Brevet FR2939831A1 — publié le 20100618

La présente invention concerne un dispositif d'entretien par pression d'air du mouvement d'un balancier inclus dans un carter. Un levier solidaire de l'axe de rotation du balancier, à l'extérieur du carter, une bielle, un vilebrequin complètent ce dispositif afin d'en faire un moteur. Dans le contexte actuel d'économie d'énergie, de non pollution, l'utilisation d'énergie renouvelable propre est recherchée. L'utilisation d'air est une alternative à ces sources d'énergie. Hors les moteurs à air comprimé actuels sont principalement à piston ou turbine et pour fonctionner, outre l'utilisation d'organes d'injection du dit air spécifiques de type injecteurs, détendeurs, nécessitent une pression d'air conséquente, cette dernière étant la seule force utilisée. Le dispositif selon l'invention n'a pas les inconvénients d'utilisation d'énergie fossile, épuisable. De plus, utilisant principalement la force des mouvements d'un balancier, la pression d'air demandée est ainsi réduite puisque juste nécessaire au maintien du mouvement du balancier. Le balancier lui-même, pilote l'entrée d'air dans le dispositif et sa sortie. En effet, un balancier, une fois en déséquilibre, possède un mouvement oscillant propre. Ce mouvement, son amplitude, du fait de résistances et frottements tend à diminuer jusqu'à disparaître. Le principe est donc d'opposer à ces résistances et frottements, une force sous forme de pression d'air afin de maintenir, voir d'accélérer le mouvement oscillant du balancier. Cette pression d'air est appliquée alternativement de chaque coté du balancier en fonction de sa période d'oscillation. Seul le volume d'air nécessaire au maintien du mouvement est 'consommé'. Pour cela, le balancier est dans un carter et leurs formes en adéquation permettent aux mouvements du balancier de piloter l'injection et l'éjection de l'air. Un bras de levier solidaire de l'axe de rotation du balancier, à l'extérieur du carter, permet de 'récupérer' ce mouvement. Un bras de levier peut être monté à chaque extrémité de l'axe du balancier Une bielle actionnant un vilebrequin peut être fixée à ces leviers. Nous obtenons ainsi un mouvement rotatif, ce dispositif est appelé moteur. Deux dispositifs identiques placés en parallèle peuvent actionner le même vilebrequin. La puissance est ainsi doublée. Un piston, une crémaillère peuvent aussi être fixés au levier afin d'obtenir des mouvements d'autres types. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe, le carter et le balancier. La coupe passant par les trous d'injection et d'éjection La figure 2 représente le dispositif dans son ensemble. En référence à ces dessins, le dispositif est composé d'un carter fermé (2) en forme de deux demi cylindres en vis-à-vis, le demi cylindre supérieur est de diamètre plus petit que le demi cylindre inférieur. L'intérieur des demi cylindres est chemisé. Deux surfaces planes joignant les bords des demi cylindres et deux surfaces également planes à chaque extrémité des dits demi cylindres ferment ce boîtier. L'axe de révolution (4) de ces demi cylindres est le même. Un balancier situé à l'intérieur du carter (1) complète ce dispositif, son axe de rotation (4) est confondu avec les axes des demi cylindres. La forme du balancier est telle que : sa longueur suivant son axe de rotation est identique à la longueur interne du carter suivant l'axe de révolution des deux demi cylindres, ses surfaces extrêmes (11) (12) sont convexes pour être parfaitement ajustées aux diamètres internes des deux demi cylindres. Le balancier (1) séparant ainsi en deux le boîtier carter dans le sens de sa longueur (axe de révolution des demi cylindres) en deux chambres (7) (8) dites de compression, l'air présent dans l'une ne pouvant passer dans l'autre. A moitié de sa longueur le demi cylindre supérieur est percé de deux trous (9) par où est injecté l'air. Ces trous sont dits d'injection. Ces trous sont placés de part et d'autre du sommet du demi cylindre et à égale distance de celui-ci. Deux trous d'éjection (10) de l'air sont placés à l'identique sur le demi cylindre inférieur. Le carter peut, toutes fois, être constitué de demi sphères en lieu et place des demi cylindres, la forme du balancier étant alors adaptée. Les surfaces extrêmes du balancier (11)(12) sont telles que quand il est en mouvement, seul le trou d'injection d'une chambre et le trou d'éjection de l'autre chambre sont ouverts, les autres étant fermés par cette surface. Le système fonctionne avec : la longueur de l'arc de cercle séparant le centre des 2 trous (9)(10) d'un même demi cylindre égale à la longueur de l'arc de cercle formé par la surface extrême (11)(12)du balancier(1) adaptée à ce demi cylindre moins 2 fois le rayon des trous d'injection ou d'éjection suivant le demi cylindre. la longueur de l'arc de cercle formé par une des surfaces extrêmes (11)(12) du balancier(1) égale la longueur de l'arc de cercle séparant le bord du demi cylindre dans lequel 'navigue' la surface, du centre du trou positionné entre le sommet du demi cylindre et le bord pris en compte, augmenté d'un rayon du dit trou. Une réserve d'air comprimé (13) est branchée simultanément sur les deux trous d'injection par un dispositif en Y (une sortie de la réserve, 2 entrées dans le carter), un robinet (14) d'ouverture et fermeture du passage de l'air est positionné sur ce dispositif. Ce robinet permettant d'adapter le débit d'air en fonction de la pression voulue dans les chambres de compression. L'axe de rotation (4) du balancier se prolonge à l'extérieur de carter, un système à base de joint torique ou autre permettant l'étanchéité de la sortie de cet axe du carter. Un levier (3) est fixé sur cet axe afin de reproduire hors carter le mouvement du balancier (un levier peut être fixé à chaque extrémité de l'axe) à ce levier (ou ces leviers) est fixé une bielle (4) actionnant un vilebrequin (5). Un piston, une crémaillère ou un autre dispositif, peuvent remplacer la bielle. Un bâti dit bâti moteur supporte la réserve d'air, le carter et le vilebrequin. Le carter est positionné sur ce bâti de manière à ce que la surface plane fermant le carter entre les deux demi cylindres soit horizontale. Le dispositif fonctionne sur le principe suivant. Le balancier (1) par son mouvement et la forme du carter (2), comprime alternativement l'air dans une chambre (7) puis dans l'autre (8). L'injection d'air supplémentaire (9) dans la chambre où il y a compression et la mise à zéro de la pression dans l'autre chambre par ouverture du trou d'éjection (10), permettent de 'relancer' le mouvement du balancier (1) en sens inverse. Il y a alors le même travail en inversant le rôle des chambres, la compression se faisant alors dans la chambre dont la pression a été lors du balancement précédent mise à zéro. La différence de longueur des bras de levier (entre l'axe de rotation et les extrémités) du balancier (1) égale à la différence des diamètres internes des demi cylindres fait que le moment des forces de pression exercées sur ce balancier s'applique sur le levier de plus grande longueur (15). Cette force s'ajoute donc au poids propre du balancier afin d'entretenir son mouvement. Le débit d'air injecté permet ainsi d'ajuster cette force afin de compenser les forces de résistance et frottement s'opposant au mouvement du balancier et ainsi de produire un mouvement oscillant régulier. Le fonctionnement se décompose en: Injection d'air dans la chambre un (7), éjection de la chambre deux (8). Pression de l'air dans la chambre un, plus poids du balancier entraîne bascule balancier vers la chambre deux. Injection d'air dans la chambre deux, éjection de l'air de la chambre un. Pression de l'air dans la chambre deux, plus poids du balancier entraîne bascule balancier vers la partie chambre d'éjection un. Injection d'air dans la chambre un, éjection de l'air de la chambre deux L'ouverture de l'injection d'air en chambre un, la fermeture de l'injection en chambre deux, l'ouverture de l'éjection de la chambre deux et la fermeture de l'éjection de la chambre un sont simultanées et commandées par le mouvement et la forme du balancier. Il en est de même pour l'ouverture de l'injection d'air en chambre deux, la fermeture de l'injection en chambre un, l'ouverture de l'éjection de la chambre un 25 et la fermeture de l'éjection de la chambre deux. Le dispositif n'a pas de démarrage propre et nécessite le lancement du mouvement du balancier de manière externe (manuellement par exemple) 30 Ainsi, le dispositif selon l'invention avec bielle et vilebrequin peut servir de moteur d'assistance à cycle, la mise en position adéquat du balancier pour démarrage étant assuré dans ce cas pas la mise en action du cycle : vélo, tricycle. La transmission entre le vilebrequin et une des roues du cycle peut être assurée par un jeu de pignons chaîne ou un galet suivant le principe du moteur solex. Le dispositif selon l'invention avec crémaillère peut servir de ridoir, la mise en position du balancier pour son démarrage étant manuelle. Le dispositif selon l'invention avec piston peut servir de pompe à piston, son amorçage étant manuel, la mise en position du balancier pour démarrage n'étant pas automatique. REVENDICATIONS1) Dispositif à air comprimé (13) destiné à entretenir le mouvement d'un balancier (1) inclus dans un boîtier carter (2), fait de 2 demi cylindres en vis-à-vis ou 2 demi sphères, de diamètres différents de même axe central (4), le demi cylindre supérieur étant de rayon plus petit que le demi cylindre inférieur, et S pourvu de 2 trous d'injection (9) de l'air comprimé, trous disposés sur le demi cylindre supérieur de part et d'autre de son axe longitudinal, le demi cylindre inférieur disposant de 2 trous d'éjection (10) de l'air, trous disposés à l'identique, caractérisé en ce que les surfaces extrêmes du balancier (11) (12) étant de forme arrondie convexe pour correspondre exactement aux surfaces intérieures /1 o chemisées des 2 demi cylindres ou demi sphères, son axe de rotation (4) est l'axe des 2 demi cylindres, son mouvement par cette correspondance de formes arrondies entre le carter et lui-même, pilote automatiquement l'injection de l'air (9) alternativement dans chacune des chambres (7)(8), dîtes de pression, formées par la séparation en 2 parties que fait ce balancier du volume intérieur du carter, 15- de même qu'il pilote l'éjection de l'air (10). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un ou 2 levier(s) solidaire(s) (3) de l'axe de rotation du balancier (4) est(sont) fixé(s) aux extrémités de celui-ci, extérieurement au carter, ayant ainsi un mouvement identique à celui Z~ du balancier. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que au levier (3) est fixé une bielle (5), un piston, une crémaillère ou tout autre dispositif permettant de transformer son mouvement en mouvement rotatif, de va-et-vient ou autre. 4) dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que plusieurs couples balancier-carter de même caractéristiques montés en parallèle augmentent la puissance du dispositif. ZS