Brevet FR2909705A1 — publié le 20080613

La présente invention est une variante dérivée de la demande de brevet 0507570000 du même auteur ; elle a pour objet de perfectionner le système antérieur. La présente invention concerne un moteur à air comprimé d'appoint asservi à un moteur de mouvement. 05 La plupart des moteurs à air comprimé sont conçus pour pouvoir fonctionner de manière autonome et continue ; il peuvent être mis en fonctionnement quelle que soit la position d'arrêt de l'arbre moteur. Dans le cas de véhicules de type cycle à motorisation assistée, par exemple bicyclettes ou tricycles, la réglementation en vigueur en Europe impose que le 10 conducteur soit en pédalage pour pouvoir bénéficier de l'aide d'un moteur d'assistance. Le dispositif proposé par cette nouvelle invention apporte une solution qui permet à un moteur à air comprimé d'être utilisé comme moteur d'appoint sur un véhicule de ce type. La solution consiste à asservir le fonctionnement du moteur d'appoint à une motorisation de mouvement qui, 15 dans le cas d'un cycle, est obtenue, par exemple, au moyen de pédalage. Le dispositif selon l'invention est un moteur à impulsion motrice intermittente, dont le fonctionnement cesse automatiquement lors de l'arrêt du moteur de mouvement, ce qui permet d'inclure le système d'asservissement dans la conception du moteur à air comprimé d'appoint. D'autres applications 20 peuvent également être envisagées, en particulier une motorisation assistée venant en support de tout autre système de motorisation. Sur un véhicule électrique, par exemple, ce dispositif d'assistance pneumatique peut, pendant le roulage, renvoyer au moteur de l'énergie le faisant fonctionner en dynamo pour le rechargement des batteries. 25 Le dispositif selon l'invention agit sous l'action d'un (ou de plusieurs) couple(s) de vérins à double effet entraînant au moyen de leurs pistons respectifs un système de bielles manivelles mettant en rotation un pédalier à deux bras diamétralement opposés. Ce pédalier entraîne un arbre moteur solidaire d'un jeu de cames qui actionne un jeu d'obturateurs de pression 30 servant à distribuer de l'air comprimé alternativement dans deux vérins travaillant symétriquement, l'un en se remplissant, l'autre en se vidant par le côté plein de leur piston. L'admission d'air comprimé dans un des vérins ne s'opère que pendant une fraction de tour du pédalier correspondant au passage alternatif de chacune des pédales par une position motrice. 35 L'air repoussé en aval d'un piston alimenté en air comprimé est réinjecté dans l'autre vérin en aval de son piston, produisant un couple moteur complémentaire par traction sur la pédale symétrique en mouvement de retour. Une quantité d'air constante, enfermée entre les deux sorties de vérins, est transférée d'un vérin sur l'autre pendant la rotation du pédalier. 40 L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant, à titre d'exemple, à un mode de réalisation à deux vérins. - La figure 1 représente une vue du dispositif montrant un ensemble de deux vérins dont les pistons agissent sur des bras de pédalier diamétralement opposés entraînant un arbre à came qui commande un jeu d'obturateurs à air 2909705 comprimé. - La figure 2 représente le même dispositif vu de côté montrant comment l'arbre à came ouvre et ferme alternativement et symétriquement les deux obturateurs d'air comprimé. 05 Le dispositif montré sur les figures 1 et 2 représente un réservoir d'air comprimé (1) dont la sortie alimente deux flexibles (2) et (3) reliés chacun aux entrées Al et A2 de deux boîtiers obturateurs (4) servant de répartiteurs de fluide. Les deux entrées Al et A2 des deux boîtiers obturateurs (4) communiquent à l'intérieur de chaque boîtier avec les sorties B1 et B2, 10 permettant à l'air comprimé de la source (1) de circuler au travers des flexibles d'alimentation (5) vers les vérins (6). La communication entre les orifices Al et B1 d'une part et entre les orifices A2 et B2 d'autre part ne s'établit que lorsque l'un des pistons de commande (7) des boîtiers (4) est en position enfoncée. Lorsque les pistons de commande (7) sont en position haute (non 15 sollicitée), les entrées Al et A2 sont obturées et l'air peut circuler librement entre les orifices B1 et Cl d'une part et les orifices B2 et C2 d'autre part. C'est cette dernière position (position non sollicitée) du piston de commande (7) qui permet alternativement à chaque vérin activé par le retour du pédalier de se vider au travers du même des flexible (5) qui avait servi préalablement à son 20 alimentation en air comprimé venant de la source (1). Lorsque l'un des vérins (6) est alimenté en air comprimé par l'une des entrées Dl ou D2, un couple moteur est transmis au moyen de son pistons (8) et de son bras de pédalier (9) à l'axe moteur (10) soutenu par des paliers de roulement faisant office de moyeux (11). L'axe moteur (10) contient deux 25 protubérances ou cames (12), diamétralement opposées, qui actionnent alternativement l'un des pistons de commande (7) lors du passage d'une pédale en position motrice. La disposition de symétrie opposée des bras de pédaliers (9) ainsi que celle des cames (12) permet au système de n'activer qu'un seul piston de commande (7), celui qui permet d'alimenter le vérin qui 30 commande la pédale se trouvant en position de couple moteur. Un demi-tour suivant, c'est l'autre vérin qui est alimenté par l'ouverture de l'autre piston de commande (7) lors du passage de l'autre bras de pédalier (9) par une position motrice. La particularité de ce moteur est que l'impulsion motrice est 35 intermittente ; elle se produit, deux fois par tour, chaque fois qu'un bras de pédalier (9) passe par une position motrice voisine du couple maximum, c'est-à-dire deux fois pendant approximativement un quart de tour. Pour une plus grande efficacité du système il est possible de relier entre elles par un flexible (13) les deux sorties El et E2 des vérins (6), ce qui 40 permet à une quantité d'air constante d'être transférée de l'aval d'un vérin à l'aval de l'autre. On peut ainsi ajouter au couple moteur engendré par un premier vérin qui se remplit par son entrée, le couple moteur du second vérin qui se vide par le côté plein de son piston et se remplit par l'autre côté avec l'air chassé du premier vérin. 2 2909705 3 Le dispositif du moteur d'appoint ne travaille pas seul, il s'arrête lorsque aucun des bras de pédalier (9) ne se trouve au voisinage d'une position motrice maximale ; aucun piston de commande (7) n'est alors activé. Le système fournit un travail discontinu et intermittent, il ne peut émettre 05 d'impulsions motrices répétitives que s'il est entraîné en rotation continue par le moteur extérieur de mouvement. Le dispositif est ainsi asservi à un moteur de mouvement. II peut être mis en action par n'importe quel mécanisme, tels que, par exemple, un système de pédalage externe ou un moteur électrique associé. 10 L'entraînement externe de l'arbre moteur (10) se fait, par exemple, au moyen d'un pignon d'entraînement (14) qui sert à la fois à assurer la continuité du mouvement et à transmettre la force d'appoint apportée par le moteur intermittent. Plusieurs dispositifs pneumatiques du même type impliquant plusieurs couples de vérins (6), agencés suivant le même principe, peuvent 15 être accouplés sur le même arbre (10) de manière à augmenter la puissance du moteur d'assistance. Le dispositif selon l'invention peut également être destiné à un véhicule électrique hybride de type électropneumatique, en association avec un moteur électrique servant essentiellement à démarrer et à lancer le véhicule ; 20 l'assistance à air comprimé servant à apporter une énergie supplémentaire pendant le roulage, permettant au moteur électrique associé de devenir générateur, de recharger les batteries et d'augmenter l'autonomie du véhicule. REVENDICATIONS 1) Dispositif à air comprimé destiné à apporter une force motrice d'assistance à un autre moteur dit de mouvement, comportant un (ou plusieurs) couple(s) de vérins (6), dont les tiges de pistons (8) sont reliées à des bras de pédaliers (9) disposés symétriquement en opposition de manière 05 à ce que l'arbre moteur (10) du pédalier actionne alternativement au moyen d'un jeu de cames symétriques (12) des pistons de commande (7) d'obturateurs (4) permettant la distribution d'air comprimé à chaque passage d'un bras de pédalier (9) par une position de couple maximum ; caractérisé en ce que l'impulsion motrice du dispositif soit discontinue, c'est-à-dire ne se 10 produise que, par exemple, deux fois par tour pendant approximativement un quart de tour, produisant ainsi un travail intermittent permettant d'asservir le moteur d'appoint au moteur de mouvement. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que par suite de l'utilisation d'un vérin à double effet les sorties d'air sont reliées entre elles par 15 un flexible (13), permettant à une quantité d'air constante emprisonnée entre les parties avales des deux vérins d'être transféré d'un vérin sur l'autre, de manière à apporter un effet de couple supplémentaire par traction sur le vérin subissant le retour du pédalier. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 20 caractérisé en ce que plusieurs couples de vérins (6), agencés suivant le même principe, puissent être disposés sur un même arbre moteur (10) de manière à augmenter la puissance du moteur d'assistance. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif d'assistance puisse être mis en action par 25 n'importe quel mécanisme de mouvement, tels que, par exemple, un système de pédalage externe ou un moteur électrique associé. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif soit utilisé sur un véhicule hybride de type électropneumatique ; en association avec un moteur électrique, le dispositif 30 d'assistance servant à apporter, perdant le roulage, une énergie supplémentaire utilisée par le moteur électrique qui devient générateur afin de recharger les batteries et d'augmenter l'autonomie du véhicule.