Brevet FR2873775A1 — publié le 20060203

La présente invention concerne un dispositif d'assistance hydraulique permettant de démultiplier l'effort déployé par une source d'énergie, pour entraîner une roue, un cylindre, une poulie ou un engrenage, dans une visée prioritairement écologique et d'économie d'effort. Tous les éléments du dispositif existent déjà dans le commerce. L'invention consiste en une adaptation de ces divers éléments pour offrir une nouvelle fonctionnalité à mettre au service d'un nouveau champ d'applications également déjà existantes. Le mode de fonctionnement connu est le suivant: Une pompe hydraulique est entraînée manuellement par un volant pour distribuer l'huile dans le fourreau d'un vérin au moyen de deux tuyaux hydrauliques assurant l'admission et le refoulement de l'huile de la pompe jusqu'au vérin. Le sens de la distribution de l'huile est géré par le sens de rotation de la pompe qui inverse la course du vérin selon que l'on tourne le volant à droite ou à gauche. Dès que le vérin arrive en fin de course, on ne peut plus tourner la pompe et l'on doit nécessairement inverser le sens de rotation de la pompe, ce qui inverse par conséquence la course du vérin. Ce dispositif est limité à l'exercice d'un mouvement linéaire qui imprime une poussée ou une traction, elle-même limitée à la longueur de course du vérin. Le dispositif de l'invention permet de remédier à l'inconvénient de devoir changer le sens de rotation de la pompe chaque fois que le vérin arrive en bout de course et transmet un mouvement à finalité circulaire pour ouvrir un nouveau champ d'applications. En effet, selon une première caractéristique, le dispositif de l'invention comporte un distributeur commandé par deux fins de courses de vérin qui sont déclenchés par la pression exercée d'une butée en saillie fixée sur le vérin, dont l'intervention commande l'inversion du sens de l'admission et du refoulement de l'huile dans le distributeur. Et selon une seconde caractéristique, le dispositif de l'invention comporte une bielle fixée à l'extrémité du vérin, dont l'usage associé à la course du vérin permet de transmettre un mouvement à finalité circulaire. Désignation du matériel nécessaire au dispositif: L'invention se compose principalement d'une pompe hydraulique, d'un réservoir à huile, d'un distributeur monté sur une embase de 2873775 2 raccordement, de deux fins de course de vérin, d'un vérin hydraulique avec son fourreau, où l'extrémité du vérin est munie d'une butée en saillie et d'une bielle; ainsi que de tuyaux hydrauliques en nombre suffisant pour relier les différents éléments constituant le dispositif. Ces tuyaux hydrauliques peuvent être rigides ou flexibles selon les modes de réalisation à adapter aux différentes applications concernées et, selon que ces modes de réalisation comportent une pompe hydraulique à réservoir intégré ou non, ces tuyaux peuvent s'élever au nombre de huit ou neuf. Le dispositif de l'invention tel que désigné ci-dessus est illustré sur les dessins annexés 1/2 et 2/2. Le dessin 1/2 illustre le dispositif de base de l'invention avec une pompe hydraulique à réservoir intégré. Le dessin 2/2 illustre le même dispositif de l'invention dans une 50 réalisation appliquée à une bicyclette. En référence au dessin 1/2, le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant: L'entraînement de la pompe hydraulique (9), au moyen d'une manivelle (11) fixée sur l'axe (10), envoie l'huile mise sous pression par la pompe (9) dans le distributeur (7) qui la dirige vers le fourreau du vérin (1) pour engendrer la course du vérin (2) et la refouler ensuite vers le réservoir intégré de la pompe. La butée en saillie (5) fixée à l'extrémité du vérin (2) vient s'appuyer sur les saillies (6S et 7S) des deux fins de course de vérin (6 - 7) selon que le vérin (2) se déploie ou se rétracte durant sa course, déclenchant ainsi l'ouverture ou la fermeture des fins de course (6 - 7) qui commande au distributeur (8) d'inverser son sens d'admission et de refoulement de l'huile. La course du vérin (2), met également en mouvement la bielle (3) 65 fixée à l'extrémité du vérin. Lorsqu'un humain déploie un effort pour entraîner la manivelle (11) de la pompe (9), il peut la tourner dans un sens de rotation continu; son effort est démultiplié par le dispositif et le mouvement généré permet de faire tourner une roue, un cylindre, une poulie ou un engrenage (4). Bien entendu, dès qu'il cesse de tourner la manivelle, le mouvement du dispositif cesse. Ce dispositif peut s'adapter à de nombreuses applications dont la 2873775 3 liste ci-après n'est pas exhaustive: bicyclette, voiture à pédales ou à manivelle, bateau à pédales, chaise de personne à mobilité réduite, pompe à eau, moulin, turbine, dynamo.... Beaucoup d'applications peuvent être assistées par ce dispositif après une adaptation qui sera conclue en fonction du calcul préalable de la force de démultiplication à appliquer selon l'effort déployé par l'énergie utilisée pour générer le mouvement, afin d'obtenir un rendement satisfaisant à l'application élue. Compte tenu de l'intérêt de choisir prioritairement une source d'énergie non polluante; on choisira d'adapter sur l'axe central de la pompe (11) le dispositif d'entraînement suivant, lorsque l'énergie disponible est: l'humain on adapte un pédalier, un volant ou une manivelle; - le vent on adapte une éolienne; - l'eau vive on adapte une roue à aubes. Le dessin 2/2 annexé, illustre le dispositif de l'invention appliqué à une bicyclette dont l'adaptation qui a été réalisée est la suivante: - La transmission par chaîne (12) entre le plateau du pédalier (4) et le pignon de la roue arrière (14) est conservée. - Les pédales sont retirées du plateau du pédalier (4). - Des pédales (11) sont adaptées sur l'axe (10) de la pompe 95 hydraulique à réservoir intégré (9). - La pompe à réservoir intégré (9) se trouve reliée par un tuyau d'admission (9a) et un tuyau de refoulement (9r) au distributeur (8). - Le distributeur (8) est retenu sur une barre de rigidité de la bicyclette et se trouve relié aux deux extrémités du fourreau du vérin (1) par deux autres tuyaux hydrauliques, l'un d'admission (8a) et l'autre de refoulement (8r). - L'anneau de fixation situé à l'extrémité arrière du fourreau du vérin (1) est fixé sur l'axe (15) du pignon (14) de la roue arrière. - Les deux fins de course de vérin (6 - 7) sont retenus rigidement sur une barre (13) fixée sur le fourreau du vérin (1) de manière à ce que leur butée soit déclenchée par la pression exercée par la saillie (5) fixée à l'extrémité du vérin (2) lorsqu'elle vient s'appuyer dessus durant la course du vérin. - Les deux fins de course de vérin (6 - 7) se trouvent reliés chacuns 110 par un tuyau hydraulique (6r - 7r) au distributeur (8) d'une part et d'autre part, par un autre tuyau (6a - 7a) aux deux tuyaux hydrauliques 2873775 4 d'admission (8a) et de refoulement (8r) qui relient le distributeur (8) au fourreau du vérin (1). - Une bielle (3) est également fixée entre l'anneau de fixation situé à 115 l'extrémité du vérin (2) et le plateau de la bicyclette (4). En référence au dessin 2/2, le fonctionnement du dispositif dans cette application est le suivant: Un cycliste entraîne la pompe (9) au moyen des pédales (11) adaptées sur l'axe (10) de la pompe dans un sens de rotation continu. L'entraînement de la pompe (9) envoie l'huile mise ainsi sous pression dans le distributeur (8) qui génère la course du vérin (2) en dirigeant l'huile vers le fourreau du vérin (1). La butée (5) fixée à l'extrémité du vérin (2) vient s'appuyer sur chaque butée de fin de course (6 - 7) chaque fois que le vérin (2) se déploie ou se rétracte et déclenche par la pression exercée sur chaque saillie de fin de course, l'ouverture ou la fermeture des fins de course qui commande au distributeur (7) d'inverser son sens d'admission et de refoulement de l'huile. Grâce à l'intervention du distributeur (8), des deux fins de course de vérin (6 - 7) et de la butée en saillie sur le vérin (5), le cycliste peut entraîner la pompe (9) en pédalant dans le même sens de rotation qu'avec un pédalier ordinaire. Tant qu'il pédale, la pompe génère la course du vérin (2) qui transmet son mouvement à la bielle (3) fixée à l'extrémité du vérin et permet de faire tourner le plateau (4) d'entraînement de la chaîne (12), en poussant le plateau (4) lorsque le vérin (2) se déploie et en tirant le plateau (4) lorsque le vérin (2) se rétracte. La conservation du dispositif originel de la transmission par chaîne (12) entre le plateau (4) et le pignon (14) de la bicyclette lorsqu'il se compose d'un plateau multiple, d'un dérailleur et d'un pignon multiple, permet de préserver la démultiplication initiale de la rotation de la roue arrière pour perpétuer le choix de la vitesse de la bicyclette laissée à la libre appréciation du cycliste en fonction de la rapidité de la course du vérin et bien que celui-ci n'ait plus comme à l'origine, à selectionner le plateau ou le pignon pour réguler l'intensité de son effort sur les pédales selon la configuration du terrain sur lequel il roule, mais pour entraîner plus ou moins vite la roue motrice de sa bicyclette. Conserver ce dispositif d'entraînement à chaîne permet en outre de 2873775 5 continuer à rouler en roue libre dès que le cycliste cesse de pédaler et tant que dure l'inertie de la bicyclette. Ce dispositif d'assistance hydraulique tel que désigné dans l'exemple illustré en 2/2 permet de modérer l'effort pour n'obliger le cycliste à devoir réguler ni sa fréquence, ni sa force de pédalage en fonction de la seule configuration du terrain. Il peut ainsi rouler à une vitesse régulière en appliquant la constance d'un effort modéré parce que démultiplié par le dispositif d'assistance hydraulique et rouler sur terrain plat ou en montée à une vitesse seulement régulée par la rapidité de la course du vérin d'une part, et en fonction du pignon ou du plateau qu'il a sélectionné d'autre part. Il lui faut cependant cesser de pédaler en descente pour rouler en roue libre sous peine de risquer de freiner sa course. Le dispositif selon l'invention est destiné à toute application industrielle ou de loisirs, publique ou privée, soucieuse de ne pas 165 générer de pollution dans ses activités ou d'économiser des efforts. 2873775 6 REVENDICATIONS 1) Dispositif d'assistance hydraulique pour démultiplier l'effort déployé par une source d'énergie et transmettre un mouvement à finalité circulaire, en ce qu'il se constitue d'une pompe hydraulique (9) entraînée dans un sens de rotation continu sous l'impulsion de la source d'énergie; d'un réservoir à huile; d'un distributeur (8) monté sur une embase de raccordement; de deux fins de course de vérin (6 - 7) pour commander le distributeur; d'un vérin hydraulique (2) avec son fourreau (3) où l'extrémité du vérin (2) est munie d'une part d'une bielle (3) pour transmettre le mouvement à finalité circulaire et d'autre part d'une butée (5) en saillie pour exercer une pression sur les butées (6S - 7S) des fins de course (6 - 7) durant la course du vérin (2) pour déclencher l'ouverture ou la fermeture des fins de courses qui commande au distributeur (8) d'inverser son sens d'admission et de refoulement de l'huile; ainsi que des tuyaux hydrauliques en nombre suffisant pour relier les différents éléments constituant le dispositif. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe hydraulique (9) est entraînée par des pédales. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe hydraulique (9) est entraînée par une manivelle. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe hydraulique (9) est entraînée par une éolienne. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pompe hydraulique (9) est entraînée par une roue à aubes. 30 10) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce qu'il permet à un cycliste de faire avancer une bicyclette dont on a conservé le mode de transmission par chaîne entre le plateau et le pignon. 6) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 caractérisé en ce qu'il actionne une roue. 3, 4, 5 caractérisé en ce 7) Dispositif selon les revendications 1, 2, qu'il actionne un cylindre. 3, 4, 5 caractérisé en ce 8) Dispositif selon les revendications 1, 2, qu'il actionne une poulie. 3, 4, 5 caractérisé en ce 9) Dispositif selon les revendications 1, 2, qu'il actionne un engrenage.