Brevet FR2540210A1 — publié le 19840803

DISPOSITIF DE TRANSVtI%SION ET D DEMULTIPLICATION DE L'EFFORT MUSCULAIRE LIE A LA PROPULSION DE VEHICULES ET DE MACHINES. La présente invention a pour objet un dispositif de transmission et de démultiplication de l'effort musculaire lié à la propulsion de véhicules et de machines. Dans le domaine de la propulsion de véhicules et le fonctionnement de machines dont la source d'énergie est d'origine musculaire humaine, on connait divers systèmes à pédalier et chaine ou courroies, à ressort accumulateur d'énergie, à volant à inertie, à torsion de matériaux élastiques, a air comprimé. Ces divers procédés à propulsion musculaire humaine, d'un rendement généralement moyen, nécessitent des efforts physiques importants pour obtenir une équivalence énergétique de 0,250 à 0,300 Kw. L'autonomie de fonctionnement permise par ces systèmes reste très limitée. La présente invention a pour objet de diminuer notablement les inconvénients énoncés ci-dessus, en mettant en oeuvre un dispositif de transmissions et de démultiplication de l'effort musculaire perfectionné. L'invention est exposée en détail suivant une forme préférentielle de réalisation et d'adaptation à titre d'exemple à un véhicule terrestre. La planche 1 figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif selon l'invention intégré à titre d'exemple dans un véhicule terrestre. La planche 2 figure 2 est une vue schématique du dispositif selon l'invention vue de dessus. Comme représenté planche 1 figure 1 et planche 2 figure 2, le dispositif de transmission et de démultiplication de l'effort musculaire, selon l'invention est à titre d'exemple d'application et de réalisation associe à un véhicule terrestre. Ledit dispositif comprend au moins des pédales (lA)(lB) ou des leviers manuels, destinés à entrainer un plateau (25) muni de bieilles (3A)(3B). La liaison pédales (1A) (1B) ou leviers manuels, avec les bielles (3A)(3B) est assurée par les tiges de liaisons (2A)(2B). Les plateaux (25)(4) et(S) sont reliés entre eux par chaines ou courroies adaptées. Les susdits plateaux comportent des diamètres différents afin d'assurer des variations de vitesses au tambour (6) à gorge canelée (7). Le tambour (6)à gorge canelée (7) entraine dans sa rotation le levier (s) comportant à son extrémité côté tambour (6) un oeillet et une rotule, coulissants dans la gorge canelée (7). Cette dernière oblige Le levier (8) à épouser son dessin. Ce qui se traduit par un mouvement angulaire alterné du levier (8). Le levier (8) pivote alors sur son axe (9). Ledit axe (9) est situé à un tiers de la longueur du levier (8) côté extrémité comportant la rotule mobile à coulisseaux (10). La rotule mobile à coulisseaux (10) permet la liaison entre le levier (8) et le levier commun de commande (I1) des pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). La rotule mobile à coulisseaux (10) transmet ainsi l'effort du levier (8) au levier commun de commande (I I) rendant compatible cette retransmission malgré les courses angulaires opposées des susdits leviers (8) et (il). Chaque course du levier (8) entraine une course du levier commun de commande (11), ce dernier actionnant les pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). Chaque course du levier commun de commande (I1) transmet une pression et un volume d'huile à l'une des deux pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). L'huile ou tout autre fluide est ainsi envoyé dans le circuit (13) à volume et pression constants évitant les à-coups préjudiciables au bon fonctionnement du dispositif, objet de l'invention. Cette disposition des pompes hydrauliques manuelles (12A) (12B) associées à un seul levier commun de commande (11) permet également en un temps donné de doubler la quantité de fluide envoyée dans le circuit (13). Le circuit (13) alimente un vérin hydraulique semi-rotatif alterné (14) à course angulaire de 90". Fixé au dit vérin (14) un bras (15) sur lequel est fixé en son extrémité une tige de liaison (16) raccordée à une bielle (17) dont la longueur inférieure de moitié au bras (15) oblige la dite bielle (17) à parcourir 1800, lorsque le susdit bras (15) du vérin (14) effectue 90". Cette disposition permet de n'utiliser qu'une cylindrée d'huile nécessaire pour une course de 90" du vérin (14). A la bielle (17) est relié un ensemble démultiplicateur ou surmultiplicateur (18) et un système de transmission aux roues, pour l'exemple de réalisation. Tout autre système peut être adjoint au dispositif selon l'invention, selon les applications dudit dispositif. Un réservoir (19) alimente la partie hydraulique du dit dispositif. Un accumulateur oléopneumatique (20) peut être couplé au dispositif, permettant une réserve d'énergie utilisable ponctuellement. Une manette (23) permet de contrôler l'utilisation de l'accumulateur (20). Ainsi, une partie de l'huile des pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B) peut être envoyée dans l'accumulateur oléo-pneumatique (20). Le système selon l'invention, selon l'exemple de réalisation et d'adaptation à un véhicule fonctionne de la façon suivante Le conducteur calé dans le siège (24) pousse alternativement les pédales (1A) (1B) glissant sur un plan légèrement incliné. Les pédales (IA) (18) entrainent par l'intermédiaire des tiges de liaison (2A) (2B) les bielles (3A) (3B) solidaires du plateau (25). Le plateau (25) entraine alors le plateau (4), ce dernier entrainant le plateau (5) accolé et solidaire du tambour (6) à gorge canelée (7). Les susdits plateaux (25) (4) et (5) comportant des diamètres différents, diverses vitesses, donc divers efforts peuvent être obtenus. Un levier de vitesse (22) permet le déplacement des courroies ou chaines sur les différents diamètres. La rotation du plateau (5) entraine la rotation du tambour (6)à gorge canelée (7). Le tambour (6) entraine à son tour le levier (8) solidarisé en son extrémité à la gorge canelée (7) du tambour (6). Le dessin de la gorge canelée impose un mouvement angulaire alterné au levier (8). L'intéret de ce dispositif est de faire parcourir au levier (8) une course angulaire beaucoup plus importante que celle possible avec les bras ou les jambes. Le levier (8) pivote autour de son axe (9). La rotation du levier (8) comprise entre son axe (9) et l'extrémité coulissant dans te rotule à coulisseaux (10) fait un tiers de la longueur totale du levier (8). La rotule à coulisseaux (10) permet la transmission de la course angulaire du levier (8) au levier commun de commande (11) des pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B).La longueur du levier commun de commande (11) est égale à la portion du levier (8) comprise entre l'axe (9) et la partie terminale du levier (8). Cette disposition permet de diminuer pour moitié l'effort nécessaire pour actionner le dit levier reposant sur le tambour (6). A ce point de la description du fonctionnement du dispositif objet de la présente invention les déposants proposent un exemple utilisant les valeurs moyennes. Chaque course du levier commun (11) nécessite à son extrémité, côté rotule à coulisseaux (10), un effort de 53 daN. L'angle de la course est de 400. La rotule à coulisseaux (10) relie le levier commun (11) au levier (8).La course angulaire du levier (8) est multipliée par deux : 80" car sa partie axe (9) extrémité côté rotule à coulisseaux (10) est moitié moins longue que celle du levier commun (Il). La partie du levier (8) comprise entre l'axe (9) et la partie associée au tambour (6) est d'une longueur au minimum égale au levier commun (11). Cette dernière partie à une course angulaire de 80". L'avantage de cette disposition est de diviser au minimum par deux l'effort nécessaire pour actionner les pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). La puissance absorbée par ces dernières est alors de 1,235 Kw au rendement près. Dans notre exemple, la partie terminale côté tambour (6) du levier (8) nécessite un effort de 26,5 daN pour être actionné. De plus, le tambour (6) et sa gorge canelée sont d'une longueur compatible avec la course du levier (8). Cette course est en moyenne de 80 cm et peut dépasser selon les systèmes 1,50 m Le diamètre du tambour (6) est la moitié du plus grand diamètre du plateau (25). Si dans notre exemple le diamètre du tambour est de 0,250 m, la force de 26,5 daN est nécessaire pour actionner le levier (8) extrémité côté tambour (6). Accolé au tambour (6) dans le même axe, un plateau (5) ayant plusieurs diamètres. Un diamètre de 0,500 m réduira l'effort nécessaire pour faire tourner le tambour (6) à 13,25 daN. On aura ainsi divisé par quatre l'effort initial nécessaire à appliquer sur le levier commun (11). Le tambour (6) tournera à 60 tr/mn ce qui correspond-au nombre de tours du plateau (25). Dans cet exemple, on a conservé les diamètres permettant une transmission directe des courses linéaires des pédales (1A) et (1B). Ainsi, L'effort à appliquer sur les pédales (1A) et (1B) sera de 13,25 daN. II est classique de considérer une vitesse de rotation de pédalier à 60 tr/mn. Ainsi, la vitesse de rotation du tambour (6) étant de 60 tr/mn dans notre exemple le levier (8) effectuera 120 courses/minute aller et retour. Ces 120 courses/minute seront intégralement transmises au levier commun (11). II parait évident que ce nombre de courses minutes, ajouté à l'effort initial nécessaire de 53 daN sur le levier commun (11) serait impossible à réaliser directement avec la force musculaire, sans le dispositif objet de la présente invention. Des variations de vitesses sur les divers plateaux (25) (4) (5) augmenteront l'effort à appliquer sur les pédales (1A) (1B) ou le diminueront. Suivant notre exemple l'effort maximum est de 26,5 daN au pédalier, ce qui impose une rotation de 120 tr/mn au tambour (6), donc 240 courses/minute des leviers (8) et (11). L'effort minimum sur le pédalier est dans notre exemple de 3,30 daN correspondant à un nombre de courses des leviers (8) et (11) de 30 courses/minute. Chaque course des leviers (8) et (11) fait envoyer dans le circuit (13) par l'intermédiaire des pompes (12A) et (12B) 31,5 cm3 huile à la pression de 200 Bar. Cette huile sous pression alimente le vérin semi-rotatif alterné (14) à rotation angulaire de 90 et à cylindrée de 36 cm3 par course. Le couple du dit vérin (14) est de 43,5 mdaN. La puissance absorbée par le vérin (14) est de 295 w, dans le cas de l'effort minimum de 3,30 daN sur les pédales (1A) et (1B). Dans l'exemple de l'effort maximum de 26,5 daN, la puissance absorbée par le vérin (14) est de 2 393 w. Pour ce dernier exemple, précisons que la puissance nécessaire à fournir par le pilote est de 416 w. Dans notre exemple concernant l'effort minimum de 3,30 daN sur les pédales (1A) (1 B), la puissance à développer par le pilote est de 52 w. Dans les deux exemples, la puissance absorbée par le vérin hydraulique semi rotatif alterné (14) est au minimum quintuplée.La pertinence du dispositif objet de la présente invention apparait dans la faculté du dit dispositif à majorer la puissance initiale d'origine musculaire fournie par le pilote dans des proportions, permettant selon les adaptations, de déplacer des véhicules terrestres, marins, sous-marins, aériens. Le dit dispositif objet de l'invention peut actionner également diverses machines éoliennes, tondeuses à gazon, scies circulaires etc., remplaçant tout ou partie de l'énergie utilisée habituellement. D'autres réalisations du dit dispositif selon l'invention, restant dans le cadre objet de la présente demande de brevet, peuvent être réalisées, notamment : le levier commun de -commande (11) des pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B) peut être prolongé jusqu'au tambour (6) à gorge canelée (7). Le levier (8) est alors supprimé.La longueur des divers leviers (8) et (11) peut être changée aux fins d'adaptation des efforts selon la destination du susdit dispositif objet de l'invention. Des appoints énergétiques peuvent être associés au dit dispositif selon l'invention. Ils peuvent être permanents ou ponctuels. Le dit dispositif selon l'invention peut être actionné uniquement par un moteur ther mique, électrique ou autre. La puissance du moteur choisi sera au minimum majorée par ledit dispositif selon l'invention dans les proportions déjà citées plus haut, pour l'effort musculaire. Il est bien évident que la présente invention peut recevoir tous aménagements ou toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission et de démultiplication de l'effort musculaire lié à la propulsion de véhicules et de machines comportant au moins un réceptacle à l'effort musculaire : pédales (IA) (1B) ou leviers manuels, un ensemble de transmission comportant deux tiges de liaisons (2A) (2B) un plateau (25) muni de bielles (3A) (3B) solidaires des susdites tiges de liaison (2A) (2B) le plateau (25) relié avec les plateaux (4) et (5) par chaines ou courroies CARACTERISE EN CE QUE le dit dispositif de transmission et de démultiplication de l'effort musculaire comporte un tambour (6) à gorge canelée (7) solidaire d'un plateau (5) à vitesses variables. Le dit plateau (5) comportant des diamètres différents. 2. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon la revendication I.CARACTERISEE EN CE QU'un tambour (6) à gorge canelée (7) au dessin adapté, impose un mouvement angulaire alterné à un levier (8) lorsque le susdit tambour (6) à gorge canelée (7) est en mouvement rotatif. 3. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. et 2. CARACTERISE EN CE QUE le levier (8) est solidaire d'un tambour (6) à gorge canelée (7), une de ses extrémités comportant un oeillet et une rotule coulissante dans la gorge canelée (7) du sus dit tambour (6). La course angulaire alternée du dit levier (8) rendue par cette disposition, supérieure à celle créée par un effort musculaire humain. 4. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. et 3. CARACTERISE EN CE QUE la longueur du levier (8) comprise entre son axe (9) et son extrémité solidaire du tambour (6) à gorge canelée (7) est au moins égale à la longueur du levier commun de commande (11) des pompes manuelles hydrauliques (12A) (1213). La partie du susdit levier (8) comprise entre son axe (9) et l'extrémité côté rotule à coulisseaux (10) est moitié moins longue que le levier com- mun de commande (Il). Cette disposition diminue pour moitié l'effort à appliquer sur l'extrémité du levier (8) côté tambour (6) à gorge canelée (7). 5. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. et 4. CARACTERISE EN CE QUE la transmission de l'effort du levier (8) au levier commun de commande (11) est assurée par une rotule à cou lisseaug(l0). Cette disposition rend la transmission des efforts des susdits leviers (8) et (11) compatible avec leurs courses angulaires opposées. 6. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. 4. et 5. CARACTERISE EN CE QU'un levier commun de commande (II) actionne simultanément deux pompes hydrauliques manuelles (12A) (12B). Chaque course du dit levier commun de commande (11) envoie du fluide sous pression dans un circuit (13) par l'intermédiaire d'une des deux pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). 7. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. 4. 5. et 6. CARACTERISE EN CE QUE deux pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B) à levier commun de commande (11) alimentent et actionnent un vérin semi-rotatif alterné (14) à course angulaire. Les susdites pompes (12A) (125) peuvent alimenter un moteur hydraulique, ou tout autre dispositif fonctionnant avec un fluide sous pression. 8. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. 4. 5. 6. et 7 CARACTERISE EN CE QUE l'ensemble pédales (1A) (1B) tiges de liaison (2A) (2B) bielles (3A) (3B) plateaux (25) (4) et (5) entrainent un tambour (6) à gorge canelée (7). 9. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. 4. 5, 6. 7. et 8. CARACTERISE EN CE QU'un tambour (6) à gorge canelée (7) associé à un levier (8) solidaire du susdit tambour (6) actionne un levier commun de commande (11) de pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B). 10. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon l'en- semble des revendications CARACTERISE EN CE QUE le diamètre du tambour (6) à gorge canelée (7) est moitié de celui du plateau (25) comportant les bielles (3A) (3B). 11. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 6 et 7 CARACTERISE EN CE QUE les pompes manuelles hydrauliques (12A) (12B) actionnées par le levier commun de commande (11) alimentent un accumulateur oléopneumatique (20) dont l'énergie stockée peut être redistribuée dans le circuit (13) ponctuellement. Une manette (23) contrôle ladite redistribution. 12. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 6.et 7 CARACTERISE EN CE QUE le vérin semi-rotatif alterné (14) à course angulaire comporte un bras (15) auquel est relié une tige de liaison (16) solidaire d'une bielle (17). La dite bielle (i7) est moitié moins longue que le bras(15) du vérin semi-rotatif alterné (14). Cette disposition multiplie la course angulaire de la bielle (17) par deux, par rapport à celle du susdit bras (15). 13. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 6. 7. et 12 CARACTERISE EN CE QU'un vérin semi-rotatif (14) à course angulaire alternée est intégré au susdit dispositif aux fins de propulsion de véhicules terrestres, marins, sous-marins, aériens, ou de fonctionnement de machines. 14. Dispositif de transmission et démultiplication de l'effort musculaire selon les revendications 1. 2. 3. 4. 5. 6. et"9 CARACTERISE EN CE QU'une variante du dispositif fait que le levier commun de commande (11) des pompes hydrauliques manuelles (12A) (128) peut être relié directement au tambour (6) à gorge canelée (7). Sa longueur est alors adaptée, ainsi que son extrémité.