Brevet FR2558555A1 — publié le 19850726

La présente invention ooncerne un dispositif amovible permettant la récupération et l'accumulation d'énergie. Dans le domaine du cycle et de la voiture automobile électrique, l'énergie nécessaire au déplacement du véhicule est fournie dans le premier cas, par les muscles d l'utilisateur et, dans le second cas, par des batteries d'accumulateurs électriques. Aussi, dès que des pentes importantes se présentent à gravir, le véhicule est consi derablement ralenti et tant l'énergie musculaire que l'énergie électrique accumulée dans les muscles de l'utilisateur ou dans les batteries d'accumulateurs, s'épuise très rapidement. Par contre, lors des descentes, l'utilisateur doit dissiper 1' énergie, due a la gravitation,en an transformant celle-ci en chaleur, en agissant sur les freins, sfin de conserver å son véhicule une vitesse admissible. Il était donc particulièrement tentant de rechercher des solutions gusceptilles de permettre la récupération et le stockage de 1' énergie disponible à la descente, tout en freinant le véhicule, afin d'utiliser cette énergie lors des montées ou comme réserve de secours, en cas de décharge complète des batteries, par exemple, pour les vé hui cules à traction électrique, Parmi les solutions envisagées, figurent le volant d'inertie pour les cycles et l'utilisation en génératrice du moteur électrique d'entrainement des véhicules à traction électrique. Ces solutions préseltents dans le premier cas, l'inconvénient de faire appel à un système mécanique très lourd, susceptible de surcroît, de générer deseffets giroscopiques parasites lors des changements de direc-tion et d'entraîner une déperdition rapide de l'énergie stockée par les frottements au niveau des paliers, et dans le second cas, de nécessiter l'utilisation de moteurs très lourds et de iaisser l'utilisateur sans aucune ressource, en cas de décharge complète des batteries. Le dispositif selon l'invention, vise à remédier à ces inconvénients, car avec celui-ci, en effet, l'énergie est stockée dans un système mécanique déformable de faible poids, avec une déperdition extrêmement faible, ce qui permet d'envisager aussi bien le stockage d'énergie à priori avant le départs que l'accumulation en cours de route. Plusieurs dispositifs conformes à l'invention peuvent être couplés selon le besoin, pour constituer une batterie exactement comme pour les accumulateurs électriques. La permutation en cours de route ou à l'arrivée, avec des dispositifs préalablement chargés, ne présente aucune difficulté. Par ailleurs, le stockage d'énergie à priori peut s'effectuer à partir de sources d'énergie naturelle s force musculaire humaine ou animale, éolienne, hydraulique, etc... Le dispositif amovible de récupération et d'accumulation d'énergie mécanique selon l'invention, se caractérise principalement en ce que l'énergie est emmagasinée dans un ressort en spirale dont 1 une des extrêmitds est fixée à une couronne dentée maintenue en place dans un carter par un engrenage d'entraînement et par deux engrenages fous disposés à 1200 l'un de l'autre, à sa périphérie, et dont l'autre est fixée à un axe central,dont les extrêmités sont munies d'empreintes cannelées, solidaire d'un plateau denté immobilisé en rotation dans un sens par un cliquet. L'engrenage d'entraînement de la couronne dentée est rendu solidaire en rotation, par un arbre cannelé, d'un pignon à chaîne et est empêché de tourner dans le sens opposé à celui du pignon à chai- ne par un cliquet. L'axe central entraîne, par l'intermédiaire de l'une des em- preintes cannelées aménagées à ses extrêmités, un arbre cannelé sur lequel sont montés, par l'intermédiaire d'une roue libre, des pignons à chaînas servant à retransmettre 1 'énergie emmagasinée. Le cliquet qui immobilise le plateau dans un sens,est rappelé vers ce dernier par une tige munie d'un ressort dont l'action peut être contrariée temporairement par une poignée associée à une rampe de relevage et d'immobilisation. Le ressort est fixé à l'axe central par l'intermédiaire d'une mortaise et de vis, et est fixé à la couronne dentée par deux lèvres et des vis. Lorsque le dispositif est utilisé sur une bicyclette, le ressort est bandé par l'intermédiaire de deux chaînes reliées à l'une de leurs extrêmités, respectivement à un pignon solidaire de l'une des roues du véhicule et au pignon à chaîne d'entraînement de la couronne dentée, et par l'autre extrêmité, à des pignons combinés à un embrayage à orabots et à un limiteur de couple. L'énergie emmagasinée est retransmise au pédalier de la bicyclette par l'intermédiaire d'un jeu de pignons, d'une chaîne b dérailleur et d'un pignon d'entraînement monté sur le pédalier. Le dispositif pourra être chargé à tout moment par une source d'énergie extérieure, par l'intermédiaire des empreintes cannelées situées aux estrêmités de l'axe et du pignon d'entraînement. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un dispositif amovible de récupération et d'accumulation d'énergie selon l'invention, destiné à être monté sur une bicyclette, donné à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels t - La figure I représente une vue en coupe longitudinale du dispositif. - La figure 2 représente une coupe transversale du dispositif. - La figure 3 représente le principe de montage du dispositif sur une bicyclette. En se reportant aux figures I et 2, on remarque que le ressort I est fix6,par l'une de ses extrémités Ia,à la couronne dentée 2 par l'intermédiaire de lèvres 2a et 2b et de vis 22 et par son autre ex trêmité lb à l'axe central 7 par I'intermédiaire de la mortaise 7c et des vis 21. La couronne est, quant à elle, maintenue en place dans le carter 3 par un engrenage d'entraînement 4 et par deux engrenages fous 5 et 6 disposés à sa périphérie. Sur l'axe 7 est mont8,olaveté, un plateau denté 8 immobilisé en rotation dans un sens par un cliquet 9, solidaire d'une tige de manoeuvre I7 munie d'un ressort de rappel I8,dont l'action peut entre contrariée temporairement par une poignée 19 associée à une rampe de relevage et d'immobilisation 20. L'engrenage 4,d'entrainement de la couronne dentée,est empêché de tourner dans le sens opposé à la rotation de son pignon d'entraînement 10 par un cliquet II. L'énergie emmagasinée dans le ressort I est restituée par l'intermédiaire de l'axe 7, dont les extrémités sont munies d'empreintes cannelées Ta et 7b dans l'une desquelles est introduite ltextremité d'un arbre cannelé I2 sur lequel est monté, par l'intermédaire de la roue libre I3,des pignons à chaînas I4, I5 et I6, servant à retransmettre l'énergie emmagasinée dans le ressort I par l'intermédiaire d'une chaîne à dérailleur 29 et d'un pignon 30. Sur une bicyclette, l'énergie est prélevée, par exemple, sur la roue avant, par l'intermédiaire d'un pignon 25, d'une chaîne 23, de pignons 26, d'un embrayage à crabots 28 combiné à un limiteur de couple d'une chaîna 24 et du pignon 10 d'entraînement de l'engrenage 4. Ainsi, comme on le voit, il sera possible, lors des descentes, de récupérer de l'énergie et d'emmagasiner celle-ci dans le ressort I en embrayant l'entraînement du pignon 10 par action sur l'embraya- ge à crabots; la poignée 19 de commande du cliquet 9 d'immobilisation en rotation de l'axe central 7, par l'intermédiaire du plateau denté 8, ayant été, au préalable, libérée en lui faisant effectuer un quart de tour de façon à faire jouer le ressort de rappel I8. Ce stockage énergie s'effectuera jusqu'l ce que le limiteur de couple, combiné à l'embrayage à crabots, se nette à patiner, indiquant ainsi que le ressort I a été bandé à son maximum. A partir de ce moment, cette énergie pourra être réutilisée en une seule ou en plusieurs fois, par action sur la poignée 19 de com- mande du cliquet 9, ce qui a pour effet de libérer en rotation le plateau denté 8,et, par conséquent, l'axe 7. Le couple ainsi transmis pourra être choisi en jouant sur les pignons I4, 15 et I6, par l'intermédiaire d'un dérailleur, de façon à obtenir un effort additionnel, insuffisant à lui seul pour entraf- ner la bicyclette et son utilisateur, mais suffisant toutefois pour aider celui-ci à franchir ou terminer la montée de certaines pentes particulièrement raides; ce qui produit un effet équivalent à une poussée communiquée par une personne marchant à pied à côté de la bicyclette. Le dispositif peut, sans inconvénient, être préalablement chargé avant le départ par l'intermédiaire d'une source d'énergie annexe telle qu'un moteur électrique, par exemple, ou à l'aide d'une manivelle qui vient se monter à l'une. des extrémités de l'axe 7 ou de 1' engrenage d'entraînement 4. Le fait que le dispositif peut être facilement démonté favorise ce genre d'opération ou l'échange standard avec des éléments préalablement chargés. Ce dispositif n'est pas destiné uniquement à équiper des bicyclettes car il peut être utilisé avec profit sur d'autres types de véhicules, sur des fauteuils roulants pour handicapés, voire, à titre de secours sur des avions ultra-légers ou des planteurs, sur des automobiles pour faciliter leur déplacement en cas de pannes. REVENDICATIONS I. Dispositif amovible de récupération et d'accumulation d' énergie mécanique caractérisé en ce que l'énergie est emmagasinée dans un ressort en spirale (I) dont l'une des extrêmités (ira) est fixée à une couronne dentée (2) maintenue en place dans un carter(3) par un engrenage d'entraînement (4) et deux engrenages fous (5 et 6) disposes à I20O l'un de l'autre à sa périphérie, et dont l'autre (1b) est fixé à un axe central (7), dont les extrêmités sont munies d'empreintes cannelées (7a et 7b), solidaire d'un plateau denté (8) immobilisé en rotation dans un sens par un cliquet (9), en ce que l'en- grenage d'entraînement (4) est rendu solidaire en rotation d'un pi de tourner gnon à chaîne (IO) par un arbre cannelé et est empêché/dans le sens de rotation opposé à celui du pignon à chaîne (IO) par un cliquet(II) et en ce que l'axe central (7) entraîne, par l'intermédiaire de I' une des empreintes cannaléés- (7a), un arbre cannelé (I2) sur lequel sont montés, par l'intermédiaire d'une roue libre (I3),des pignons à chaîne (I4 15 et I6) servant à retransmettre l'énergie emmagasinée dans le ressort. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que le cliquet (9), qui immobilise le plateau dents (8) dans un sens, est rappelé vers ce dernier par une tige (I7) munie d'un ressort (I8) dont l'action peut être contrariée temporairement pat une poignéa(19) associée à une rampe de relevage et d'immobilisation (20). 3. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que le ressort (I) est fixé à l'axe central (7) par l'intermédiaire d'une mortaise (7c) et de vis (21), et à la couronne dentée (2) par deux lèvres (2a et 2b) et de vis (22). 4. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que le ressort (I) est bandé par l'intermédiaire de deux chaînes (23 et 24) reliées par l'une de leurs extrémités respectivement à un pignon (25) solidaire de l'une des roues du véhicule et au pignon à chaîne (IO) d'entraînement de la couronne dentée (2), et, par l'autre ex trêmité, à des pignons (26) combinés à un embrayage à crabots (28) et h un limiteur de coupla. 5. Dispositif selon les revendications I et 4, caractérisé en ce que l'énergie emmagasinée est retransmise au pédalier d'une bicyclette par l'intermédiaire d'un jeu de pignons (14, 15 et I6), d'une chaine à dérailleur (295 et d'un pignon (30).