Brevet FR2889726A1 — publié le 20070216

La présente invention concerne un dispositif permettant de transformer un mouvement de translation alternatif, en un mouvement de rotation continu et inversement. On retrouvera le dispositif selon l'invention, dans toutes les constructions des 5 machines à piston alternatif disposant d'un embiellage oscillant entre le piston et le vilebrequin. Les machines identifiées sont: - les moteurs (hydrauliques, pneumatiques, thermiques) à piston. - Les pompes (hydrauliques, pneumatiques, thermiques) à piston. - Les compresseurs. On retrouvera aussi ce dispositif dans tous les systèmes demandant la transformation d'un mouvement de translation alternatif, en un mouvement de rotation continu et inversement. Le dispositif couramment utilisé par les industrielles, est celui du système bielle manivelle. Au cours de la rotation du vilebrequin, il y a inclinaison de la bielle. 15 En conséquence, un effort de réaction du piston sur le cylindre proportionnel à la force d'inertie. Au point morts haut et bas, le piston est soumis à une action de la bielle qui tend à le faire aller d'une génératrice à l'autre du cylindre dans le plan diamétral contenant l'axe du cylindre et perpendiculaire à l'axe du vilebrequin. Ce mouvement s'effectue avec - un choc à l'arriver du piston sur la génératrice opposée du cylindre. - Un glissement relatif entre le piston et les segments dans le sens transverse, augmentant ainsi les fuites entre piston et segments. De plus les efforts d'inertie des pièces en rotation sont importants car ils sont dus: 25 - Au balancement de la bielle autour de l'axe de rotation du vilebrequin. - A la distance de l'axe du rnaneton par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à tous ces inconvénients. Il comporte en effet selon une première caractéristique: un bâti (bloc) comprenant le cylindre. un piston en liaison pivot glissant avec le cylindre. une bielle en liaison pivot glissant avec le piston et le pignon. Un port satellite en liaison pivot avec le bâti. une couronne fixée au bâti, sur laquelle va rouler le pignon (satellite) de diamètre primitif égale au rayon de la couronne. Cette liaison est faite par engrenage droit. La course du piston est égale au diamètre primitif de la couronne. Le pignon en liaison pivot glissant avec le port satellite, dispose d'une autre liaison pivot glissante avec la bielle, au niveau du maneton. L'axe de cette liaison est excentré de la valeur du rayon primitif du pignon (l'axe se situe sur le diamètre primitif du pignon). Ainsi, quand le port satellite est animé d'un mouvement de rotation, il entraîne le pignon excentré. Du faite de la liaison sans glissement entre le pignon et la couronne, le pignon tourne aussi autour de son axe de rotation de sa liaison avec le port satellite dans le sens contraire. C'est alors la combinaison des deux rotations du pignon excentré, qui permet de récupérer la translation rectiligne de l'axe excentré (axe de la liaison bielle/pignon). De ce faite le mouvement de translation rectiligne de l'axe excentré est transmit à la bielle puis au piston. Selon des modes particulier de réalisation: le piston et la bielle peuvent être une seule et même pièce. Le pignon excentré est réalisé à partir de deux roues dentées situées de part et d'autre de la liaison avec bielle. Cela entraîne l'utilisation d'une deuxième 10 couronne. Les engrenages peuvent être droits à denture droite ou hélicoïdale. Le nombre de cylindres cumulable et par conséquent de dispositif dans un même bloc n'est pas limité. Deux bielles peuvent être montées sur un maneton commun entraînant la 15 mise en opposition des cylindres. la bielle est en une seule pièce pour le cas d'utilisation d'une couronne. - des coussinets ou des roulements peuvent être utilisé en lieux des paliers. Les dessins annexés illustrent l'invention: la figure 1 représente le schéma cinématique du dispositif de l'invention dans 20 l'espace. la figure 2 représente le schéma cinématique du dispositif de l'invention dans le plan. - la figure 3 représente en coupe le dispositif de l'invention. la figure 4 représente dans l'espace les pièces permettant la transformation du mouvement du dispositif de l'invention (bâti non représenté). la figure 5 représente dans le plan les pièces permettant la transformation du dispositif de l'invention (bâti non représenté). la figure 6 représente dans l'espace une vue éclaté de certaines pièces du dispositif de l'invention (bâti non représenté). En référence à ces dessins, le dispositif comporte un bâti (bloc) (1) comprenant un cylindre, un piston (2) en liaison pivot glissant avec le cylindre (1). La bielle (3) est en liaison pivot glissant avec le piston (2) et avec le pignon excentré (4). La bielle (3) est réalisée en deux parties c'est-àdire bielle et chapeau de la tête de bielle pour le cas de deux roues dentées. Le pignon excentré (4) roulant sur la couronne ((6) fixé au bâti) de diamètre primitif égale à deux fois celui du pignon excentré (4), permet de récupérer le mouvement de rotation au niveau du port satellite (5) en liaison pivot glissant avec le bâti (1). II est nécessaire que le nombre de dents de la couronne (6) soit un multiple de deux de celui du pignon excentré (4) afin d'avoir un système répétitif dans le temps. De plus la fabrication et l'assemblage doivent se faire de telle sorte qu'au point mort haut, en partant du piston (2), les axes des liaisons soient alignés dans l'ordre suivant: - 1: axe de la liaison piston (2) / bielle (3). - 2: axe de la liaison bielle (3) / pignon excentré (4). - 3: axe de la liaison pignon excentré (4) / port satellite (5). - 4: axe de la liaison port satellite (5) I bâti (1). Dans sa forme de réalisation, la longueur d'entr'axe de la bielle (3) est donnée par la condition qu'au point mort bas, le piston (2) ne doit pas être en contact avec la couronne (6). Les pièces tel que: le piston (2), la bielle (3), le port satellite (5), le pignon excentré (4) et la couronne (6) sont réalisées par moulage ou forgeage, puis un usinage si besoin pour la finition et le taillage pour les dents. Le bâti bloc (1) est réalisé par moulage et usinage pour la finition, il pourra être réalisé en acier, en fonte, ou en métaux non ferreux. Les pièces mobiles comme le piston (2) et la bielle (3), pourront être en métaux non ferreux (les différents alliages connus), les pièces réalisant l'engrenage, devront être en acier de haute résistance, avec traitement thermique si besoin. Evidemment, pour une réalisation en matière plastique de l'ensemble, le 20 procédé est par moulage par injection. Selon les différentes variantes, la bielle et le chapeau de bielle sont en une seule pièce pour le cas d'utilisation d'une couronne. On retrouvera cette réalisation dans le cas des systèmes de petites cylindré (ex: modélisme, etc..). Des jeux de fonctionnement sont à prévoir entre les différentes pièces en contacts. Selon une variante non illustrée, des coussinets ou des roulements peuvent être utilisés en lieux des paliers. Le graissage des paliers ou coussinets peut se faire: par barbotage - sous pression Le graissage des engrenages et roulement peut se faire: par pulvérisation par barbotage 2889726 -4- REVENDICATIONS 1) Dispositif pour transformer un mouvement de translation en rotation et inversement en conservant la bielle (3) dans la direction de translation caractérisé en ce qu'il comporte, un bâti (1) comprenant un cylindre en liaison pivot glissant avec le piston (2), qui lui-même est en liaison pivot glissant avec la bielle (3), un pignon excentré (4) en liaison pivot glissant avec le port satellite (5) et en liaison pivot glissant excentré avec la bielle (3), mais aussi en liaison par engrenage droit avec la couronne (6) fixée au bâti (1). Le rapport des diamètres primitif est tel que celui de la couronne (6) est égal à deux fois celui du pignon excentré (4). 2) Dispositif pour transformer un mouvement de translation en rotation et inversement en conservant la bielle (3) dans la direction de translation caractérisé en ce que le nombre de cylindres cumulable et par conséquent de dispositif pour un même bâti (1) n'est pas limité. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston (2) et la bielle (3) sont une seule et même pièce. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le pignon excentré (4) possède deux roues dentées situées de part et d'autre de sa liaison avec la bielle (3), entraînant ainsi l'utilisation de deux couronnes (6). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 20 caractérisé en ce que deux bielles sont montées sur un maneton commun entraînant la mise en opposition des cylindres. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la bielle et le chapeau de bielle sont une seule pièce pour le cas d'utilisation d'une couronne. Cette réalisation est particulièrement destiné aux systèmes de petites cylindré (ex: modélisme, etc..). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des coussinets ou des roulements sont utilisé en lieux des paliers. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 30 caractérisé en ce que les engrenages sont à denture droite. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les engrenages sont à denture hélicoïdale. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la fabrication et l'assemblage doivent se faire de telle sorte qu'au point mort haut, en partant du piston (2), les axes des liaisons soient alignés dans l'ordre suivant: 1: axe de la liaison piston (2) / bielle (3). 2: axe de la liaison bielle (3) / pignon excentré (4). 3: axe de la liaison pignon excentré (4) / port satellite (5). 4: axe de la liaison port satellite (5) / bâti (1).