Brevet FR2981421A1 — publié le 20130419

Le dispositif selon l'invention permet la captation des énergies disponibles sous forme de pulsions aléatoires présentes aussi bien dans la nature que dans l' industrie. Ces pulsions existant le plus souvent selon des mouvements va-et-vient, il est aisé par des techniques connues de capter ces mouvements et de les transformer de différentes manières, mécaniquement par une rotation appliquée sur un arbre d'entrée, par un piston agissant sur un fluide, par répulsion magnétique, etc... Le problème rencontré se situe au niveau de la multiplication et de la régulation de la faible vitesse apportée depuis la rotation du dit arbre d'entrée ou du fluide déplacé jusqu'à la rotation régulée d'un arbre de sortie à partir duquel on peut exploiter une application utile comme par exemple entraîner un générateur d'électricité. Les pulsions de départ pouvant se présenter sous la forme de vibrations à fréquences rapides, si l'on fait appel à des moyens traditionnels, il faut vaincre l'inertie des organes constituant cette multiplication de vitesse (coefficient de l'ordre de 50 pour entraîner, par exemple, un générateur d'électricité), entretenir en rotation la masse du volant d'inertie indispensable en sortie de système et tenir compte des jeux et des frottements des nombreuses pièces constituant une éventuelle construction mécaniques. Le dispositif selon l'invention permet de résoudre ce problème de multiplication de vitesse efficacement et de manière économique par un appareillage de dimensions réduites. Ce dispositif consiste à : - stocker l'énergie transformée en rotation sur l'arbre d'entrée et de la reporter au fur et à mesure de cette rotation aléatoire sous forme de tension progressive appliquée sur un organe aux propriétés de déformation élastique tels que ressorts à lames ou à fils de toutes sortes, compression d'un gaz, répulsion magnétique, - libérer cette tension lorsqu'elle atteint une intensité déterminée, en entraînant en rotation élevée un volant d'inertie entraînant solidairement un arbre de sortie. - mettre en oeuvre des moyens permettant à ces deux précédentes phases de s'effectuer alternativement et automatiquement au fur et à mesure des pulsations rotatives produites par l'arbre d'entrée. Le dispositif selon l'invention se présente dans sa forme la plus générale, et selon une option mécanique, sous la forme d'un bâti dans lequel est guidé en rotation aléatoire un premier arbre d'entrée équipé d'un blocage anti-retour s'appuyant sur ce bâti et comprenant des moyens pour provoquer automatiquement et alternativement : - l'application d'une contrainte provisoire induite par un organe élastique destiné à produire un couple d'intensité progressive que doit vaincre le premier arbre au fur et à mesure de sa rotation, - le blocage provisoire en rotation d'un deuxième arbre lié au premier arbre 5 par ledit organe dont l'action d'élasticité s'effectue par le fait de ce blocage sur lequel il s'appuie, - le lancement en rotation du deuxième arbre par la détente du dit organe lorsque le couple exercé arrive à une intensité provoquant la rupture du dit blocage, - le lancement en rotation d'un volant d'inertie solidairement au lancement du 10 deuxième arbre, ce volant étant monté sur un roulement à prise de sens de rotation unique dit « roue libre » et entraînant un troisième arbre de sortie. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif comprend : - Un bâti à l'intérieur duquel est guidé en rotation un premier arbre d'entrée par un roulement à prise irréversible dit « roue libre » fixé sur ce bâti et 15 assurant une fonction anti-retour de cet arbre. une suite de bagues tournant librement et indépendamment le long de ce premier arbre, chacune de ces bagues portant selon le même axe un ressort à lame spiralée fixé sur elle en sa partie centrale. Le premier ressort est mis en tension par la rotation du premier arbre, ce dit ressort 20 met en tension le suivant qui met en tension le suivant et ainsi de suite. - Un deuxième arbre portant le dernier ressort et mis en rotation par la détente de l'ensemble de l'action des ressorts - Un volant solidaire du deuxième arbre entraînant en orbite en sa périphérie au moins un aimant permanent 25 Au moins un jeu d'aimants permanents fixés au bâti et disposés au plus près, sans contact, avec le premier aimant lors de son passage dans sa course orbitale en le retenant provisoirement par le fait de champs magnétiques contradictoires Un volant d'inertie entraîné en rotation par le deuxième arbre, monté sur 30 un roulement à prise irréversible dit « roue libre » lui permettant d'entraîner indépendamment un troisième arbre de sortie. 2 9 8142 1 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquelles : La figure 1 représente l'ensemble du dispositif selon une coupe axiale transversale, La figure 2 représente le dispositif selon une coupe transversale suivant A En référence à ces deux figures, le dispositif comprend : - un bâti (2) à faces constitué de tôles usinées et assemblées par vissage les unes aux autres, ou conçu selon un caisson thermoformé avec couvercle vissé. Un premier arbre (1) guidé en rotation à l'intérieur du bâti (2) par l'intermédiaire d'un roulement à prise irréversible dit « roue libre » (3) fixé sur le bâti (2). Une suite de ressorts à lames spiralées (4, 5, 6), portés respectivement par des bagues (14, 15) libres en rotation et indépendantes sur le premier arbre (1). Un deuxième arbre (7) portant le dernier ressort (6). Un volant solidaire du deuxième arbre (7) entraînant en sa périphérie un aimant permanent (9). Un jeu de deux aimants permanents (8, 10) fixés au bâti. Un volant d'inertie (11) entraîné en rotation par le deuxième arbre (7) et monté sur un roulement à prise irréversible dit « roue libre » (12). Un troisième arbre de sortie (13) solidaire du volant d'inertie (11) et guidé en rotation par un roulement à bille porté par une bague (24) fixée au bâti (2). Ainsi défini, le dispositif fonctionne de la manière suivante : Les pulsions dispensées dans la nature ou dans l'industrie sont transformées en rotation aléatoire de sens alterné sur le premier arbre d'entrée (1) par des moyens connus (non représentés) tels que crémaillère agissant en va-et-vient sur 30 un pignon denté monté solidaire sur cet arbre, chaîne, courroie, etc... Ce premier arbre (1) est guidé d'entrée en rotation par un roulement (3) qui, le cas échéant peut être de type « à prise irréversible dit roue libre » évoluant dans une bague fixée sur un bâti (2). Après l'épaulement calant ledit roulement (3), l'arbre (1) se poursuit en portant 35 des bagues (14, 15) montées en rotation libre et indépendantes les unes des autres. 2 9 8 142 1 4 Après la dernière bague (15), le premier arbre (1) porte un deuxième arbre creux (7) monté en rotation libre sur ce premier arbre (1). Chaque bague (14, 15), ainsi que le deuxième arbre (7) portent un ressort à lame spiralée (4, 5, 6) dont la partie centrale leur est solidaire. 5 Le premier ressort (4), porté par la première bague (14), est mis en tension progressive par la rotation aléatoire du premier arbre (1) par l'action d'un premier ergot (20) qui lui est solidaire. Le deuxième ressort (5), porté par la deuxième bague (15), est mis ensuite en tension par l'action d'un second ergot (21) solidaire de la première bague (14). 10 Le troisième ressort (6), porté par le deuxième arbre (7), est ensuite mis en tension par l'action d'un troisième ergot (22) solidaire de la deuxième bague (15). Ainsi les trois ressorts (4, 5, 6) additionnent leur puissance et leur rayon d'action. 15 Leur rayon d'action peut être limité par trois nouveaux ergots (16, 17, 18) sur lesquels viennent respectivement buter les trois premiers ergots (4, 5, 6). L'ensemble étant bloqué par ces trois butées, la rupture des trois ressorts (4, 5, 6) est impossible. Solidairement au deuxième arbre (7), un disque (23) est entraîné en rotation et 20 porte en sa périphérie au moins un premier aimant permanent (9) en lui faisant décrire une orbite circulaire. Au moins un jeu de deux deuxièmes aimants permanents (8, 10) sont fixés au bâti (2) et placés de telle sorte qu'ils affleurent sans contact le premier aimant (9) à son passage lors de sa course circulaire et le retiennent provisoirement par 25 des champs magnétiques contradictoires. En extrémité de sortie du deuxième arbre (7) est monté un roulement à prise irréversible dit « roue libre » (12) recevant un volant d'inertie (11) qui entraîne sur son élan en rotation un troisième arbre de sortie (13) guidé par un roulement à billes porté par une bague (24) fixée au bâti (2). A noter que la liaison en extrémité du deuxième arbre (7) avec l'extrémité du premièr arbre (1) s'effectue par un roulement à aiguilles (25). Ainsi, du premier arbre d'entrée (1) au troisième arbre de sortie (13) il n'est nul besoin de palier intermédiaire lié au bâti (2) pour le bon fonctionnement du dispositif. En regard de ce qui précède, le premier arbre d'entrée (1) reporte ses pulsions rotatives de même sens sur le premier ressort (4) qu'il met en tension 2 9 8142 1 5 progressive, tension qui se reporte sur le deuxième ressort (5) mis en tension, qui se reporte sur le troisième ressort (6) mis en tension, ce troisième ressort imprimant en son centre un couple d'intensité progressive au deuxième arbre (7) et au disque (23) portant l'aimant mobile (9). 5 Cet aimant étant retenu à son passage par les deux aimants fixes 8 et 10, l'intensité du couple produite par la tension additionnée des trois ressorts 4, 5, et 6 augmente progressivement jusqu'à ce que l'aimant 9 soit libéré et que la détente des trois ressorts lance le disque 23 et conséquemment le deuxième arbre (7), lequel lance de ce fait le volant d'inertie (11) qui maintient son élan rotatif 10 grâce au roulement « roue libre » (12) sur lequel il est monté. Le disque (23) poursuit sa rotation jusqu'à ce que l'aimant (9) qu'il porte soit arrêté par le jeu d'aimants fixes (8 et 10) suivants. Et le cycle se reproduit... Le dispositif selon l'invention, caréné sous la forme d'un parallélépipède de dimensions approximatives de 250 mm. x 250 x 320, trouve son opportunité 15 dans la récupération et la transformation en rotation régulée des pulsions va-et-vient disponibles et inutilisées telles que : récupération de l'inertie de la masse d'un véhicule en mouvement soumis aux aspérités du sol en fonction du jeu de ses organes amortisseurs, récupération de l'inertie de la masse de tout élément dans la nature soumis 20 à des courses va-et-vient (amplitude des vagues, oscillations des arbres,..). mise à profit du roulis et du tangage à l'intérieur d'un bateau par un balancier actionnant le dispositif