FR2537210A2 - Machine a pistons - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE ADDITION A POUR OBJET DES PERFECTIONNEMENTS A UNE MACHINE A PISTONS, SELON LE BREVET PRINCIPAL. CETTE MACHINE PERFECTIONNEE COMPREND ESSENTIELLEMENT UN ROTOR PRIMAIRE 1 AVEC PISTONS ARQUES 2 ET SOLIDAIRES D'UN ARBRE ROTATIF 7 PORTANT EN BOUT UN PIGNON 111 QUI ENGRENE AVEC UN PIGNON 110 SOLIDAIRE D'UN ARBRE INTERMEDIAIRE 7A QUI PORTE EGALEMENT UN ENSEMBLE 106 DE CAMES ROTATIVES SUSCEPTIBLES D'ENGRENER PAR INTERMITTENCE AVEC DES ROUES 106A A GALETS 106B SOLIDAIRES D'UN MANCHON 12 MONTE FOU SUR L'ARBRE 7 ET SOLIDAIRE D'UN ROTOR SECONDAIRE 3 COMPRENANT DES CHAMBRES DE TRAVAIL 4 DE MEME FORME QUE LES PISTONS 2, L'ARBRE INTERMEDIAIRE 7A PORTANT EGALEMENT UNE CAME 200 DE VERROUILLAGE POSITIF ET TEMPORAIRE DU ROTOR SECONDAIRE 3, CETTE CAME COOPERANT AVEC UNE CAME EN ETOILE 201 SOLIDAIRE DU MANCHON 12. LA MACHINE PERFECTIONNEE, SELON L'ADDITION, PERMET NOTAMMENT DE REALISER DES GROS MOTEURS DESTINES PAR EXEMPLE, AUX NAVIRES.

Description

On a décrit au brevet principal une machine motrice à pistons comprenant au moins un piston torique ou arqué monté coulissant dans une chambre de travail de même forme, ce piston et cette chambre étant montés coaxialement à un arbre rotatif de manière que l'un de ces éléments, dit menant, solidaire dudit arbre rotatif > soit animé d'un mouvement au moins approximativement continu, tandis que l'autre élément, dit mené, est animé d'un mouvement de rotation périodique par un système d'indexage l'accouplant à l'élément menant et constitué par un ensemble rotatif de cames coopérant avec des roues conjuguées desdites cames pour entraîner par intermittence l'élément mené en rattrapage périodique de l'élément menant tout en assurant le blocage en rotation de l'élément mené dans les deux sens pendant ses arrêts périodiques.

Une telle machine est tout à fait satisfaisante et présente de nombreux avantages dont certains ont été expliqués au brevet principal. C'est ainsi que, sur le plan de la construction du moteur, on peut citer l'avantage résultant de la séparation nette qui existe entre le système d'indexage et la partie productrice d'énergie qui est essentiellement constituée par deux rotors portant respectivement des pistons de formé arquée et des chambres de travail possédant la même forme. Toutefois, au niveau du système d'indexage, la machine selon le brevet principal peut présenter quelques inconvénients, notamment dans le cas de gros moteurs.

En effet, l'un des rotors étant entraîne de façon intermittente par un arbreintermédiaire, l'inertie de cet arbre et des divers organes qu'il porte s'ajoute à celle du rotor en question, de sorte que les efforts d'accélération et de décélération sont considérablement augmentés lors des pulsations de ce rotor. En outre, pendant la phase de détente motrice,le système d'indexage tient immobilisé le rotor précité, de sorte que l'engrenage entre ce rotor et l'autre, qui constitue le rotor moteur, subit directement la réaction de l'effort moteur dont l'application est brutale au moment de l'allumage. Il en résulte par conséquent que l'engrenage qui est sollicité par des chocs et des efforts répétés peut, à la longue, être endommage, en particulier dans le cas des gros moteurs.

La présente addition a pour but de remédier aux inconvénients éventuels ci-dessus et d'améliorer la machine objet du brevet principal en proposant des perfectionnements à cette machine qui sont notamment de nature à éviter toute usure ou détérioration possible des divers organes du système d'indexage ainsi que de l'engrenage entre les deux rotors.

A cet effet, l'addition a pour objet une machine motrice du type decrite-au brevet principal et caractérisée en ce que l'élément menant étant constitué par au moins un piston arqué porté par un rotor primaire solidaire d'un marbre rotatif, ce dernier porte en bout d'arbre un pignon, tandis que l'élément mené étant constitué par au moins une chambre torique portée par un rotor secondaire entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un autre arbre et d'un manchon solidaire de ce rotor secondaire et monté fou sur l'arbre rotatif précité, ledit manchon porte des roues alors que ledit autre arbre porte un ensemble de cames coopérant avec ces roues , de même qu'il porte en bout d'arbre un pignon engrenant avec le pignon mentionné précédemment et calé sur l'arbre rotatif qui ainsi entraîne en rotation continue l'autre arbre précité.

En bref, les dispositions ci-dessus constituent, par rapport à ce qui a été décrit au brevet principal, une inversion des positions relatives des moyens d'indexage et de l'engrenage entre les deux rotors. Et ces dispositions permettent de réduire, par rapport au brevet principal, les efforts d'inertie mis en jeu. En outre, elles évitent de soumettre des pièces relativement délicates comme le sont les engrenages, à des réactions de poussées motrices qui risqueraient de les endommager.

Suivant une autre caractéristique de l'addition, l'autre arbre ou arbre intermédiaire précité porte une came de verrouillage coopérant avec une came en étoile calée sur le manchon précité. Ainsi,le rotor secondaire sera bloqué positivement et temporairement dans les deux sens pendant ses arrêts périodiques, de sorte que les poussées motrices sur le rotor primaire seront maximales puisqu'on évitera, par le verrouillaege périodique du rotor secondaire, toute réversibilité du mouvement des deux rotors sous l'effet de la détente motrice.

Suivant un mode de réalisation préféré, la came de verrouillage précitée présente un profil courbe en majeure partie convexe et comportant une partie courbe et concavé, tandis que la came en étoile précitée comporte des branches à extremitF arrondies reliées entre elles par des parties courbes et concaves.

Suivant encore une autre caractéristique de cette addition, on monte en bout de l'arbre rotatif précité un autre rotor primaire solidaire dudit arbre et un autre rotor secondaire solidaire d'un autre manchon monté fou sur ledit arbre, ledit autre manchon portant également un autre jeu de roues et une autre came en étoile, et l'autre arbre ou arbre intermédiaire précité portant efl bout un autre ensemble de cames coopérant avec ledit autre jeu de roues et une autre came de verrouillage coopérant avec ladite autre came en étoile, de telle sorte que les deux rotors primaires soient solidaires d'un seul et même arbre moteur tandis que les deux ensembles de cames situés de part et d'autre du pignon de l'arbre intermédiaire sont orientés sur celui-ci avec un décalage de 1800 pour ainsi décaler d'une demi-période les mouvements périodiques des deux rotors secondaires.

On comprend donc ainsiqu'on a enquelque sorte réalise un moteur double qui présente de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer un fonctionnement amélioré à bas régime et un équilibrage parfait et à tout instant des efforts d'inertie appliqués aux deux rotors secondaires, et ce quelle que soit la vitesse de rotation.

Mais d'autres caracteristiques et avantages de la présente addition apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine conforme auxprincipesde l'addition
- la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne Il--Il de la figure 1
- les figures 3 et 4 sont des vues en perspective illustrant le système de verrouillage du rotor secondaire, respectivement en position verrouillée et déverrouillée, ou d'entraînement du rotor secondaire, et
- la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une machine conforme à l'addition mais dont la structure de base est doublée.

En se reportant à la figure 1, on voit qu'un moteur selon la présente addition comprend un certain nombre d'éléments déjà décrits au brevet principal et que l'on énumérera brievement ci-après en utilisant les mêmes repères que ceux utilisés dans le brevet principal
- un rotor primaire ou menant 1 appelé aussi rotor moteur, portant une pluralité de pistons arques ou toriques 2 agencés circonférentiellement, ces pistons présentant en section transversale une forme circulaire ou toute autre forme polygonale quelconque.

- un rotor secondaire ou mené 3 coaxialement accolé au rotor primaire 1 et portant des chambres arquées ou toriques 4 et de même forme que les pistons 2 coulissant dans lesdites chambres; et
- un système d'indexage 5 permettant l'accouplement des rotors primaire -1 et -secondaire 3 de telle manière que le rotor'mené 3 soit entraîné par intermittence par le rotor menant 1 pour rattraper périodiquement ce dernier.

Le système d'indexage 5 est établi entre deux arbres parallèles et à savoir un arbre moteur 7 solidaire en 8 du rotor menant 1 et un autre arbre 7a coopérant avec un manchon 12 solidaire du rotor secondaire 3 et monté fou sur l'arbre moteur 7 du rotor primaire 1.

Tous les éléments ci-dessus sont supportés dans un bâti 13 formant carter que l'on voit bien sur la figure 1.

Dans le brevet principal, on a décrit un certain nombre de moyens portés par l'arbre moteur 7, par l'arbre intermédiaire 7a et par le manchon 12, ces divérs moyens coopérant entre eux de telle façon que le système d'indexage 5 communique au rotor secondaire 3 un mouvement de rotation pulsé. Ces divers moyens se retrouvent sur la figure 1 de la présente addition mais suivant une organisation ou un agencement différent par rapport au brevet principal.

Aussi, on décrira ci-apr & la nouvelle organisation de ces moyens en utilisant les mêmes repères que pour Ie brevet principal, à cela près que, pour plus de clarté, on ajoutera le nombre 100 à ces repères.

Conformément à la présente addition, et comme il apparait clairement sur la figure 1, un pignon 111 est monté en bout de l'arbre moteur 7, ce pignon engrenant avec un pignon 110 monté en bout de l'autre arbre ou arbre inter médiaire 7a. Ces deux pignons 111 et 110 constituent un engrenage 109 grâce auquel les arbres 7 et 7a sont animés d'un mouvement de rotation continu.

L'arbre 7a porte un ensemble rotatif de camesd'indexage 106 en forme d'étoile susceptibles d'entraîner en rotation des roues 106a solidaires du manchon 12 et donc du rotor secondaire 3. Suivant l'exemple de réalisation représenté, les roues 106a constituent en quelque sorte des flasques entre lesquels sont montés des galets 106b dont le diamètre et le pas sont conjugués du profil actif des cames 106 qui, bien entendu, pénètrent entre les flasques 106a de manière à pouvoir entrainer par intermittence le rotor secondaire 3, comme cela a été expliqué dans le brevet principal.

Plus précisément le couple d'engrenage 109 détermine la fréquence des impulsions cycliques communiquées au rotor secondaire 3, le profil des cames tournantes 106 déterminant la loi du mouvement périodique imposée à celui-ci. Et le mécanisme d'indexage est tel que le rotor secondaire 3 se trouve entièrement asservi au rotor primaire 1 qui l'anime d'un mouvement intermittent contrôlé, celui-ci se décomposant en arrêts périodiques suivis de mouvements de rattrapage dudit rotor primaire.Autrement dit, compte tenu de l'inversion des positions relatives du système d'indexage 5 et de l'engrenage 109 par rapport à l'agencement décrit au brevet principal, on évite avantageusement à cet engrenage qui ici tourne de façon continue, de subir la réaction brutale de l'effort moteur au moment de l'allumage
Suivant une autre caractéristique de cette addition, et comme on le voit mieux sur les figures 2 à 4, 9n a associé au système d'indexage 5 une came spéciale de verrouillage 200 portée par l'arbre intermédiaire 7a, cette came 200 coopérant avec une came en étoile 201 calée sur le manchon 12 et de préférence accolée aux roues 106a à galets 106b.

Suivant l'exemple de réalisation illustré par les figures 2 à 4, la came 200 présente une forme générale de haricot, c'est-à-dire qu'elle présente un profil courbe en majeure partie convexe 202 et comportant une partie courbe et concave 203, tandis que la came en étoile 201 comporte des branches à extrémités arrondies 204 reliées entre elles par des parties courbes et concaves 205.

Ainsi, dans la position visible sur la figure 3, la came 200 permettra de bloquer positivement et temporairement le rotor secondaire 3 dans les deux sens pendant ses arrêts périodiques. En bref, la forme particulière de cette came lui permettra de supporter ou de résister à la poussée exercée sur le rotor secondaire 3 pendant les périodes d'arrêt en question qui coïncident avec les phases de détente motrice dans les chambres de travail 4. Autrement dit, l'immobilisation du rotor secondaire 3, pendant que s'exercent les poussées motrices sur le rotor primaire 1, permettra de récupérer intégralement, sous forme de couple moteur, la totalité des efforts développés dans les chambres de travail 4, puisque le rotor secondaire 3 ne pourra pas, sous l'effet de la détente motrice, être animé d'un mouvement de rotation inverse de celui du rotor primaire 1.

Par contre, dans la position visible sur la figure 4, le rotor secondaire 3 sera libéré en fin de détente motrice pour pouvoir rattraper le rotor primaire 1, puisque la came 201 échappera à la came 200 en raison de sa partie concave 203.

On comprend donc de'la description qui précède que, selon la présente addition, seul le rotor secondaire 3 et les pièces qui lui sont attachées, c'est-à-dire le manchon 12 et les roues 106a, constituent les seules masses animées d'un mouvement périodique. Dès lors, les efforts d'inertie mis en jeu se trouvent considérablement réduits et les pièces relativement délicates, telles que l'engrenage 109, ne sont plus soumises aux réactions des poussées motrices.

On se reportera maintenant à la figure 5 qui montre un moteur tout à fait conforme aux principes de l'addition mais dont certains éléments se retrouvent deux fois comme on le décrira brièvement ci-après.

En effet, de part et d'autre de l'engrenage 109, on prévoit des moyens dont la forme et l'agencement sont identiques de ceux décrits précédemment. Plus précisément, en bout de l'arbre rotatif 7, comme on le voit bien sur la figure 5, on a monté un autre rotor primaire 301 solidaire de cet arbre et portant des pistons arqués 2, non représentés.

Sur cet arbre 7, est également monté fou un autre manchon, non visible sur la figure 5, et qui est solidaire d'un autre rotor secondaire 303. Cet autre manchon porte un autre jeu de roues 306a à galets 306b ainsi qu'une autre came en étoile dont on voit les extrémités arrondies en 307. L'arbre intermédiaire 7a porte un autre ensemble de cames 306 coopérant avec les roues à galets 306a, ainsi qu'une autre came de verrouillage 300, de même forme que la came 200, et coopérant avec la came en étoile dont on voit les extrémités arrondies en 307.

Ainsi, comme on le comprend, les deux couples de rotors 1,3 d'une part et 301, 303 d'autre part sont alignés sur un même axe moteur 7, et on retrouve une disposition symétrique des divers éléments du système d'indexage de part et d'autre de 1' engrenage 109, à cela près que les deux ensembles de cames d'indexage 106 et 306 situés de part et d'autre du pignon 110 sont orientés sur l'arbre 7a avec un décalage de 1800 pour ainsi décaler d'une demi-période les mouvements périodiques des deux rotors secondaires 3 et 303.

Dans ces conditions, la fin d'une détente motrice dans les chambres toriques de l'un des couples de rotors coïncidera avec le début d'une détente motrice dans les chambres de l'autre couple de rotors, de sorte qu'on obtiendra une suite quasi ininterrompue d'impulsions motrices communiquées à l'axe moteur 7, ce qui procurera un couple -moteur extrêmement régulier.

Une telle structure double du moteur selon l'addition trouve une application particulièrement avantageuse dans le cas de la réalisation de gros moteurs et,- comme on le comprend, permet à l'engrenage 109 d'être complètement déchargé des efforts d'inertie appliqués aux deux rotors secondaires 3 et 303, lesquels efforts sont à tout instant égaux et de sens contraire.

Bien entendu, la présente addition n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le système d'indexage, qu'il s'agisse d'un moteur à un couple ou à deux couples de rotorsjpourrait comprendre des cames rotatives
et des roues d'une forme autre que celle représentée, sans
sortir du cadre de l'addition -. C'est dire que l'addition comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Machine motrice à pistons du type décrite notamment à la revendication 1 du brevet principal et comprenant au moins un piston torique ou arqué monté coulissant dans une chambre de travail de même forme, ce piston et cette chambre étant montés coaxialement à un arbre rotatif de manière que l'un de ces éléments, dit menant, solidaire dudit arbre rotatif soit animé d'un mouvement au moins approximativement continu, tandis que l'autre élément, dit mené, est animé d'un mouvement de rotation périodique par un système d'indexage l'accouplant à l'élément menant et constitué par un ensemble rotatif de cames coopérant avec des roues conjuguées desdites cames pour entraîner par intermittence l'élément mené en rattrapage périodique de l'élément menant tout en assurant le blocage en rotation de l'élément mené dans les deux sens pendant les arrêts périodiques, caractérisée en ce que ledit élément menant étant constitué par ledit piston torique (2) porté par un rotor primaire (1) solidaire de l'arbre rotatif (7), ce dernier porte en bout d'arbre un pignon (111), tandis que l'élément mené étant constitué par la chambre torique précitée (4) portée par un rotor secondaire (3) entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un autre arbre (7a) et d'un manchon (12) solidaire du rotor secondaire (3) et monté fou sur l'arbre rotatif (7), ledit manchon porte les roues précitées (106a) alors que ledit autre arbre (7a) porte l'ensemble de cames précitées (106) coopérant avec lesdites roues (106a), de même qu'il porte en bout d'arbre un pignon (110) engrenant avec le pignon (111) calé sur l'arbre rotatif (7) qui ainsi entraîne en rotation continue l'autre arbre (7a).

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en vue de bloquer positivement et temporairement le rotor secondaire (3) dans les deux sens pendant ses arrêts périodiques, l'autre arbre précité (7a) porte une came de -verrouillage (200) coopérant avec une came en étoile (201) calée sur le manchon précité (12).

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la came de verrouillage (200) présente un profil courbe en majeure partie convexe (202) et comportant une partie courbe et concave (203)tandis que la came en entoile (201) comporte des branches à extrémités arrondies (204) reliées entre elles par des parties courbes et concaves (205).

4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'en bout de l'arbre rotatif précité (7) sont montés un autre rotor primaire (301) solidaire dudit arbre et un autre rotor secondaire (303) solidaire d'un autre manchon monté fou sur ledit arbre, ledit autre manchon portant un autre jeu de roues (306a) et une autre came en étoile, et l'autre arbre précité (7a) ,portant en bout un autre ensemble de cames (306) coopérant avec lesdites roues à galets (306a), ainsi qu'une autre came de verrouillage (300) coopérant avec ladite autre came en étoile, de telle sorte que les deux rotors primaires (1, 301) soient solidaires d'un seul et même arbre moteur (7) tandis que les deux ensembles de cames (106, 306) situés de part et d'autre du pignon précité (110) sont orientés sur l'arbre (7a) avec un décalage de 180 pour ainsi d'écaler d'une demi-période les mouvements périodiques des deux rotors secondaires (3, 303).