Brevet FR2398938A1 — publié le 19790223

La présente invention concerne la réalisation d'un dispositif à pièces mobiles, en particulier destiné à la production, la transmission, la variation, la commande et la suppression de forces et de mouvements. On connait des installations qui peuvent exercer des forces et des mouvements sous l'effet de moteurs par l'intermédiaire de roues dentées, de leviers ou d'autres éléments de machines. La production et le fonctionnement des intallations fondées sur ce mode de construction entraient de grandes dépenses. Par ailleurs, elles ne permettent de satisfaire que partiellement les objectifs de 1 1invention. Le but de l'invention consiste plus précisément à produire > transférer, faire varier, commander et supprimer des forces et mouvements ainsi qu'à permettre des entrainements de grandeur et sens désirés avec un réglage continu du couple moteur, du nombre de tours des moments de forces. Par ailleurs, l'invention se propose de permettre d'obtenir un entrarnement sans moment d'appui fixe, d'assurer la strette de son fonctionnement et de ménager le milieu ambiant dans lequel on le met en oeuvre. En vue de se passer d'organes de transmission supplémentaires, on peut appliquer directement le dispositif à l'emplacement nécessaire. En outre, l'invention a pour objectif de produire une énergie mécanique et d'exercer des effets sur celle-ci. Conformément à l'invention, les objectifs précités sont atteints par le fait qu'une foree d'inertie produite par un élément moteur et pouvant titre déterminée en temps, grandeur et direction, est appliquée au point d'attaque prévu sur une ou plusieurs pièces de machines pouvant tourner ou subir un mouvement de translation, se déplaçant respectivement avec une vitesse angulaire ou une vitesse de translation variable. D'une manière avantageuse, la force d'inertie produite par l'élément moteur est obtenue de telle façon que l'élément moteur soit constitué par un dispositif oscillant et soit le résultat des accélérations et des décélérations alternées d'une masse. Un autre mode de réalisation de l'élément moteur est caractérisé conformément à l'invention par le fait que ledit élément moteur est constitué par une masse rotative agencée en gyroscope et que l'axe gyroscopique est décalé selon l'action désirée dans la gamme des vitesses angulaires plus élevées ou plus faibles des pièces de machines entrainées en rotation. A cet effet, il peut entre convenable que le gyroscope effectue des mouvements de va-et-vient autour de son axe ou des mouvements de va-et-vient se superposant à la rotation. I1 peut être avantageux de munir l'élément moteur de chambres remplissables dont la charge de remplissage est de préférence constitube par un agent liquide ou en particules déversables. Un mode de réalisation avantageux du dispositif est caractérisé par le fait que l'élément moteur prévoit une propulsion à réaction. Pour communiquer aux pièces de machines en mouvement et à l'élément moteur une vitesse de translation ou une vitesse angulaire variable, on déplace, conformément à l'invention, une masse placée en liaison avec l'élément moteur, sur une trajectoire ayant des rayons de courbure différents. D'une façon convenable, pour communiquer aux pièces de machines en mouvement et à l'élément moteur une vitesse de translation ou une vitesse angulaire variable, on exerce un effet sur une masse placée en liaison avec l'élément moteur, à l'aide de champs de gravitation naturels ou artificiels, tels que, par exemple, la gravitation, des champs électromagnétiques ou une force centrifuge pour imprimer à ladite masse une vitesse de translation ou une vitesse angulaire variable sur sa trajectoire. La vitesse de translation et la vitesse angulaire des parties en mouvement sont règlées d'une manière simple, par le fait que la trajectoire de la masse et/ou des pièces de machines en mouvement peut se déplacer par rotation ou translation. On obtient avantageusement une vitesse angulaire variable de l'élément moteur par le fait qu'une ou plusieurs masses, sont reliées, de-préférence de façon à pouvoir coulisser radialement, à une tige ou barre portant l'élément moteur et pouvant entre animée d'un mouvement de rotation. Le réglage de la vitesse angulaire variable en temps et en grandeur, de la tige de support rotative et de l'élément moteur est obtenu, selon l'invention, par le fait qu'une ou plusieurs masses sont fixées de façon coulissante sur une tige de support pouvant autre mise en rotation et que lesdites masses peuvent être animées d'un mouvement de va-et-vient, de préférence radial, à l'aide d'une came de commande ou d'organes de liaison qui aboutissent à un ou plusieurs pivots, les pivots et la came de commande étant fixes ou pouvant être mis en rotation et l'élément moteur étant relié à la masse ou à l'organe de liaison. Pour pouvoir équilibrer les forces d'inertie et accroftre la puissance du dispositif, on prévoit avantageusement plusieurs masses décalées l'une par rapport à l'autre sur le même arc. Pour assurer par des moyens simples une marche régulière au dispositif dans le cas de vitesses angulaires variables des pièces de machines en mouvement, il est prévu, selon l'invention, qu'un ou plusieurs pignons elliptiques ou ovales soient en prise pour recevoir un ou plusieurs éléments moteurs. Une possibilité d'exercer un effet sur le dispositif de l'invention avec-des forces de type quelconque pour effectuer sa commande est obtenue avantageusement par le fait qu'un arbre influencé dans son mouvement de rotation par des forces de type quelconque, est lié à l'élément moteur. On obtient un mode de réalisation favorable avec une puissance réelle et une commande précise par le fait qu'à une tige rotative, on fixe un axe, ledit axe portant une roue qui est mise en mouvement par la roue d'entrainement et qui porte un pivot fixé excen ttiquement et susceptible de coulisser radialement, ledit pivot s'engageant dans une fente de guidage ménagée dans la tige portant l'élément moteur D'une manière simple et fiable, on obtient selon l'invention une vitesse de translation et une vitesse angulaire variables de l'élément moteur par le fait que sur la cage de transmission planétaire sont montées les roues planétaires susceptibles d'étire mises en rotation et portant l'élément moteur. On obtient une vitesse de translation et une vitesse angulaire variables de l'élément moteur conformément à l'invention par le fait que les éléments moteurs sont reliés à des organes de liaison fixés à pivotement sur une roue centrale. D'une manière simple, on obtient une vitesse angulaire variable des parties de machines portant l'élément moteur et entratnées en rotation par le fait que, sur une partie de machine tournant à vitesse angulaire variable, on prévoit une masse qui est tangentiellement accélérée et décélérée en un mouvement de va-et-vient. On peut communiquer une vitesse variable aux parties de machine mobiles en translation portant l'élément moteur à l'aide de moyens simples par le fait que l'on confère en alternance aux masses animées d'un mouvement de translation une accélération et une décélération. En vue d'assurer une marche régulière au dispositif, d'équilibrer les poussées et d'accroftre davantage la puissance, selon un autre mode de réalisation, on monte plusieurs dispositifs de l'invention dans un même ensemble. La transmission des forces, des mouvements et de la puissance à une pièce se déplaçant dans la direction désirée est avantageusement obtenue par le fait qu'un dispositif selon l'invention est lié à une pièce de machine animée d'un mouvement de rotation ou de translation. Pour maintenir en mouvement les pièces de machines, il est prévu, selon l'invention, d'utiliser une partie de l'énergie mécanique des pièces de machine animées d'un mouvement de rotation et/ou de translation pour le maintien en marche des processus de déplacement internes de l'élément moteur ou inversement. On obtient avantageusement la solution aux problemes de la production d'énergie du fait que, par suite de la fonction d'un entrarnement sans moment d'appui fixe, la dépense nécessaire pour le maintien en marche des processus de déplacement internes est indépendante de la vitesse de translation ou de la vitesse de rotation des dispositifs. I1 en résulte que le dispositif de l'invention peut être md de façon toujours plus rapide ou peut délivrer de l'énergie en continu. L'énergie produite est la somme des forces multiplié par la distance au point d'attaque ou d'application de l'élément moteur. La force d'oscillation de l'élément moteur en relation avec les vitesses variables dudit élément est obtenue par la formule FI 81 - F. s2 dans laquelle sl représente ladite distance pour la vitesse la plus élevée, tandis que s2 représente la distance pour la vitesse la plus faible. L'invention sera mieux comprise par la description qui va suivre faite en regard -du dessin annexé. Sur ce dessin la figure I représente une vue schématique de masses liées à des éléments moiteurs, parcourant une trajectoire ; la figure 2 représente une vue schématique de la tige ou barre de liaison reliant les masses et l'élément moteur -la figure 3 représente une vue schématique de la came de commande, des masses, de la tige de liaison et de l'élément moteur. la figure 4 représente une vue schématique illustrant la pos sibilité de déplacement radial d'une masse pour l'obtention d'une vitesse angulaire variable de l'élément moteur ; et les figures 5, 6, 7, 8, 9 et 10 représentent les vues schématiques respectives des dispositifs de l'invention prévus pour faire varier la vitesse de translation et la vitesse angulaire de pièces de machines rotatives comportant un élément moteur. En se reportant à la figure 1, on peut voir que la masse 1 se déplace sur une trajectoire 2 comprenant des rayons de courbure 3,4, différents, avec une vitesse angulaire variable en fonction desdits rayons. La vitesse angulaire varie inversement aux rayons 3,4. La masse 1 parcourt en alternance des régions de vitesse angulaire respectivement élevée puis faible. Par suite d'une forme appropriée, la masse la tend toujours à s'orienter radialement ou à peu près dans le sens radial. On peut obtenir le m8me effet en prévoyant des organes de liaison entre les masses 1 et/ou le centre de la trajectoire. L'élément moteur 5 placé en liaison avec la71 est commandé selon les besoins, tels que la production d'un couple d'entratnement ou de freinage.Lorsqu'on doit, par exemple, produire un couple d'entraînement dont la somme est supérieure à celle du couple de freinage pendant une rotation, au voisinage de la vitesse angulaire la plus élevée, on accélère la masse 1 et l'élément moteur 5 sur la trajectoire 2, en dirigeant une masse par l'élément moteur 5 dans le sens opposé à celui du déplacement de la masse 1 et de l'élément moteur 5. Lorsque la masse 1 se trouve au voisinage de la vitesse angulaire infdrieure, ce processus se déroule dans le sens inverse. La trajectoire 2 peut tourner dans le même sens que celui de la masse 1 ou dans le sens opposé. Sur la figure 2, la masse 1 est fixée à coulissement à la tige 8 passant par le centre 7 de la trajectoire. Cet agencement permet de disposer l'élément moteur au voisinage du centre 7 de la trajectoire. La figure 3 représente la tige 12 sur laquelle est disposée à coulissement la masse 1 et qui peut tourner de façon excentrique par rapport au centre 9 de la trajectoire autour du point 11. A cet effet, on anime la masse 1 et/ou l'élément moteur 5 tournant sur la trajectoire 13 d'un mouvement radial de va-et-vient et on imprime en conséquence une vitesse angulaire variable à la tige 12. La trajectoire 13 peut tourner dans le même sens ou dans un sens opposé par rapport à la tige 12. L'élément moteur peut être disposé à tout emplacement de la tige 12 ou de la masse 1. Sur la figure 4, la masse 1 est fixée à coulissement sur une tige 14 rotative. Le pivot 15 s'engage dans la fente de guidage 16. Par rotation de la tige 14, on obtient un déplacement de va-et-vient radial de la masse 1 en produisant ainsi une vitesse angulaire variable. L'élément moteur 5 peut être disposé à tout emplacement de la tige 14 ou de la masse 1. Sur la figure 5, sur la tige 18 pouvant tourner au point 17, on a fixé la masse 1, à coulissement radial. L'organe de liaison 19 peut pivoter à une extrémité par rapport à la masse 1 et est fixé par l'extrémité opposée de façon à pouvoir tourner autour du point 20. Le point 20 peut être fixe ou tourner avec la tige 18 et la masse 1 dans un même sens ou dans un sens opposé. I1 en resulte un moment cinétique constant de la masse 1 et une vitesse angulaire variable de la masse 1 et de la tige 18. L'élément moteur 5 peut être disposé à tout emplacement de la tige 18 et de la masse 1. Sur la figure 6, on représente l'utilisation de roues d'entraînement de rayons différents. Ce mode de réalisation permet d'obtenir une vitesse angulaire variable des roues 23, 24 recevant 11 élément moteur 5. Sur la figure 7, l'élément moteur est fixé à un arbre 25 coudé, monté tournant. La masse 26 fixée à l'arbre 25 en balourd a pour effet de produire par rotation de l'arbre une vitesse angulaire variable sous l'effet de la force de gravité. Au lieu de la force de gravité naturelle on peut également utiliser la force d'un organe élastique 27. En outre, on peut recourir à l'utilisation d'un champ de gravité artificiel, par exemple un champ électromagnétique ou la force centrifuge. On obtient la force centrifuge en faisant tourner le dispositif entier autour de l'axe 28 ou d'un autre axe quelconque. Sur la figure 8, sur la tige rotative 30 est fixé l'axe 31 qui porte une roue d'entratnement 34 mise en mouvement par la roue d'entrainement 33, un pivot 32 étant fixé excentriquement sur la roue 34. Le pivot 32 pénètre dans une fente ménagée dans la tige 35. I1 en résulte un mouvement de va-et-vient de la tige 35 qui se superpose à la rotation de la tige 30, et par suite une vitesse angulaire variable de ladite tige 35. L'élément moteur 5 est appliqué sur la tige 35. La roue d'entraînement 33 est montée tournantie, mais elle peut toutefois titre également fixée. Au lieu du système de transmission comprenant le pivot 32 et la fente ména gée dans la tige 35, on peut également envisager d'utiliser dans le cadre de l'invention un entratnement à manivelle. Sur la figure 9, sur le support planétaire 37 pouvant tourner autour du point 36 sont fixées à rotation les roues planétaires 38, 39 portant des éléments moteurs 5. Par rotation du support planétaire 37 et des roues planétaires 38,39 les éléments moteurs 5 se trouvent mis en mouvement alternativement avec une vitesse et une vitesse angulaire élevée puis faible. Sur la figure 10, sur la roue centrale 40 montée à rotation, sont fixés des éléments de liaison 41, 42 montés à pivotement qui portent les éléments moteurs 5. La rotation de la roue centrale 40 et le mouvement pendulaire des éléments de liaison 41, 42 entraînent une variation de la vitesse translation et de la vitesse angulaire des éléments moteur 5. La roue centrale 40 peut tourner dans un sens quelconque ou encore demeurer fixe. La construction et l'application du dispositif de l'invention n'est nullement limitée aux particularités apparaissant dans la description précitée ainsi que sur le dessin annexé. Au lieu des exemples de réalisation considdrés, on peut également appliquer le principe fondamental de l'invention à d'autres exemples de réalisation. I1 est, en outre, possible d'adapter le nombre de tours, la vitesse et la masse à chaque cas particulier. On peut également utiliser avantageusement des combinaisons des caractéristiques de l'invention. REYENDICATIONS l - Dispositif à pièces mobiles, caractérisé par le fait que l'on applique une force d'inertie produite sous 11 effet d'un élé- ment moteur et pouvant être déterminée en temps, grandeur et direction sur le point d'attaque d'une ou plusieurs pièces de machines se déplaçant suivant un mouvement de rotation ou de translation avec une vitesse angulaire ou une vitesse de translation variables. 2 - Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait que l'élément moteur est constitué par un dispositif à pivotement et qu'il produit des accélérations et des décélérations alternées d'une masse. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé par le fait que l'élément moteur est constitué par une masse pouvant tourner à la manière d'un gyroscope et que l'axe du gyroscope est décalé selon l'action désirde dans-l'intervalle des vitesses angulaires des pièces de machines tournantes. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le gyroscope effectue des mouvements de va-et-vient autour de son axe ou qui se superposent à la rotation. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 > carac- térisé par le fait que l'élément moteur est muni de chambres remplis sables dont la charge de remplissage est notamment constituée par un agent liquide ou particulaires déversable. 6 - Dispositif selon lune des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'élément moteur est muni d'un organe de propulsion à réaction. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la masse placée en liaison avec l'élément moteur tourne sur une trajectoire comportant des rayons de courbure différents. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'on applique sur la masse placée en relation avec l'élément moteur une vitesse -de translation ou une vi tesse.angulaire variable sur une trajectoire au moyen d'un champ de gravité naturel ou artificiel, tel que notamment la gravitation, un champ électromagnétique ou une force centrifuge. 9 - Dispositif selon 11 une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la trajectoire de la masse et/ou des parties de machine mobiles peut subir un mouvement de rotation ou de translation. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'une ou plusieurs masses sont reliées, de façon à pouvoir notamment coulisser radialement, à une tige montée à rotation qui porte les éléments moteurs. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'une ou plusieurs masses sont fixées de façon à pouvoir coulisser sur une tige montée à rotation et qu'on peut leur imprimer un mouvement de va-et-vient notamment radial à l'aide d'une came de commande ou d'une bielle qui aboutit à un ou plusieurs pivots, les pivots et la came de commande étant montés fixes ou tournants et l'élément moteur étant relié à la masse ou à l'organe de liaison, constitué par la tige précitée. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à ll, caractérisé par le fait que plusieurs masses sont prévues en décalage les unes par rapport aux autres sur un m8me arc. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'une ou plusieurs roues dentées elliptiques ou ovales sont en prise les unes avec les autres, et reçoivent un ou plusieurs éléments moteurs* 14 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'un arbre, sur lequel s'exerce des forces de type quelconque dans le sens de rotation, est relié à l'élément moteur. 15 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que sur une tige tournante est fixé un axe, ledit axe portant une roue qui est mise en mouvement par la roue d'entratnement et qui porte un pivot fixé excentriquement et susceptible de coulisser radialement, ledit pivot pénétrant dans une fente de guidage ménagée dans la tige portant l'élément moteur. 16 - Dispositif selon l'une-des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que sur le support planétaire monté tournant, sont disposées des roues planétaires susceptibles de tourner et portant les éléments moteurs. 17 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que les éléments moteurs sont reliés à'des organes de liaison fixés à pivotement sur une roue centrale. 18 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que sur une pièce de machine se déplaçant en rotation avec une vitesse angulaire variable, on prévoit une masse qui est tangentiellement accélérée et décélérée en un mouvement de va-et-vient. 19 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que l'on fait subir un mouvement à accélération et de décélération alternées à des masses se déplaçant suivant un mouvement de translation. 20 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait qutil groupe en un même ensemble plusieurs dispositifs de l'invention. 21. - Dispositif-selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé par le fait qu'il est relié à une pièce de machine subissant un mouvement de rotation ou de translation. 22 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé par le fait que l'on utilise une partie de l'énergie mécanique des pièces de machine animées d'un mouvement de rotation et/ou de translation pour le maintien en marche des processus de -déplacement internes de l'élément moteur ou inversement.