Brevet FR2721673A1 — publié le 19951229

ORGANE DE TRANSMISSION PERMETTANT DE TRANSFORMER LE MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIF EN MOUVEMENT CIRCULAIRE La présente invention concerne un organe de transmission permettant de transformer le mouvement rectiligne alternatif des pistons d'un moteur à explosion, du type de celui décrit dans la demande de brevet français n094.01913 au nom du demandeur. Le concept de réalisation de cet organe de transmission repose sur l'utilisation d'un levier monté mobile sur un point d'appui et agencé de telle sorte qu'une de ses extrémités puisse coopérer avec le pied de la bielle de l'ensemble piston-bielle et que l'autre de ses extrémités puisse embrayer dans une roue d'entraînement calée sur un arbre de sortie. Ainsi, le pied de la bielle du piston ait directement sur une extrémité du levier qui bascule autour de son point d'appui de manière à ce que son extrémité opposée décrive un arc de cercle, lequel mouvement circulaire sera automatiquement emprunté par la roue d'entraînement dans laquelle est embrayée ladite extrémité. En associant judicieusement au levier de transmission, les différents ensembles piston-bielle d'un moteur à explosion en fonction de leurs différentes phases de leur cycle de fonctionnement à savoir, l'admission, la compression, la combustion du mélange gazeux carburé et la détente des gaz issus de cette combustion, la roue d'entraînement et son arbre de sortie y associé pourront être animés d'un mouvement rotatif continu. Le levier de cet organe de transmission a donc pour objet de remplacer le vilebrequin généralement constitué par un arbre coudé qui, monté articulé avec les bielles des pistons, coopère avec les autres organes de transmission classiques d'un véhicule, à savoir: - l'embrayage qui assure la liaison (qu'on peut interrompre) entre le moteur et la boîte à vitesse, - la boîte à vitesse qui permet au moteur et aux roues tractrices de tourner à des vitesses adaptées aux circonstances et au terrain. - et le différentiel qui permet aux roues de tourner à des vitesses différentes dans les virages. Le levier de cet organe de transmission se compose de deux bras; le premier étant délimité entre le point d'appui et le point d'application du pied de la bielle et le deuxième entre le point d'appui et l'extrémité embrayant et/ou débrayant dans la susdite roue d'entraînement, de sorte qu'une simple modification de la position du point d'appui le long d'un axe théorique passant par l'axe de la roue d'entraînement et le point zéro de l'ensemble piston-bielle, autorise une variation des longueurs des deux bras de levier. Cette variation des longueurs des bras de levier et plus précisément de celle du bras délimité entre le point d'appui et la roue d'entraînement est de pouvoir moduler l'amplitude du mouvement circulaire donnée à l'extrémité de ce même bras embrayant dans la susdite roue d'entraînement. Considérant que la course du piston de l'ensemble piston-bielle est fixe, le demandeur avait prévu dans sa demande de brevet initiale un ajustement de la longueur du deuxième bras du levier pour que son extrémité puisse toujours embrayer la roue, quel que soit le positionnement du point d'appui sur lequel est articulé le levier. Pour ce faire, le bras de levier situé entre le point d'appui et la roue est réglable en longueur de manière à ce que ladite extrémité décrive le même arc de cercle. quel que soit le positionnement dudit point d'appui. Pour ce faire, une coulisse adoptant la forme d'un arc de cercle permet de guider l'extrémité du bras de levier destinée à embrayer et/ou à débrayer dans la roue d'entraînement.Cette coulisse de guidage est avantageusement montée mobile afin d'assurer l'embrayage de l'extrémité dudit bras dans la roue d'entraînement lorsqu'elle se rapproche de cette demière et son débrayage lorsqu'elle s'éloigne de celle-ci. L'objet de la présente invention est d'aménager le principe fondamental de l'organe de transmission décrit dans la demande de brevet n094.01913 de telle sorte que la vitesse de rotation de la roue d'entraînement soit constante, pour un point d'appui donné. Un des aménagements principaux de l'invention repose sur le fait que la longueur du levier est fixe et le pied de la bielle de l'ensemble piston-bielle est monté articulé sur l'extrémité du bras de levier délimité entre le point d'appui du levier et ledit pied de bielle pour décrire un mouvement curviligne, de manière à ce que l'extrémité dudit bras qui embraye et/ou débraye dans la roue d'entraînement en décrivant un arc de cercle adoptant le même rayon de courbure que celui de ladite roue puisse se déplacer à la même vitesse pour une position donnée du point d'appui. Ainsi, pour une position donnée du point d'appui, le pied de la bielle suivra une course curviligne alors que dans le mode réalisation antérieur, il décrivait un mouvement rectiligne.Ce mouvement curviligne du pied de la bielle permettra d'adapter la course de cette dernière aux variations du bras de levier entre le point d'appui et son extrémité embrayant ou débrayant dans la roue d'entraînement, évitant ainsi la rupture de la continuité du cycle de rotation de la roue d'entraînement. Selon un autre aménagement important de l'invention, le levier est monté coulissant au niveau de son support articulé sur le point d'appui, de telle sorte qu'il puisse assurer, pour une position donnée de ce dernier, une compensation automatique des longueurs des deux bras de levier lorsque l'un des deux est amené à subir une variation de longueur. Ainsi. lorsque le bras de levier délimité entre le point d'appui et l'extrémité qui embraye ou débraye dans la roue d'entraînement subit une modification de longueur pour suivre la courbure de l'arc de cercle de ladite roue, le levier se déplace dans son support articulé sur le point d'appui corrigeant de lui-même la longueur de l'autre bras de levier délimité entre le point d'appui et le pied de bielle.Le mouvement curviligne du pied de la bielle sera donc imposé par le levier lui-même qui se déplace dans son support en fonction de l'évolution de son extrémité embrayant ou débrayant dans la roue d'entraînement C'est donc le rayon de courbure de la roue d'entraînement conjugué avec la position du point d'appui qui dessinera le mouvement curviligne du pied de la bielle afin de préserver la vitesse de rotation de la roue constante pour un point d'appui donné. Selon un autre aménagement de l'invention, le point d'appui est, pour une position donnée, monté mobile librement le long de l'axe théorique passant l'arbre de la roue d'entraînement et le point zéro de la bielle de l'ensemble piston-bielle, de manière à maintenir la longueur du bras de levier délimitée entre le point d'appui et son extrémité embrayant ou débrayant dans la roue d'entraînement. quelle que soit la position du pied de la bielle. Cette adaptation de libre mobilité du point d'appui, autour d'une position donnée, elle-même réglable le long dudit axe. a pour grand avantage de maintenir constante la vitesse de rotation de la roue d'entraînement. Bien que les aspects principaux de l'invention viennent d'être évoqués cidessus, d'autres caractéristiques et d'autres avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisation d'un organe de transmission conforme à l'invention. La figure portée par ce dessin est une vue schématique d'un système moteur mettant en application l'utilisation d'un tel organe de transmission. Tel qu'illustré sur le dessin, le système moteur reprend les trois organes de celui décrit et représenté dans la demande de brevet français n"94.01913, à savoir: - l'ensemble piston-bielle 10, - l'organe de transmission constitué par un levier 20, - la roue d'entraînement 30 reliée à l'ensemble piston-bielle 10 par l'organe de transmission 20. Le piston 1 1 et la bielle 12 de l'ensemble piston-bielle évoluent classiquement dans leur cylindre (non représenté) pour l'accomplissement des différentes phases d'admission, de compression, de combustion et de détente du moteur à explosion, et ce selon un mouvement alternatif rectiligne. que symbolise la flèche à double sens V. Les différents développements V du piston 11, suivis par la bielle 12 ont pour objet de faire basculer le levier 20 autour de son point d'appui B de telle sorte que l'extrémité C du deuxième bras de levier 22 (portion du levier 20 délimitée entre le point d'appui B et la roue d'entraînement 30) décrive une trajectoire (flèche à double sens R) en forme d'arc de cercle selon une expansion angulaire délimitée entre un point bas C' correspondant au point haut D' du pied de la bielle 12 et un point haut C" correspondant au point bas D" dudit pied. L'extrémité C (référence correspondante au point zéro D du pied de la bielle 12) du bras de levier 22 est conformée pour pouvoir embrayer et/ou débrayer dans la roue d'entraînement 30, laquelle est calée en son centre sur l'arbre de sortie A du système moteur. Ainsi, lorsque le piston 1 1 est au point haut E' dans son cylindre, le pied de bielle 12 au point haut D', l'extrémité du bras de levier 22 considérée en son point bas C' embraye alors dans la roue d'entraînement 30, de telle sorte que la descente (flèche V) du piston 1 1 de l'ensemble piston-bielle 10 (sous l'effet de l'explosion) vers son point bas E" entraîne le pied de sa bielle 12 vers son point bas D ', lequel provoque le basculement du levier 20 autour de son point d'appui B faisant décrire à l'extrémité opposée du bras de levier 22. un arc de cercle R qui la projette en son point haut C", tout en emmenant dans son mouvement la rotation (flèche r) de la roue d'entraînement 30.A cette position haute C", l'extrémité du bras de levier 22 débraye de la roue d'entraînement 30, de telle sorte que la remontée du piston 11 de l'ensemble piston-bielle 10 vers sa position haute E' entraîne son pied de bielle 12 vers sa position haute D' et l'extrémité du bras de levier 22 vers son point bas C' pour repartir pour un autre cycle d'embrayage dans la roue d'entraînement 30. Afin d'assurer le débrayage au point C" et l'embrayage au point C' de l'extrémité C du bras de levier 22 dans la roue d'entraînement 30. ladite extrémité C est guidée dans une coulisse en arc de cercle 31 destinée à se rapprocher de la roue 30 lorsqu'elle est située au point C' (où elle doit embrayer) et à s'éloigner de celle-ci au point C" où elle doit débrayer. Ces cycles d'embrayage et de débrayage du bras de levier 22 sont asservis avec les positions haute E' et basse E" du piston 11 de l'ensemble piston-bielle 10. I1 est à noter que cette coulisse en arc de cercle 31 adopte le même rayon de courbure que celui de la roue d'entraînement 30. de manière à pouvoir assurer le guidage des déplacements de l'extrémité C du bras de levier 22 quelle que soit la distance "d" séparant l'arbre A de la roue d'entraînement 30 du point d'appui B sur lequel est monté basculant le levier 20. Considérant que la position de l'arbre de sortie A du système moteur ci-dessus décrit sur lequel est calée la roue d'entraînement 30 est fixe. il est donc permis de jouer sur la distance "d" en modifiant la position du point d'appui B de telle sorte que le mouvement circulaire R décrit par l'extrémité C du bras de levier 22 ait son amplitude modifiée tout en conservant le même rayon de courbure. Dès lors. il est possible de moduler l'amplitude du mouvement circulaire R de l'extrémité C en jouant sur le positionnement du point d'appui B, le long d'un axe théorique passant par l'axe de la roue d'entraînement A et le point zéro D de l'ensemble piston-bielle 10. Ainsi, en rapprochant le point d'appui B de l'arbre A, on réduit l'amplitude du mouvement circulaire R et en éloignant le point d'appui B de l'arbre A, on augmente l'amplitude du mouvement R. La modification du positionnement du point d'appui B du levier 20 aura donc pour conséquence de faire varier la vitesse de rotation r de la roue d'entraînement 30, faisant ainsi office de boîte à vitesse automatique. Cependant, pour que l'extrémité C du levier puisse évoluer dans son guide 31 quelle que soit la distance "d", deux solutions sont envisageables. La première consiste à utiliser un levier réglable en longueur de telle sorte que la longueur du bras de levier 22 puisse être modulée en fonction de la distance "d". Cette solution telle qu'envisagée dans la demande de brevet n"94.01913 impose de monter le bras de levier 21 coulissant dans le pied de la bielle. La deuxième solution, objet de la présente invention, consiste. quant à elle - à utiliser un levier 20 de longueur fixe. - à monter l'extrémité du bras de levier D articulé sur le pied la bielle 12,, comme le montre la flèche C, - et à installer le levier 20 coulissant à l'intérieur de son support monté basculant autour du point d'appui B, comme le montre la flèche T. De préférence, pour limiter les efforts de l'ensemble piston-bielle, ce dernier sera situé à la verticale de l'extrémité du levier 20 lorsque ce dernier est situé à l'horizontale passant par le point zéro D de la bielle 12. La solution de l'invention a pour avantage de faire décrire au pied de la bielle 12 des mouvements curvilignes de telle sorte que lorsque le point d'appui B est situé au point intermédiaire où il est repréenté sur le dessin. la bielle 12 suit le mouvement curviligne représenté en traits tirets. Comme indiqué au début du présent mémoire, en faisant adopter au pied de la bielle 12 des mouvements curvilignes. le levier 20 peut évoluer (flèche T) dans son support articulé sur le point d'appui B de manière à faire suivre à son extrémité C, un mouvement circulaire adoptant le même rayon de courbure que celui de l'arc de cercle R. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le point d'appui B est, pour une position donnée, monté mobile librement (flèche t) le long de l'axe théorique passant l'arbre A de la roue d'entraînement 30 et le point zéro de la bielle 12 de l'ensemble piston-bielle 10. Ainsi, lorsque le point d'appui est donné à la position illustrée par la référence B, sa libre évolution lui permettra d'atteindre le point B' pour maintenir fixe la longueur du bras de levier 22 entre le point C et le point C", quelle que soit la position du pied de la bielle 12. Cette adaptation de libre mobilité (flèche t) du point d'appui B, autour d'une position donnée, elle-même réglable (flèche T) le long dudit axe, a pour grand avantage de maintenir constante la vitesse de rotation de la roue d'entraînement 30. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 10... Ensemble piston-bielle 11 Piston 12 Bielle 20 Levier 21. Premier bras de levier 22.. Deuxième bras de levier 30 Roue d'entraînement 31.. Coulisse en arc de cercle pour le guidage de l'extrémité C du bras de levier 22 Flèche V. . Mouvement rectiligne alternatif de l'ensemble piston-bielle 10 Flèche R Mouvement circulaire de l'extrémité C du bras de levier 22 Flèche C... Mouvement d'articulation du pied de bielle 12 sur le levier 20 Flèche r . Mouvement de rotation de la roue d'entraînement 30 Flèche T.. Mouvement de translation du levier 20 à l'intérieur de son support articulé sur le point d'appui B Flèche t Mouvement de libre translation du point d'appui B autour d'une position donnée "d"... Distance séparant l'arbre A du point d'appui B REVENDICATIONS 1. Organe de transmission permettant de transformer le mouvement rectiligne alternatif (flèche V) de l'ensemble piston-bielle (10) d'un moteur, en un mouvement circulaire (flèche R) appliqué à un arbre de sortie (A). du type de celui constitué par un levier (20) monté mobile sur un point d'appui (B) et agencé de telle sorte qu'une (D)de ses extrémités puisse coopérer avec le pied de la bielle (12) de l'ensemble piston-bielle (10) et que l'autre (C) de ses extrémités puisse embrayer et/ou débrayer dans une roue d'entraînement (30) calée sur ledit arbre de sortie (A).CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la longueur du levier (20) est fixe et le pied de la bielle (12) de l'ensemble piston-bielle (10) est monté articulé sur l'extrémité du bras de levier (21), délimité entre le point d'appui (B) du levier (20) et ledit pied de bielle (12) pour décrire un mouvement curviligne (D), de manière à ce que l'extrémité (C) dudit bras qui embraye et/ou débraye dans la roue d'entraînement (30) décrivant un arc de cercle (flèche R) en adoptant le même rayon de courbure que celui de ladite roue (30), puisse se déplacer à la même vitesse pour une position donnée du susdit point d'appui (B). 2. Organe de transmission selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le levier (20) est monté coulissant dans un support monté articulé au niveau de son point d'appui (B). 3. Organe de transmission selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la position du point d'appui (B) du levier (20) est monté variable le long d'un axe théorique passant l'arbre (A) de la roue d entraînement (30) et le point zéro de la bielle (12) de l'ensemble piston-bielle (10). 4. Organe de transmission selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le point d'appui (B) est. pour une position donnée, monté mobile librement (flèche t) le long de l'axe théorique passant l'arbre (A) de la roue d'entraînement (30) et le point zéro de la bielle (12) de l'ensemble piston-bielle (10), entre deux positions permettant de maintenir fixe la longueur du bras de levier (20) délimitée entre le point d'appui (B) et son extrémité (C) qui embraye ou débraye dans la roue d'entraînement (30), quelle que soit ia position du pied de bielle (12). 5. Organe de transmission selon les revendications 1 à 4 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE l'ensemble piston-bielle (11-12) est situé à la verticale de l'extrémité du levier (20) lorsque ce dernier est situé à l'horizontale et passe par le point zéro (D) de la bielle (12).