Brevet FR2486613A1 — publié le 19820115

L'invention concerne un dispositif destiné à convertir une force centrifuge en une force linéaire et, par conséquent, en un mouvement linéaire. Par le passé, divers essais ont porté sur l'exploitation des avantages de la force centrifuge, engendrée aisément et pouvant atteindre une amplitude élevée, par transformation de cette force en une force linéaire. Par exemple, des appareils conçus à cet effet comportent des masses mises en rotation et dont le centre de gravité est déplacé par rapport à l'axe de rotation. Il en résulte le développement d'une force centrifuge plus grande au point de translation de la masse que dans la partie restante du cycle de rotation. En fait, la longueur du rayon du bras a été modifiée. Ainsi qu'il est bien connu, la conservation du moment angulaire tendrait à diminuer de manière correspondante la vitesse de la masse translatée. Le brevet des Etats Unis d'Amérique nO 3 683 707 décrit un exemple d'une machine de ce type donnant satisfaction.Un dispositif efficace permettant de convertir une force centrifuge en une force linéaire et pouvant être utilisé dans des véhicules de propulsion tels que des automobiles, des véhicules de chemins de fer et dans la marine, l'aviation et les transporteurs aériens, est souhaitable et trouverait d'importantes applications dans l'industrie du transport. L'invention atteint cet objectif par l'utilisation d'un premier bras en rotation qui se déplace autour d'un axe de rotation. Deux masses équilibrées tournent à l'extrémité du bras, dans un plan perpendiculaire au plan de ce premier bras. Un second bras tourne dans le sens inverse de celui du premier bras, autour du même axe, et se déplace dans un plan parallèle au plan de rotation du premier bras. Un mécanisme coopérant entre les premier et second bras permet le transfert de l'une des masses d'équilibrage du premier bras vers le second bras. En un point choisi de la course de rotation des deux bras, l'une des masses se déplace de manière à annuler la force centrifuge produite par le premier bras tournant. La masse se déplace de nouveau du second bras vers le premier bras après une course des deux bras sur un arc de cercle de 1800. A ce point, la force centrifuge agit sur le bras portant les masses et dont la course se poursuit sur un autre arc de cercle de 1800 par rapport au demi-cercle parcouru précédemment. En d'autres termes, le résultat net pour le bras portant les deux masses est une force centrifuge déséquilibrée agissant pendant la moitié de la course circulaire des deux bras. Le déséquilibre qui en résulte peut être transformé en une composante de force linéaire et unidirectionnelle par montage des deux bras tournants sur un chariot à roues montées sur rails ou à roues de frottement. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention dont les bras rotatifs sont représentés en traits pointillés aux points de transfert - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; - la figure 4 est une élévation, avec coupe partielle, du mécanisme de transfert de masse en position de travail ; - la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 4 ; - la figure 6 est une coupe partielle suivant la ligne 6-6 de la figure 4 ;; - la figure 7 est une élévation, avec coupe partielle, du mécanisme de transfert de masse en position de repos - la figure 8 est une coupe partielle suivant la ligne 8-8 de la figure 7 ; - la figure 9 est une coupe partielle suivant la ligne 9-9 de la figure 7 ; - Ja figure 10 est une coupe partielle suivant la ligne 10-10 de la figure 7 - la figure 11 est une coupe transversale partielle montrant deux dispositifs reliés côte à côte ; et - la figure 12 est une vue schématique partielle montrant deux dispositifs reliés côte à côte, la barre de liaison étant représentée en traits mixtes. Les figures représentent l'ensemble du dispositif ou de l'appareil selon l'invention sous la référence générique 10. La figure 1 montre le dispositif 10 qui comporte un premier bras 12 et un second bras 14 tournant dans des sens opposés l'un par rapport à l'autre, autour d'un axe 16 (figures 1 et 2). Les courses circulaires des bras 12 et 14 sont situées dans des plans parallèles tels que les bras soient superposés en alignement deux fois au cours de chaque cycle de rotation qu'ils effectuent. Comme représenté partiellement en traits pointillés sur la figure 1, les positions d'alignement des deux bras sont espacées de 1800 et ces positions sont désignées par l'expression points de transfert I et II" dont l'explication sera donnée ci-après. Dans la L; te alsLI duc alias décrite, le dispositif 10 est conçu pour être utilisé sur une surface Cependant, ce dispositif peut être employé pour tout mode de déplacement, à savoir des déplacements dans l'eau, dans l'air et dans l'espace. Dans la forme de réalisation représentée, le dispositif 10 se déplace sur une voie comportant des rails 18 à l'aide de roues 20 tournant sur des axes 22 qui supportent un châssis 24 par l'intermédiaire de chapes 26 fixées au châssis 24 et aux axes 22. Le châssis 24 maintient l'axe 16 de rotation au moyen d'une bride 28 qui est fixée de toute manière convenable, par exemple par soudage. Comme représenté sur la figure 2, un arbre 30 de commande est mis en rotation par l'énergie provenant de toute source de force motrice (non représentée). Des blocs 32 et des paliers 34 supportent l'arbre 30 afin de lui permettre de tourner axialement en douceur d'une manière bien connue de l'homme de l'art. L'arbre 30 comporte une roue dentée conique 36 à son extrémité proche de l'axe 16, cette roue engrenant avec une couronne dentée conique 38 solidaire d'un manchon 40 qui peut coulisser librement sur la surface d'un fourreau 52 fixé circonférentiellement à l'axe 16.Des brides 42 et 44 sont fixées au bras 14 afin que la rotation du manchon 40 fasse tourner le bras 14 autour de la direction longitudinale de l'axe 16. L'extrémité supérieure du manchon 40 est reliée à une couronne dentée conique 46 qui engrène avec une roue dentée conique 48. Un axe 50 est fixé à l'axe 16 et entoure d'un palier 54. La roue dentée conique 48 tourne donc sur l'axe fixe 50. Des anneaux 56 et 58 en C interdisent tout mouvement de l'axe 50 et de la roue dentée conique 48. Une couronne dentée conique 60 engrène avec la roue dentée conique 48 et tourne dans le sens opposé à celui de la couronne dentée conique 46. Une bride 62, représentée comme étant réalisée d'une seule pièce avec la couronne 60 est fixée au bras 12 afin que ce dernier tournis dents le sens opposé à celui de la rotation du bras 14. Une première extrémité du bras 12 cohorte un bloc 64 de montage d'un palier qui maintient circonférentiel- lement un arbre 66. Une goupille 63 positionne arbre 66 a 11 intérieur du palier 64 qui comporte un joint 70. Une roue dentée conique 72 est fixée à un collet 74 qui entoure l'arbre 66 auquel il est fixé. La roue dentée 72 engrène avec une couronne dentée conique 76 et elle fait tourner 1'arbre 66.Des brides 78 et 80 sont reliées l'une à l'autre afin de maintenir la couronne dentée conique en position fixe par rapport à la roue dentée conique 72. Des raidisseurs 82 et 84 renforcent la liaison entre les brides 78 et 89 et le chassies 24. Un joint universel 36 relie l'arbre 66 à un arbre 88 qui traverse un bloc 90 de montage dgun palier. Un axe 92 est fixé à une plaque 94 de base qui maintient le bloc 90 de montage. L'axe 92 passe dans un trou oblong 96 du bras 12; montré notamment sur la figure 3. La fonction de ce montage sera indiquée ci-après. L'extrémité inférieure de lSae 92 porte une rondelle 98 et un écrou 100. L'axe 92 peut se déplacer à l'intérieur du trou oblong 96 et il est soumis à l'effet d'amortissement d'un ressort 124. L'arbre 88 passe dans un palier 102 qui est logé dans un moyeu 104 comportant des bossages 106 et 108. Des barres 110 et 112 sont fixées par une première extrémité aux bossages 106 et 108 et par leur autre extrémité à des masses 114 et 116. Ces masses 114 et 116 sont de préférence de mêmes dimensions et de meme poids et, par conséquent, elles s'équilibrent mutuellement lorsque l'arbre 88 fait tourner les barres 110 et 112 (qui sont de même longueur) et les masses 114 et 116. Le moyeu 104 a également pour fonction d'amortir les oscillations lors du transfert de l'une des masses, comme décrit plus en détail ci-après. Le bras 14 présente une rainure 118 de forme en U comprise entre des cloisons 128 et 129 et dont la largeur correspond à celle de l'une ou l'autre des masses 114 et 116.Des ouvertures 120 et 122 reçoivent des doigts (non représentés) de la masse 114 ou des doigts de la masse 116 (un seul doigt étant représenté à titre d'exemple en 130), suivant la masse transférée du bras 12 au bras 14. Un axe 132 se déplace sur un organe suiveur de came 134 qui parcourt une piste circulaire et flexible 136 de came. Cette piste 136 de came est portée par plusieurs blocs, dont des blocs 138, 140, 142 et 144. Le bloc 140 présente une surface inclinée 146 à laquelle est fixée une poignée 148 permettant d'abaisser le bloc 140 de la piste circulaire 136 au même niveau que le bloc 138. Le mécanisme mis en oeuvre pour transférer réellement l'une des masses 114 et 116 sera à présent décrit en regard des figures 4 à 10 qui le représentent plus clairement. Par exemple, il est possible d'utiliser la masse 116 comme masse transférée, comme montré en traits mixtes sur la figure 2. La figure 4, qui représente le mécanisme en position de travail, montre que la barre 112 porte une plaque 150 qui se loge dans une rainure courbe 152. La barre 112 est fixée à la plaque 150. L'ensemble peut maintenir la masse 116 pendant qu'elle tourne autour du moyeu 104. Comme montré sur la figure 5, lorsque l'axe ou plongeur 132 est élevé par la piste 136, il se déplace dans une rainure 154 partiellement en forme de V. La masse 116 comprend deux parties égales 156 et 158 entourées respectivement par des chapeaux 160 et 162 pouvant coulisser par rapport à ces parties. Le doigt 130 de la partie 158 coulisse dans des ouvertures 164 et pénètre dans la rainure 120 lorsque la masse 116 se transfère du bras 12 au bras 14. Un ressort 166 tend à éloigner la partie 158 de la rainure 120 alors que le mouvement du plongeur 132 dans la rainure 154 tend à déplacer la partie 158 vers la rainure 120. La partie 156 comporte également un doigt, un ressort et des ouvertures (non représentés) identiques au doigt 130, au ressort 166 et à l'ouverture 164 de la partie 158, la partie 156 de la masse étant destinée à coopérer avec la rainure 122 (figure 2). Le plongeur 132 présente une rainure 168 et une clavette 170 disposées dans le bras 14 afin d'empêcher ce plongeur 132 de tourner dans le plan vertical pendant le transfert de la masse 116. La masse 114 contient le même mécanisme que la masse 116 pour permettre la fonction de transfert du bras 12 au bras 14, et les masses peuvent effectuer à peu près librement leur fonction de transfert afin que l'usure et les détériorations et autres se répartis- sent uniformément. En cours de fonctionnement, les deux bras 12 et 14 du dispositif 10 tournent dans des sens opposés et sont synchronisés de manière à s'aligner verticalement dans deux positions de leurs cycles de rotation, positions dans lesquelles l'une ou l'autre des masses 114 et 116 est transférée vers le premier bras 12 et quitte ce premier bras 12. Comme indiqué précédemment, la masse 116 a été choisie arbitrairement, mais un réglage approprié permet d'utiliser la masse 114 dans le mécanisme de transfert décrit. Un élément moteur entraîne l'arbre 30 de commande qui fait tourner la roue dentée conique 36 et la couronne dentée 38. Le bras 14 fixé au manchon 40 tourne dans un plan à peu près horizontal et parallèle à l'axe de l'arbre 30 de commande. La couronne dentée conique 46 fait tourner la roue dentée conique 48 qui, elle-même, fait tourner la couronne dentée conique 60. Le bras 12, qui est fixé à la bride 62 solidaire de la couronne dentée 60, tourne dans un plan parallèle à celui du bras 14 et en sens opposé à celui de la rotation de ce bras 14, par l'intermédiaire des engrenages, de manière que les bras 12 et 14 s'alignent verticalement aux "points de transfert I et Il" montrés sur la figure 1. La roue dentée conique 72 et la couronne dentée conique 76 font tourner l'arbre 88 et les masses 114 et 116 dans un plan vertical alors que le bras 12 tourne dans un plan horizontal. Au point de transfert I, indiqué sur la figure 2, la masse 116 s'ajuste entre les cloisons 128 et 129, représentées en traits mixtes, du bras 14. A ce point,. la masse 116 et l'extrémité du bras 14 ne se déplacent pas l'une par rapport à l'autre. Immédiatement avant ce point, le plongeur 132 pénètre dans la rainure 154 en raison de la montée de la piste 136 et il écarte l'une de autre les parties 156 et 158. Des doigts, par exemple le doigt 130, pénètrent dans les ouvertures 120 et 122 et la barre 912, à laquelle la plaque 150 est fixée, se dégage en tournant de la rainure courbe 152. La masse 116 est ainsi transférée sur le bras 14 (figures 4 à 6). Le bras 12 poursuit sa rotation sur 18po, jusqu'au "point de transfert Il", en ne portant que la masse 114. Il convient de noter que le moyeu 104 amortit avantageusement le mouvement oscillatoire produit par la masse 114 sur le bras 12, car il est d'un poids égal au poids total des masses 114 et 116. De même, les cloisons 128 et 129 doivent avoir un poids égal à celui du moyeu 104 afin que la somme des poids des masses 116 et des cloisons 128 et 129 soit égale à la somme des poids du moyeu 104 et de la masse 114. Ainsi, le dispositif 10 est équilibré pendant la partie du cycle du bras 12 comprise entre les "points de transfert I et II". Comme montré sur la figure 3, l'axe 92 porte un ressort 124 tel que la force des oscillations de la masse 114 transmises au bras 12 soit amortie dans une direction pour permettre un mouvement plus doux du bras 12 lorsqu'il tourne. Lorsque le "point de transfert Il" est atteint, le mécanisme de transfert s'inverse (figures 7 à 10). Le plongeur 132 se dégage de la rainure 154 en descendant, du fait de la position de la piste 136. Des doigts, par exemple le doigt 130, se dégagent des ouvertures 120 et 122. La plaque 150 porte contre les parties 158 et 160 (figure 9) et la masse 114 tourne de nouveau sur la barre 112 avec la masse 116. Les éléments du mécanisme du dispositif 10 peuvent être montés de manière étanche dans une enceinte sous vide d'air, dans laquelle pénètrent l'arbre 30 et la structure 148 de poignée, de manière à réduire l'effet du frottement de l'air sur les bras rotatifs. Lorsque le bras 12 porte les deux masses 114 et 116, l'axe 16 reçoit une force le long du bras 12. Ceci se produit spécifiquement dans le sens de rotation inverse de celui des aiguilles d'une montre, entre le "point de transfert II" et le "point de transfert I". Cette force linéaire peut être divisée en deux composantes dont l'une suit la direction indiquée par la flèche 172 et l'autre est horizontale. La force horizontale, qui est une force de déviation, est absorbée par la rigidité de la voie 18. Ainsi, le dispositif 10 se déplace le long de la voie 18 dans le sens indiqué par la flèche 172.Il convient de noter que plusieurs paires de bras identiques aux bras- 12 et 14 peuvent etre montées sur l'axe 16 afin d'exercer une force constante dans le sens indiqué par la flèche 172. Le dispositif 10 produit, seul, une impulsion de force pendant la durée au cours de laquelle le bras 12 se déplace du point de transfert II au point de transfert I. Le mécanisme de transfert peut être mis au repos par l'application d'une traction à la poignée 148 et, par conséquent, à la partie inférieure du bloc 140. Le glissement des parties supérieure et inférieure du bloc 140 sur la surface 146 fait descendre la piste 136 du bras de manière que le plongeur 132 ne pénètre plus dans la rainure 154 et que le transfert de la masse 116 ne se produise plus. De meme, la montée de la piste 136 sur 1860 par rapport au bloc 140 provoque une inversion du mécanisme de transfert de manière que le dispositif 10 se déplace dans le sens opposé à celui indiqué par la flèche 172. En d'autres termes, l'éleva tion de la piste 136 pour actionner le plongeur 132 en oppo sition au bloc 140 provoque un freinage du dispositif 10 lorsque ce dernier se déplace dans le sens indiqué par la flèche 172 ou provoque un déplacement dudit dispositif 10, lorsqu'il est à l'arret, dans le sens opposé à celui de la flèche 172. Le dispositif 10 peut être utilisé avec un dispositif identique afin qu'il soit possible d'éliminer la nécessité d'employer une voie 18 ou tout élément équivalent. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 683 707 décrit un procédé permettant d'annuler les forces horizontales. En particulier, ce brevet décrit la résolution de la force suivant l'axe Y et l'annulation des forces suivant l'axe X. Par analogie, un groupe de dispositifs identiques au dispositif 10 peut être formé de manière que les dispositifs soient disposés de préférence côte à côte et qu'une barre 174 relie des axes identiques 16 afin que des bras identiques 12 passent au point de transfert I du premier dispositif et au point de transfert II du second dispositif (figures 11 et 12). Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Dispositif pour convertir une force centrifuge en une force et un mouvement linéaires, caractérisé en ce qu'il comporte un premier bras (12) qui tourne sur une course circulaire autour d'un axe (16) afin d'appliquer une force centrifuge à ce dernier, un second bras (14) qui tourne sur une course circulaire autour de l'axe (16) du premier bras, en sens opposé à celui de ce dernier, et à une vitesse égale à celle dudit premier bras (12), des masses (114, 116) disposées à l'extrémité du premier bras, un mécanisme destiné à transférer une partie de ladite masse (116) de l'extrémité du premier bras (12) à l'extrémité du second bras (14) et vice-versa, en deux points choisis de la course de rotation des bras (12, 14), ces points étant espacés de 1800, afin d'appliquer à l'axe une force centrifuge déséquilibrée pendant 1800 de la course circulaire du premier bras, et un élément (104) destiné à éliminer une composante de la force centrifuge déséquilibrée. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert d'une partie de ladite masse (116) s'effectue alors qu'il n'existe aucun mouvement relatif entre ladite partie de la masse (116) et le second bras (14). 3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites masses (114, 116) situées à l'extrémité du premier bras comprennent une première masse (114) et une seconde masse équivalente (116) situées respectivement sur une première barre (110) et une seconde barre (112), à égale distance de l'extrémité du premier bras (12), au moins l'une (116) desdites masses étant reliée de manière amovible à la barre correspondante (112) afin d'être transférée vers le second bras (14), les masses (114, 116) tournant dans un plan à peu près perpendiculaire aux plans de rotation des premier et second bras (12, 14). 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second bras (14) comporte deux cloisons (128, 129) présentant deux rainures opposées (120, 122), ladite masse transférable (116) comportant deux doigts mobiles (130) qui peuvent pénétrer dans les deux rainures (120, 122) pendant le transfert de ladite masse (116) du premier bras (12) vers le second bras (14), les doigts (130) pouvant être rétractés pendant le transfert de ladite masse (116) du premier bras (12) vers le second bras (14). 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second bras (14) comporte un plongeur (132) commandé par came et dont un tronçon peut etre introduit dans une rainure (154) ménagée dans la masse transférable (116), cette introduction du plongeur (132) provoquant l'introduction des deux doigts mobiles (130) dans les deux rainures opposées (120, 122) et la séparation de la barre (112) de ladite masse transférable (116), le retrait du plongeur (132) de la rainure (154) provoquant un retrait des doigts (130) et une fixation de ladite barre (112). 6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plongeur (132) commandé par came comporte un organe suiveur (134) situé à l'extrémité dudit plongeur (132) apposée au ronron pouvait être introduit dans la rainure (154), cet organe suiveur (134) pouvant entrer en contact avec la surface d'une piste (136) de came qui provoque l'introduction du plongeur (132) dans la rainure (154) et son retrait de cette rainure. 7. - Dispositif destiné à convertir une force centrifuge en une force et un mouvement linéaires et comprenant deux appareils, le dispositif étant caractérisé en ce que chaque appareil comporte un premier bras (12) qui tourne sur une course circulaire autour d'un axe (16) de manière à exercer sur ce dernier une force centrifuge, un second bras (14) qui tourne sur une course circulaire, autour de l'axe (16) du premier bras (12), en sens opposé à celui de ce premier bras (12) et à une vitesse de rotation égale à celle dudit bras (12), des masses (114, 116) disposées à l'extrémité du premier bras (12), un mécanisme destiné à transférer une partie de ladite masse (116) de l'extrémité du premier bras (12) daris I'extrémitC du second bras (14), et viceversa, en deux points choisis de la course de rotation des bras (12, 14), ces points étant espacés de 1800, de manière à appliquer à l'axe (16) une force centrifuge déséquilibrée sur 1800 de la course circulaire du premier bras (12), et une barre (174) de liaison qui relie rigidement les axes (16) de rotation des deux appareils (10), la direction- linéaire du mouvement du dispositif étant perpendiculaire à l'axe de ladite barre (174).