FR2651829A1 - Combustion engine without connecting rods or crankshaft, of the type having cylinders in a star configuration - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux moteurs à explosion du type dit "moteur en étoile", sans embiellage ni vilebrequin, dont les axes des cylindres sont situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur. The present invention relates to improvements made to internal combustion engines of the so-called "star engine" type, without crankshaft or crankshaft, the axes of the cylinders of which are situated in a plane perpendicular to the engine shaft.
Elle porte plus particulièrement sur des perfectionnements apportés aux moteurs de ce type qui ont fait l'objet du brevet français no. 86 16 862 déposé le 28
Novembre 1986 (correspondant à la demande européenne 87 420314), dans lesquels les axes des cylindres disposés en étoile et qui sont situés dans un plan perpendiculaire à l'arbre moteur, comportent trois cames, à savoir une came principale et deux cames latérales dites "cames secondaires", disposées de part et d'autre de la came principale, la transmission du mouvement alternatif des pistons étant obtenue par action de trois galets s'appuyant respectivement sur chacune des trois cames. Dans un tel type de moteur, les trois cames sont positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe de l'arbre moteur au point mort haut.It relates more particularly to improvements made to engines of this type which have been the subject of French patent no. 86 16 862 filed on 28
November 1986 (corresponding to European application 87 420314), in which the axes of the cylinders arranged in a star and which are situated in a plane perpendicular to the motor shaft, comprise three cams, namely a main cam and two lateral cams called " secondary cams ", arranged on either side of the main cam, the transmission of the reciprocating movement of the pistons being obtained by the action of three rollers pressing respectively on each of the three cams. In such a type of engine, the three cams are positioned so that the tops of the bosses which they comprise are in the plane of the axis of the drive shaft at top dead center.
Selon différentes formes de réalisation décrites dans ce document
- les deux cames secondaires tournent en sens inverse de la came principale grâce à un train de pignons simples, d'un train Pecqueur ou d'un train de pignons sphériques ;
- un tel moteur peut permettre de sortir deux arbres moteurs concentriques et tournant à la même vitesse et en sens inverse.According to different embodiments described in this document
the two secondary cams rotate in the opposite direction to the main cam by means of a train of single pinions, a Pecqueur train or a train of spherical pinions;
- Such a motor can allow two concentric motor shafts to be taken out and rotating at the same speed and in opposite directions.
Si de tels moteurs donnent satisfaction, la transmission du mouvement alternatif des pistons par l'intermédiaire de galets solidaires des pistons et qui roulent sur les cames solidaires des arbres moteurs présente cependant certains inconvénients tels que notamment l'usure des galets ainsi que l'usure des cames, étant donné que lesdits galets subissent des accélérations et des ralentissements très importants et ont tendance à patiner. If such motors are satisfactory, the transmission of the reciprocating movement of the pistons by means of rollers integral with the pistons and which roll on the cams integral with the drive shafts, however presents certain drawbacks such as in particular the wear of the rollers as well as the wear cams, since said rollers undergo very significant accelerations and decelerations and tend to slip.
La présente invention vise à résoudre ces problèmes et porte donc sur un perfectionnement apporté aux moteurs du type décrit dans le brevet précité, et plus particulièrement à la forme de réalisation selon laquelle la came centrale solidaire de l'arbre moteur tourne dans un sens, et les deux cames latérales tournent en sens inverse et à vitesse égale de la came centrale, ces trois cames pouvant entraîneur chacune un arbre moteur ayant tous le même axe et étant positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe des arbres moteurs au point mort haut. The present invention aims to solve these problems and therefore relates to an improvement made to the motors of the type described in the aforementioned patent, and more particularly to the embodiment according to which the central cam secured to the motor shaft rotates in one direction, and the two side cams rotate in opposite directions and at the same speed as the central cam, these three cams each being able to drive a motor shaft all having the same axis and being positioned so that the tops of the bosses which they comprise are in the plane of the axis of the drive shafts at top dead center.
Le moteur selon l'invention se caractérise en ce que la transmission du mouvement alternatif des pistons est obtenue par action directe d'au moins un bossage prévu à la base de chaque piston et dont le profil, défini par la loi de mouvement des pistons est tel qu'il s'appuie en glissant sur les trois cames. The engine according to the invention is characterized in that the transmission of the reciprocating movement of the pistons is obtained by direct action of at least one boss provided at the base of each piston and whose profile, defined by the law of movement of the pistons is as it is supported by sliding on the three cams.
Selon l'invention, les profils des bossages du piston et des cames seront établis pour limiter les pressions de frottement. According to the invention, the profiles of the bosses of the piston and of the cams will be established in order to limit the friction pressures.
Si la loi de mouvement des pistons est telle que le profil des bossages comporte deux courbes symétriques, il est possible de n'avoir qu'un seul bossage à la base du piston agissant à la fois sur la came centrale et sur les cames latérales. If the piston movement law is such that the profile of the bosses comprises two symmetrical curves, it is possible to have only one boss at the base of the piston acting both on the central cam and on the side cams.
De préférence, trois bossages sont prévus à la base des pistons, chaque bossage s'appuyant en glissant sur la came correspondante. Preferably, three bosses are provided at the base of the pistons, each boss resting by sliding on the corresponding cam.
Si la came centrale est symétrique des deux cames latérales, le profil du bossage central du piston sera symétrique des bossages latéraux. If the central cam is symmetrical with the two lateral cams, the profile of the central boss of the piston will be symmetrical with the lateral bosses.
Par ailleurs, selon une forme de réalisation de l'invention, les deux cames latérales portent sur leurs deux flancs une came verticale tracée dans l'épaisseur des cames latérales pour obliger le piston à effectuer son aller-retour (retour au point mort bas). Furthermore, according to one embodiment of the invention, the two lateral cams carry on their two flanks a vertical cam traced in the thickness of the lateral cams to force the piston to go back and forth (return to bottom dead center) .
Selon une autre forme de réalisation, la came centrale porte sur ses deux flancs verticaux deux cames verticales tracées dans son épaisseur afin d'obliger le piston à effectuer son aller-retour. According to another embodiment, the central cam carries on its two vertical sides two vertical cams traced in its thickness in order to force the piston to perform its round trip.
L'invention sera cependant mieux comprise grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un cylindre d'un moteur réalisé conformément à l'invention et qui comporte une came centrale , deux cames latérales et deux cames verticales ;
-la figure 2 est une vue agrandie en coupe partielle de la figure 1 d'un piston réalisé conformément à l'invention
- la figure 3 est une coupe longitudinale selon l'axe XX de la figure 1 montrant plus en détail une forme de réalisation du bossage central prévu à la base du piston ;
- la figure 4 est une vue similaire à la figure 3 montrant une autre forme de réalisation d'un piston conforme à l'invention ;;
- la figure 5 représente en coupe longitudinale une variante du piston avec les trois cames et les deux cames verticales tracées dans le flanc des deux cames latérales ;
- la figure 6 représente en coupe longitudinale une autre variante d'un piston avec les trois cames et les deux cames verticales tracées dans les flancs de la came centrale et ;
- la figure 7 illustre de manière schématique le profil des trois bossages prévus à la base du piston lorsque les deux segments OA, OB ne sont pas identiques.The invention will however be better understood thanks to the exemplary embodiments given below by way of indication but not limitation and which are illustrated by the appended diagrams in which
- Figure 1 is a cross-sectional view of a cylinder of an engine produced in accordance with the invention and which comprises a central cam, two lateral cams and two vertical cams;
FIG. 2 is an enlarged view in partial section of FIG. 1 of a piston produced in accordance with the invention
- Figure 3 is a longitudinal section along the axis XX of Figure 1 showing in more detail an embodiment of the central boss provided at the base of the piston;
- Figure 4 is a view similar to Figure 3 showing another embodiment of a piston according to the invention;
- Figure 5 shows in longitudinal section a variant of the piston with the three cams and the two vertical cams traced in the side of the two side cams;
- Figure 6 shows in longitudinal section another variant of a piston with the three cams and the two vertical cams traced in the sides of the central cam and;
- Figure 7 schematically illustrates the profile of the three bosses provided at the base of the piston when the two segments OA, OB are not identical.
Dans la suite de la description, l'invention sera décrite en se référant au type de moteur faisant l'objet des figures 1 et 2 du brevet français 86 16 862 et de la demande européenne 87 420 314 précité et, en conséquence, sa structure et son fonctionnement seront simplement résumés, les mêmes références que celles utilisées dans le brevet antérieur étant également employées pour désigner des éléments similaires d'un moteur réalisé conformément à la présente invention ; par ailleurs, il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette forme de réalisation et qu'elle pourrait être également appliquée à toutes les variantes et types de moteurs décrits dans les brevets précités. In the following description, the invention will be described with reference to the type of motor forming the subject of FIGS. 1 and 2 of French patent 86 16 862 and of the aforementioned European application 87 420 314 and, consequently, its structure and its operation will be simply summarized, the same references as those used in the previous patent being also used to designate similar elements of an engine produced in accordance with the present invention; moreover, it is obvious that the invention is not limited to this embodiment and that it could also be applied to all the variants and types of motors described in the aforementioned patents.
La figure 1 représente, vu en coupe, un moteur réalisé conformément à l'invention et où un seul piston a été représenté, le cylindre correspondant étant omis par mesure de simplification. Un tel moteur comporte, d'une manière similaire à l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 2 du FR-86 16 862 (EP 87 420314) et en utilisant les mêmes références que celles utilisées dans ces documents, un arbre moteur (1) solidaire d'une came centrale (2). Deux cames latérales (3,4) sont disposées de part et d'autre de cette came centrale (2) et tournent en sens inverse de la came centrale (2) grâce à un train de pignons planétaires dits "trains Pecquer" (13,14,15,16). L'ensemble est disposé à l'intérieur du carter fixe (11). Bien entendu, comme cela est indiqué dans le brevet antérieur, il peut être envisagé de rendre les cames latérales solidaires ou non d'autres arbres moteurs, tous ces arbres moteurs ayant le même axe. Les trois cames (2,3,4) sont positionnées de façon à ce que les sommets des bossages qu'elles comportent soient dans le plan de l'axe des arbres moteurs au point mort haut. FIG. 1 represents, seen in section, an engine produced in accordance with the invention and where a single piston has been represented, the corresponding cylinder being omitted for the sake of simplification. Such a motor comprises, in a manner similar to the embodiment illustrated by FIGS. 1 and 2 of FR-86 16 862 (EP 87 420 314) and using the same references as those used in these documents, a motor shaft (1) integral with a central cam (2). Two lateral cams (3,4) are arranged on either side of this central cam (2) and rotate in opposite direction to the central cam (2) thanks to a train of planetary gears known as "Pecquer trains" (13, 14,15,16). The assembly is arranged inside the fixed casing (11). Of course, as indicated in the prior patent, it can be envisaged to make the side cams integral or not with other drive shafts, all of these drive shafts having the same axis. The three cams (2,3,4) are positioned so that the tops of the bosses which they comprise are in the plane of the axis of the drive shafts at top dead center.
Conformément à l'invention, la transmission du mouvement alternatif du piston, désigné par la référence générale (8), est obtenue par action directe d'au moins un bossage prévu à sa base et dont le profil, défini par la loi de mouvement des pistons est tel qu'il s'appuie en glissant sur les trois cames (2,3,4). According to the invention, the transmission of the reciprocating movement of the piston, designated by the general reference (8), is obtained by direct action of at least one boss provided at its base and whose profile, defined by the law of movement of the pistons is such that it is supported by sliding on the three cams (2,3,4).
Si la loi de mouvement des pistons est telle que le profil du bossage prévu à la base du piston se présente sous la forme de deux courbes OAB symétriques, identiques comme représenté aux figures 3 et 4, il est possible de n'avoir qu'un seul et même bossage agissant simultanément sur les trois cames. Avantageusement, ainsi que cela est illustré dans les figures annexées où un tel profil symétrique OA-OB de la base des pistons est montré, trois bossages (74,75,76) sont de préférence prévus à la base du piston et agissent respectivement sur la came centrale (2) et les deux cames latérales (3,4). Dans les exemples de réalisation illustrés par les figures annexées, le profil des bossages (74,75,76) se présente sous la forme d'une courbe comportant donc deux parties symétriques OA
OB. En conséquence, les trois profils de chacun des bossages (74,75,76) sont identiques.Dans l'hypothèse où les profils des bossages ne sont pas symétriques, tels que par exemple illustrés par la figure 7, si le profil (74) du bossage central se présente sous la forme de la courbe
OA-OB telle qu'illustrée à la figure 7a, les profils des deux bossages (75) et (76) devront être symétriques à celui du bossage central (74) et se présenteront sous la forme de la courbe illustrée par la figure 7b.If the piston movement law is such that the boss profile provided at the base of the piston is in the form of two symmetrical OAB curves, identical as shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to have only one single and same boss acting simultaneously on the three cams. Advantageously, as illustrated in the appended figures where such a symmetrical OA-OB profile of the base of the pistons is shown, three bosses (74,75,76) are preferably provided at the base of the piston and act respectively on the central cam (2) and the two lateral cams (3,4). In the exemplary embodiments illustrated by the appended figures, the profile of the bosses (74,75,76) is in the form of a curve therefore comprising two symmetrical parts OA
OB. Consequently, the three profiles of each of the bosses (74,75,76) are identical. Assuming that the profiles of the bosses are not symmetrical, as for example illustrated by FIG. 7, if the profile (74) of the central boss is in the form of the curve
OA-OB as illustrated in FIG. 7a, the profiles of the two bosses (75) and (76) must be symmetrical to that of the central boss (74) and will take the form of the curve illustrated in FIG. 7b.
Ainsi que cela ressort de l'ensemble des figures annexées, la tête (70) du piston (8), avec la chambre de combustion (71), les deux jupes latérales (72,73) et les trois bossages (74,75,76) s'appuyant sur la came centrale (2) et les cames latérales (3,4), est montée sur un axe (77) dont les deux extrémités viennent se positionner à l'intérieur de deux cames verticales (78,79), tracées soit dans l'épaisseur des cames latérales (2,3) (figure 1 et figure 5), soit dans les parois de la came centrale (2) (figure 6), ces cames verticales latérales ayant pour but de ramener le piston au point mort bas, la remontée du piston étant faite par les cames centrale (2) et latérales (3,4). Les extrémités de l'axe (77) peuvent être montées à l'intérieur des cames latérales (78,79) soit directement, soit comporter un galet servant d'appui. As is apparent from all of the appended figures, the head (70) of the piston (8), with the combustion chamber (71), the two side skirts (72,73) and the three bosses (74,75, 76) resting on the central cam (2) and the side cams (3,4), is mounted on an axis (77), the two ends of which are positioned inside two vertical cams (78,79) , traced either in the thickness of the side cams (2,3) (Figure 1 and Figure 5), or in the walls of the central cam (2) (Figure 6), these side vertical cams intended to bring the piston at bottom dead center, the piston is raised by the central (2) and lateral (3,4) cams. The ends of the axis (77) can be mounted inside the side cams (78,79) either directly or have a roller serving as support.
Par ailleurs, si l'axe (77) peut traverser directement la base du piston tel qu'illustré aux figures 1,2 et 3, il peut être envisagé de prolonger l'extrémité du piston tel que cela est représenté à la figure 4, de telle sorte que l'axe (77) vienne se positionner en dessous des cames centrale et latérales et ce, de la manière illustrée par les figures 5 et 6. Furthermore, if the axis (77) can pass directly through the base of the piston as illustrated in FIGS. 1, 2 and 3, it can be envisaged to extend the end of the piston as shown in FIG. 4, so that the axis (77) is positioned below the central and lateral cams, as illustrated in FIGS. 5 and 6.
Dans la variante illustrée par la figure 5, le piston a été prolongé de manière à pouvoir porter deux axes (77). On retrouve les mêmes éléments que précédemment, la base du piston portant deux supports de l'axe (77) qui passe entre les trois cames (2,3,4). On obtient ainsi la possibilité de ramener le piston au point mort bas. In the variant illustrated in FIG. 5, the piston has been extended so as to be able to carry two axes (77). We find the same elements as before, the base of the piston carrying two supports of the axis (77) which passes between the three cams (2,3,4). This gives the possibility of bringing the piston back to bottom dead center.
La figure 6 illustre une autre variante dans laquelle les axes (77) viennent se placer dans le profil des deux cames verticales (78) et (79) qui sont, dans ce mode de réalisation, tracées sur les pistons de la came centrale (2). FIG. 6 illustrates another variant in which the axes (77) are placed in the profile of the two vertical cams (78) and (79) which are, in this embodiment, traced on the pistons of the central cam (2 ).
Par rapport aux solutions antérieures dans lesquelles la transmission des mouvements est obtenue au moyen de galets venant s'appuyer sur les cames, la solution conforme à l'invention présente de très nombreux avantages et notamment une plus grande fiabilité. Si les bossages peuvent être réalisés dans la masse du piston, il est évident que le profil (AOB) des bossages peut être rapporté et être constitué d'un autre matériau, par exemple d'un matériau très résistant permettant de limiter l'usure due aux frottements du piston sur les trois cames. Compared to previous solutions in which the transmission of movements is obtained by means of rollers coming to bear on the cams, the solution according to the invention has very many advantages and in particular greater reliability. If the bosses can be made in the mass of the piston, it is obvious that the profile (AOB) of the bosses can be added and be made of another material, for example a very resistant material making it possible to limit the wear due friction of the piston on the three cams.
Comme dit précédemment, si les profils OA et OB des bossages sont identiques, un seul bossage peut être prévu à la base du piston et agir simultanément sur les trois cames (2,3,4). As said previously, if the OA and OB profiles of the bosses are identical, a single boss can be provided at the base of the piston and act simultaneously on the three cams (2,3,4).
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8912003A FR2651829A1 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Combustion engine without connecting rods or crankshaft, of the type having cylinders in a star configuration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8912003A FR2651829A1 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Combustion engine without connecting rods or crankshaft, of the type having cylinders in a star configuration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2651829A1 true FR2651829A1 (en) | 1991-03-15 |
Family
ID=9385441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8912003A Pending FR2651829A1 (en) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | Combustion engine without connecting rods or crankshaft, of the type having cylinders in a star configuration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2651829A1 (en) |
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- 1989-09-08 FR FR8912003A patent/FR2651829A1/en active Pending
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