Brevet FR2770262A1 — publié le 19990430

La présente invention concerne un dispositif numérique de transfert d'énergie par élasticité entre un générateur et un récepteur mécaniques. II assure l'adéquation de ta puissance fournie par le générateur àcelle requise par le récepteur selon le cahier des charges, grâce au choix des rapports de transmission à son entrée et à sa sortie qui dépendent du logiciel de commande (régissant la durée d'activité d'un distributeur d'énergie). Habituellement, en construction mécanique, on utilise un dispositif analogique de transfert par inertie (boite de vitesse) qui assure cette adéquation grâce à des choix qui dépendent du matériel opératoire (nombres de dents d'un engrenage). Un agencement possible de ce nouveau dispositif est décrit par la figure 1 dans le langage technique des normes françaises; dans cet exemple concret, la partie opérative est hydraulique, la partie commande est électropneumatique; lafonction àassurer est une certaine loi de variation de la fréquence de l'alternateur avec le temps. L'innovation dans l'agencement est la présence de deux opérateurs)et(G)comportant chacun deux voies de transfert associées (Al et A2, B1 et B2); chaque voie est constituée d'un corps parfaitement élastique fonctionnant comme une mémoire vive d'énergie (exemple: 2 pistons et un ressort), évoluant dans un support fixe (exemple: cylindre à 3 chambres hydrauliques); les chambres extrèmes sont reliées aux entrées/sorties de l'opérateur (exemple: distributeurs 4 orifices, 3 positions maintenues pendant une durée programmée); la chambre médiane de chaque voie est reliée àlachambre correspondante de la voie associée du même opérateur; cette liaison, siège d'un débit alternatif sous pression négligeable, porte un détecteur de déformation nulle pour l'un et l'autre des corps de l'opérateur (capteur de débit nul). Le fonctionnement de ce nouveau dispositif est décrit par la figure 2 dans le langage technique des normes françaises; la figure 3 décrit la séquence pour une voie d'un opérateur. L'innovation dans le fonctionnement est l'existence d'une séquence commune à chaque voie de transfert, et l'association, au sein de chaque opérateur, de deux voies fonctionnant en parallèle et en opposition de phase selon cette séquence commune. Chaque étape est un échange d'énergie mécanique entre le générateur ou le récepteur et l'entrée ou la sortie de chaque voie. Cet échange entraine une variation d'énergie inteme élastique du corps de cette voie (écriture ou lecture en mémoire). La durée de chaque étape est celle du maintien de la position des distributeurs commandant l'entrée ou la sortie de cette voie; cette durée détermine les rapports de transmission à'entrée et à la sortie de l'opérateur (a, b). Pendant une séquence de l'opérateur, de période T=aTg+bTr, le générateur et le récepteur fonctionnent en temps partagé; le générateur cède aEg pendant aTg, le récepteur reçoit bEr pendant bTr; I'opérateur mémorise Em=aEg-bEr et transmet Et=1/2(aEg+bEr). Quelles que soient les contraintes amont (Eg, Tg) et aval (Er, Tr), le choix de (a b) permet celui de (Et, Em, T), à chaque séquence: le choix de (a b) permet la gestion de la puissance transmise selon un logiciel donné. La figure 4 décrit l'agencement du dispositif dans le cas général; la nomenclature des parties constitutives est la suivante: ): opérateur numérique à2 voies constituant une mémoire vive d'énergie élastique Q : générateur mécanique alimenté par 2 sources d'énergie (électrique, thermique, ...) : : récepteur mécanique aiimentant 2 sources d'énergie (électrique, hydraulique, ...) distributeur d'énergie 4 orifices 3 positions maintenues pendant aTg (entrée) et bTr (sortie) : détecteur de l'instant où l'énergie inteme de # atteint un extremum : capteur des paramètres d soumis au logiciel # : actionneur des paramètres de # soumis au logiciel # : liaison mécanique liaison informatique (informations & instructions) La figure 5 décrit le fonctionnement et la figure 6 le bilan énergétique d'un opérateur à 2 voies, dans le cas général et en situation de fonctionnement pour une période T=aTg+bTr. Ce dispositif ouvre la voie à des dispositions constructives nouvelles dans le domaine de l'énergétique numérique, complémentaires de celles existant dans le domaine de l'énergétique analogique: construction de machines-outils, d'automobiles, de centrales électriques. REVENDICATIONS 1) Dispositif numérique de transfert d'énergie mécanique par élasticité comportant au moins un opérateur numérique à2 voies associées. 2) Dispositif selon la disposition 1 caractérisé par l'existence d'une action mécanique et d'un déplacement à l'entrée et à la sortie de chaque voie de cet opérateur entraînant un échange d'énergie mécanique avec l'amont ou l'aval de cet opérateur à chaque étape de durée programmable par logiciel (action mécanique et déplacement modélisables par torseurs; par exemple, poussée hydraulique et course appliquées àun piston évoluant dans un cylindre). 3) Dispositif selon la disposition 1 caractérisé par l'existence d'un champ de déformations et d'un champ de contraintes élastiques au sein du corps de chaque voie de cet opérateur définissant son énergie interne élastique, dont la variation à chaque étape permet la mémorisation de l'énergie mécanique échangée avec l'extérieur (contraintes et déformations modélisables par tenseurs; par exemple, contraintes et déformations de torsion dans un ressort hélicoïdal). 4) Dispositif selon la disposition 1 caractérisé par l'existence d'un rapport de transmission à l'entrée et à la sortie de chaque voie de cet opérateur dépendant du logiciel de commande (par la durée d'activité des distributeurs d'énergie à entrée et à la sorite de chaque voie de l'opérateur).