galets 34 amorcent la sortie du lobe 42, se déplace de l'intérieur vers l'extérieur du rotor 1, ce qui a pour effet de comprimer le mélange 60 contre la paroi périphérique interne 46 du carter 4, la compression maximum, real isée lorsque les galets 34 sont dans la courbe concave 45, intervenant en regard de la lumière 47 contenant la bougie 6. L'étincelle produite par la bougie 6, commandée par un allumage électronique de type connu, non représenté, provoque la combustion du mélange comprime 61, ce qui à pour effet de repousser le piston 2 dans son cylindre 10, les galets oi4 s'engageant dans le lobe 43 réalisant ainsi le temps moteur. Lorsque les galets 3 amorcent leur sortie du lobe 43 et leur entrée dans la courbe 44 le piston se déplace dans le cylindre 10 de l'intérieur vers l'extérieur du rotor 1, et expulse les gaz brûlés 62 par la lumière 48, qui est prolongée en avant par une gorge 48' pratiquée dans la paroi périphérique interne 46 du carter 4. Les trois pistons 3 autorisent ainsi une parfaite continuité de roulement en permettant trois explosions par tour, la phase d'aspiration de l'un et la phase de compression d'un autre étant permises par le temps moteur du troisième. Le refroidissement du moteur selon l'invention est réalisé par eau circulant dans le flasque 5 et le carter 4 du stator 2, et la lubrtficat,on par circulation d'huile entre le stator 2 et le rotor 1. 1-1 va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède d'un de ses modes de reallsat on, susceptible de subir un certain nombre de modfications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIOt4S 1) Moteur thermique rotatif à quatre temps et à trois pistons comportant un stator (9) dans lequel tourne un rotor (1) entraînant un arbre de transmission, caractérisé en ce que - le rotor (1) comporte radialement, espacés de 120 , trois cylindres (10) qui débouchent en périphérie dudit rotor (1) et dans chacun desquels peut se déplacer un piston (3) dans un mouvement de va et vient, des bielles (31) solidarisées de façon pivotante aux pistons (3) se croisant au centre dudit rotor (1), leurs extrémités opposées à celles de solidarisation auxdits pistons (3) comportant de part et d'autre deux roulements (34) en libre rotation roulant dans deux pistes de roulement (41, 51) semblables et disposées en regard, pratiquées chacune dans l'un des flancs intérieurs (4G, 50) du carter (4) et du flasque (5) du stator (2), lesdites pistes de roulement (41, 51) ayant une forme approximative de haricot et comportant deux lobes (42, 43) de rayons différents, excentriques au rotor (1), l'un des raccordements de ces deux lobes (42, 43) étant réalisé selon une courbe continue convexe (44) de grand rayon, l'autre selon une courbe concave (45) de petit rayon, le sens de rotation (R) du rotor (1) étant celui permettant aux roulements (34) de rouler dans le lobe (434 de plus petit rayon après le passage de la courbe concave (45) - le stator (2) comporte trois lumières (47, 48, 49) espacées de t20 , l'une d'elles, (47), diamétralement opposée à la courbe concave (45) des pistes (41, 51), étant pourvue d'une bougie d'allumage (6), les deux autres (49, 48) servant à l'admission et à l'échappement. 2) Moteur thermique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les axes (32) traversant les bielles (31) et portant en extrémités les roulements (34) traversent des excentriques (33) tournant librement dans des cavités circulaires (12) pratiquées dans les flancs du rotor (1), 3) Moteur thermique selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la paroi interne périphérique (46) du stator (2) est creusée de gorges (48', 49') en avant des lumières (48, 49) d'échappement et d7admission. 4) Moteur thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'amorce du lobe (43) des pistes de roulement (41, 51), après la courbe concave (45), est rectiligne avec une certaine pente.