Brevet FR2710712A1 — publié le 19950407

La présente invention conceme un dispositif permettant dc convertir un mouvement alternatif en mouvement rotatif. Ce système peut s'adapter. entre autres applications, à des moteurs à combustion inteme (deux et quatre temps). La conversion du mouvement alternatif en mouvement rotatif est traditionnellement effectuée à l'aide d'un vilebrequin. En raison même de l'utilisation du vilebrequin, les fores de l'inertie alternatives, dues aux variations de la vitesse du piston au cours du cycle, et particulièrement élevée aux points morts, ont mlllheureusent toujours engendré des désagréments (usure irréguliére des surfaces, perte d'énergie...). Dans le dispositif, la trajectoire ellipsoîdale du maneton (1) permet à la bielle (9) de ne subir que de faibles inclinaisons. Le dispositif comporte. selon une première caractéristique: Un maneton (1), deux masses d'équilibrage (2/2'), deux galets (3/3'), deux galets (4/4'). deux guidages verticaux (5/5'). deux guidages horizontaux (6/6'). un galet de relais (7A), une roue dentée (7B) ou une couronne à denture intérieure (7C). POSITIONNEMENT DES ELEMENTS DU DISPOSITIF Les galets (3/3') et (4/4') sont positionnés parallèlement. lls sont situés sur quatre niveaux et fixés ainsi sur les parties supérieures et à l'extérieur des masses d'équilibrage (2/2'): sur leur droite les galets (3) et (4). sur leur gauche les galets (3') et (4'), situés dans le même axe horizontal, les galets (3/3') sont excentrés par rapport aux galets (4/4') situés eux-mêmes dans le même axe horizontal. Les galets (3/3') sont placés chacun dans son guide vertical (5/5'). Les galets (4/4') sont placés chacun dans son guide horizontal.(6/6'). Le maneton (1) est relié à ses extremités aux deux masses d'équilibrage (212'). 11 peut être positionné à un endroit quelconque par rapport aux galets (3/3') de l'axe médian de cexex-ci et à leur partie supérieure. ll peut être désaxé par rapport au centre des guides (5/5'). Le maneton (1). les deux masses d'équilibrage (2/2'), les quatre galets (3/3') et (4/4'), le galet de relais (7A), roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C) sont totalement dépendants les uns des autres et forment ainsi une masse (17) tournant sur elle-même à l'intérieur de ses guides (5/5') et (6/6'), permettant ainsi, par l'intermédiaire du galet de relais (7A), de la roue dentée (7B) ou de la couronne à denture intérieure (7C), de convertir la course alternative du piston (10) en mouvement rotatif. Les guides (5/5') et (6/6') n'appellent aucun impératif à être linéaires et opposés sur un angle de 900. Dans ces configurations, il est indispensable d'utiliser les roues dentées de relais de forme ellipsoidale. La position axiale de la roue dentée de relais peut se placer à un endroit quelconque de la masse (17) lui permettant d'engrener la roue dentée ellipsoidale calée sur l'arbre moiteur. il est possible d'inverser les éléments mobiles du dispositifs. en l'occurrence les galets (3/3') et (4M'). Dans ce cas, ce sont les guides verticaux (5/5'). les guides horizontaux (6/6'). le maneton (1). les masses d'équilibrage (2/2') et le galet de relais (7A) (ou ses variantes) qui forment la masse (17) tournant sur elle-même autour desdits galets fixes. Pour obtenir une réduction des points morts. il faut conjuguer la position de l'axe reliant les centres des galets (3/3') et (4/4') et la position angulaire du maneton ( I ) par rapport à ces galets (figure. 3/B). L'axe du cylindre (12) peut être décentré, incliné ou incliné et décentré par rapport au centre des guides verticaux (5/5') (voir figure 3B). Pour que le galet de relais(7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C) puisse faire une empreinte circulaire au cours du cycle de la masse (17), leur position axiale appelle une condition impérative: l'axe du galet (7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C) doit se situer au milieu de ces deux axes (3/3') et (4/4'). Il est possible de monter sur le galet (7A) une biellette de relais entrâinant un vilebrequin. PRINCIPE ET PHASES DE FONCTIONNEMENT DU DISPOSITIF (planches 2/3 et 3/3) Au démarrage du cycle. le maneton (1) et les galets (3/3') se trouvent à leur plus haut niveau (voir planche 2/3, figure 3/A). Réagissant à la pression du piston (10), les galets (3/3') coulissant dans leur guide (5/5') verticalement vers le bas, poussent les galets (4/4') qui se déplacent eux-mêmes horizontalement dans leur guide (6/6') (à droite ou à gauche suivant le sens de la rotation de la masse (17) (voir planche 2/3, figure 4/A/B). Le maneton (1) entre les galets (3/3') se trouve alors dans la position la plus basse. Le piston (10) est également dans la position la plus basse. La masse (17) des galets a alors effectué une rotation sur elle-même de 1800 (voir planche 3/3, figure 5 A/B). L'arbre manivelle (8A), par l'intermédiaire du galet (7A) a également effectué un demi tour sur lui-même et un demi tour autour de l'arbre manivelle. Les galets (3/3') poursuivent leur course verticalement dans leur guide (5/5'). cette fois-ci en remontant. Ils repoussent alors les galets (4/4') qui coulissent horizontalement dans leur guide (6/6'), du côté opposé à celui emprunté lors de la descente des galets (3/3') (à droite ou à gauche suivant le sens de la rotation de la masse (17) (voir planche 3/3, figure 6/AIB). Le maneton (1), les galets (3/3') et (4/4') reviennent sur leur position initiale, c'est-à-dire à leur plus haut niveau. La masse (17) des quatre galets (3/3') et (4/4') et le galet (7A) ont effectué à ce moment une rotation sur ellemême de 360" (voir planche 2/3, figure 3/A). DESCRIPTION DES PLANCHES Figure 1 (face) Maneton (1), masses d'équilibrage (2), galet (3). galet (4), guidage vertical (5). guidage horizontal (6), galet (7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C)., arbre manivelle (8A) ou arbre moteur (8B), roue dentée (8C), bielle (9), piston (10), axe du piston (11), cylindre '(12). bougie (13), soupape d'échappement (14), soupape d'admission (I 5). chambre d'explosion (16), masse (17). Figure 2 (profil) Maneton (1). masses d'équilibrage (2/2'). galets (3/3'). galets (4/4'). guidages vemeaux (5/5'). guidages horizontaux (6/6'), galet (7A), roue dentée (7B), arbre manivelle (8A) ou arbre moteur (8B) (I'arbre moteur peut servir de relais), roue dentée (8C). bielle(9). piston (10), axe du piston (11). cylindre (12). bougie (13), chambre d'explosion (16), masse (17). Figures 3, 4, 5 et 6 A/B AetB Position des éléments de la masse (17) par rapport à l'arbre manivelle (8A) et à la roue dentée (8C) calée sur l'arbre moteur (8B) fixe, au cours des phases la figure 3B fait apparaître une plus faible excentricité entre les galets (3) et (4) et la position angulaire du maneton (1) par rapport au guide vertical (5). C et C1 Axe du piston (11) et position angulaire de la bielle par rapport à l'axe des guides verticaux (5/5') au cours des phases. DetDl Trajectoire ellipsoidale du maneton (t) au cours des phases. P.M.H. : point mort haut P.M.B. : point mort bas ETUDE ET CONCEPTION DU DISPOSITIF Les diamètres des quatre galets (3/3') et (4/4') peuvent être différents, le nombre des galets peut être réduit suivant les demandes, les avantages. priorités ou genres de moteurs souhaités. Tous autres systèmes de roulement ou coulissement circulaires connus ou inconnus peuvent être substitués aux galets. Les guides (5/5') et (6/6') ne doivent pas impérativement être linéaires et opposés sur un angle de 90". Dans ces configurations, il est indispensable d'utiliser des roues de relais dentées de forme ellipsoidale La position axiale de la roue dentée ellipsoidale de relais peut se placer à un endroit quelconque de la masse (17) pour engrener la roue dentée ellipsoidale calée sur l'arbre monteur. Le dispositif peut être multicylindrîque. La disposition des axes des cylindres peut être: à plat. en ligne. en "V" ou toutes autres dispositions connues ou inconnues. Au cours d'un cycle, I'arbre manivelle (8A). par rapport à l'intermédiaire du galet de relais(7A). est en prise directe avec la masse (17). Il est possible de monter sur le galet (7A) une biellette entraînant un vilebrequin. Au cours du cycle. la roue dentée de relais (7B) tournant sur elle-même et tournant autour de la roue dentée (8C) calée sur l'arbre moteur (8B). leur diamètre étant le même, la vitesse de l'arbre moteur (8B) sera toujours double de la vitesse de la rotation de la masse (17). Au cours du cycle, la couronne à denture intérieure (7C) tournant sur elle-même et tournant autour de la roue dentée (8C) calée sur l'arbre moteur (8B) permet raugmenter la vitesse de l'arbre moteur par rapport à celle de la masse (17). 1l est possible d'inverser ce s-swerne Ces quatre variantes ne sont aucunement limites. Tous autres systèmes connus ou inconnus peuvent être adaptés. FABRICATION, INSTALLATION DU ENTRETIEN DU DISPOSITIF Le dispositif peut être fabriqué en toutes matières connues ou inconnues. Le dispositif doit être installé dans un bloc tanche. suivant les règles de l'art, et peut être refroidi par eau ou par air. Le dispositif doit être régulièrement huilé. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de convertir un mouvement alternatif en mouvement rotatif caractérisé en ce au il est constitué de quatre galets (3/3'j et (4/4'), positionnés parallêlement sur quatre niveaux et fixés ainsi sur les parties supérieures et à l'extérieur des masses d'équilibrage (2/2'): sur leur droite les galets (i) et (4). sur leur gauche les galets (3') et (4') situés dans leur meme axe horizontal ; les galets (3) et (3') sont excentrés par rapport aux galets (4) et (4') situés eux-mèmes sur le même axe horizontal. Les galets (3) et (3') sont placés chacun dans leur guide vertical (5) et (5'). Les galets (4) et (4') sont placés chacun dans leur guide horizontal (6) et (6'). Les quatre galets (3/3') (4/4'), le maneton (1). les deux masses d'équilibrage (2/2'), le galet de relais (7a) ou la roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C). sont totalement dépendants les uns des autres et forment ainsi une masse (17) tournant sur elle-même à l'intérieur de ses guides respectifs. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que par l'intermédiaire du galet de relais (7.0 ou la roue dentée (7B) ou la couronne à denture intérieure (7C) ou tous autres systèmes de relais connus ou inconnus peuvent être adaptée. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le galet (7A) ou ses variantes. permet de convertir la course alternative du piston en mouvement rotatif en entrainant ou en engrenant l'arbre manivelle (8A) ou arbre moteur (8B). Pour que le galet de relais(7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C) puisse faire une empreinte circulaire au cours du cycle de la masse (17), leur position axiale appelle une condition impérative: l'axe du galet (7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à dcnture intérieure (7C) doit se situer au milieu de ces deux axes (3/3') et (4/4'). 4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il est possible d'inverser les éléments mobiles du dispositif, en l'occurrence les galets (3) (3') et (4) (4'). Dans ce cas, ce sont les guides verticaux (5) (5'), les guides horizontaux (6) (6'), le maneton (1), les masse d'équilibrage (2) (2') et le galet de relais (7A) (ou ses variantes) aui forment la masse (17) tournant sur elle-même autour desdits valets fixes. Dispositif selon les revendications 1 et 1 caractérisé en ce que le diamétre des quatre galets (3) (3') et (4) (4') peut être différents. 6. Dispositif selon les revendications 1, 4 et 5 caractérisé en ce que le nombre des galets peut être diminué. 7. Dispositif selon les revendications 1, 4. 5 et 6 caractérisé en ce que les galets peuvent être des roulements ou tous autres coulissements circulaires. S Dispositif selon les revendications 1. 4. 5. 6 et 7 caracténsé en ce que les guides (5) (5') et (6) (6') n'appellent aucun impératif à être linéaires et opposés sur un angle de 90". Dans ces configurations. il est indispensable d'utiliser des roues dentées de relais de forme ellipsoïdale. La position axiale de la roue dentée cllipsoïdale de relais peut se placer à un endroit quelconque de la masse (17) lui permettant d'engrener la roue dentée ellipsoidale calée sur l'arbre moteur. 9. dispositif selon les revendications 1, 2, 3. 4. 5. 6 et 7 caractérisé en ce que pour que le galet (7A) ou roue dentée (7B) ou couronne à denture intérieure (7C) puisse faire une empreinte circulaire au cours du cycle de la masse (17). sa (ou leur) position axiale se situe au centre des axes de galets (3) (3') et (4 '). Au cours du cycle l'arbre manivelle (XA} nar l'intermédiaire du valet (7A) est en prise directe avec la masse (17). 10. Dispositif selon les revendications 1, 4. 5. 6. 7 et 8 caractérisé en ce que le maneton (1) est relié à ses extrémités aux deux masses d'équilibrage (2) (2'). Il peut être positionné à un endroit quelconque. par rapport aux galets (3) (3'). de l'axe médian de ceuxci et à un endroit quelconque de leur partie supérieure. Le maneton peut être désaxé par rapport au centre des guides verticaux (5) (5'). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que pour obtenir une réduction des points morts, il faut conjuguer la position des galets (3) (3') et (4) (4') par rapport à l'axe des guides verticaux (5) (5') et la position angulaire du maneton (1) par rapport à ces galets (planche2/3, figure 3/B). Dc cette manière, l'axe du cylindre (12) peut être décentré, incliné ou incliné et décentré par rapport au centre des guides verticaux (5) (5').