Brevet FR2999145A1 — publié le 20140613

- 1 - Aide mécanique à la relance d'une roue au moyen d'un ressort de torsion à spirales à lames, ayant stocké l'énergie de freinage de cette même roue. La présente invention est un procédé mécanique permettant de récupérer une partie de l'énergiè` de freinage d'une roue, de la conserver avec moindre perte, et de la restituer au moment de la relance de cette même roue. Elle sera destinée à économiser l'énergie nécessaire à la rotation d'une roue n'ayant pas une vitesse constante. Des moteurs électriques font actuellement le même travail, mais le procédé qui est proposé est beaucoup moins polluant, puisqu'il ne nécessite pas de batterie. Cette énergie de freinage est récupérée et conservée, grâce à un ressort de torsion à spirales à lame jointive, inclus dans un palet. Ce ressort à spirale a son bout le plus externe accroché à la coque externe du palet le couvrant, et son bout le plus interne accroché à l'axe de rotation du palet, l'axe de rotation du palet étant disjoint de la coque externe. Une roue d'engrenage en saillie par rapport au palet est solidaire de l'axe de rotation du palet. La coque externe du palet et la roue d'engrenage reliée à l'axe de rotation du palet se bloque et se débloque alternativement, permettant de stocker, puis de restituer cette énergie de freinage, lorsque le palet se déplace entre la gente de la roue, et la chaine reliée à au pignon de la roue. Lors du freinage de la roue, la roue d'engrenage est bloquée par un cliquet, le palet vient d'abord frotter sur la roue, puis la roue entraine le palet qui comprime le ressort de torsion. Lors de la relance de cette même roue, le palet se déplace jusqu'à mettre en contact sa roue d'engrenage avec une chaine à rouleaux, reliée au pignon de la roue. La roue d'engrenage est débloquée en rotation et la coque externe du palet est bloquée en rotation. L'énergie est alors restituée. Voici une description des différents éléments composant ce dispositif : Le palet (fig. 1) : Il est composé d'un ressort de torsion inclus dans le palet. Une extrémité de ce ressort est accrochée à la paroi externe du palet, l'autre extrémité étant accroché au pignon du palet. La paroi externe du palet et son pignon sont dissociés. Il est déplacé contre la roue lors d'un freinage. Un ressort, entre le pignon du palet et la branche fixe35 - 2 - supportant le déplacement du palet, permet au palet de reprendre sa position neutre (ni en contact avec la gente de la roue, ni en contact avec la chaine) après ce freinage. Et il est 40 déplacé manuellement, via un câble, dans la chaine a rouleau pour relancer la roue. Il est composé des éléments suivant : Ressort de torsion (fig. 1 n°1) : C'est un ressort de torsion à lame jointive ou non, immobilisé dans un tube, ici le tube correspond au palet. Avant tout stockage d'énergie il est plaqué (quasiment 45 entièrement) contre la paroi interne du palet. Après le stockage de l'énergie de freinage, il est resserré autour du pignon du palet, solidaire de la roue d'engrenage à dents. Butée sur palet (fig. 1 n°2 et fig.4 n°1) : Sur tout le pourtour de la paroi externe du palet, dans le même axe que l'axe de 50 rotation du palet, il est fixé des butées montées sur roulement. Ces butées viennent bloquer en rotation cette paroi externe du palet, lorsque le dispositif n'est pas en contact avec la gente de la roue. Pour ce faire, une glissière est disposée sur la face interne de la branche fixe soutenant le dispositif. Et c'est le déplacement du palet qui permet de bloquer ou débloquer ces butées en entrant ou en sortant une de ces butées de cette 55 glissière. Roue d'engrenage (fig. 1 n°3 et fig.4 n°2) : Cette roue d'engrenage permet de connecter le pignon du palet, et donc le ressort de torsion, à la chaine reliée à la roue, pour pouvoir restituer l'énergie de freinage. Elle est donc solidaire du pignon du palet. Mais c'est aussi une roue à rochet qui empêche une 60 rotation libre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au palet. Et lorsque le cliquet est positionné dans cette roue, toute rotation est bloquée par rapport à la branche fixe. Bande de contact avec la gente de la roue (fig. 1 n°5 et fig.4 n°3) : Cette bande de contact solidaire avec la coque externe du palet permet, par contact 65 avec la gente de la roue, de faire tourner le palet. Elle a donc une rugosité adéquate pour permettre un freinage sans à coup. Voici les autres éléments, non compris dans le palet, composant le dispositif : Cliquet (fig. 1 n°4 et fig.4 n°4) : 70 - 3 - Ce cliquet permet de bloquer la roue d'engrenage lorsqu'elle n'est pas connectée avec la chaine, soit lorsqu'elle n'est pas en cours de restitution de l'énergie emmagasinée. 75 Un ressort le force à le maintenir en contact avec la roue d'engrenage. Aussi il permet au palet de tourner en roue libre en fin de phase 3(fig.3 ou 5), si le palet n'est pas remis en place manuellement. Branche fixe soutenant le dispositif (fig.2 n°1 et fig.4 n°5) : Celle-ci comprend 2 glissières. 80 Une glissière (fig.2 n°7) permet au palet soit de se connecter avec la roue, soit avec la chaine, soit avec ni l'un ni l'autre. Le palet est déplacé vers la gente de la roue par la mise en tension du câble de frein. Et il est déplacé vers la chaine raccordée au pignon de la roue par la mise en tension d'un autre câble manuellement. Une autre glissière (fig.2 n°8 et fig.4 n°6) dans la partie supérieure de la branche, 85 et sur sa face interne, permet de bloquer les butées présentes sur le palet lorsque le palet n'est pas en contact avec la gente, empêchant la rotation de la coque externe du palet. Chaine à rouleaux (fig.2 n°2 et fig.4 n°7) : Une chaine à rouleaux raccordée d'une part au pignon de la roue, d'autre part à un autre axe de rotation libre, permet de transmettre à la roue cette énergie de relance. 90 Freins à mâchoires (fig.2 n°3) : Des freins à mâchoires seront utilisés sur la roue pour permettre un freinage adéquate à tout moment. Ils seront activés en série, après le freinage par frottement du palet, dès la mise en rotation du palet. Ils pourront aussi être activés lorsque le palet est dans n'importe quelle configuration. 95 Butée pour cliquet (fig.1 n°6 et fig.4 n°8) : Cet élément permet de débloquer en rotation la roue d'engrenage, en déplaçant le cliquet vers le haut. Elle est solidaire de la branche latérale comprise entre les deux axes de rotation de la chaine. Câbles de freinage (fig.2 n°4) : 100 Ce câble comprime le palet, donc la bande de frottement du palet, contre la gente de la roue. Suivant un besoin de freinage de plus en plus fort, le palet freinera d'abord la roue par frottement, puis étant entrainé par la roue, le freinage se fera par torsion du ressort, puis si le besoin de freinage augmente encore, le câble met en série un freinage par mâchoire traditionnel. 105 Câbles du palet (fig.2 n°5) : - 4 - Ce câble est actionné manuellement pour tirer le palet, et donc la roue dentée, dans la chaine à rouleaux. En faisant ce déplacement, le cliquet vient percuter une butée, 110 et se désengage de la roue dentée, permettant à cette dernière d'être libre en rotation. Câbles de blocage du palet (fig.2 n°6) : Ce câble est actionné manuellement pour bloquer le déplacement du palet vers la gente de la roue en cas de freinage. En insérant une pièce dans la glissière (fig.2 n°7), le palet ne se déplace plus. Alors l'ensemble de la tension exercée sur le câble de freinage 115 est retransmis aux freins à mâchoires. Voici une description des différentes phases d'évolution de ce procédé : Phase 1 (fig. 3 et 5) Le dispositif est en attente d'un freinage conséquent pour se charger 120 automatiquement, s'il n'est pas chargé ou pas complétement chargé. Il peut être déjà chargé partiellement, ou complètement chargé. Alors il est prêt aussi à restituer l'énergie emmagasinée. Le dispositif peut rester indéfiniment dans cette position et la roue tourne sans encombre. Le palet étant bloqué en rotation, d'une part par une des butées présentes sur le pourtour de la coque externe du palet enchâssée dans la glissière de la face interne 125 de la branche fixe, et d'autre part par un cliquet bloquant le pignon du palet. Phase 2 (fig. 3 et 5) Un freinage débute lorsque le câble de freinage est mis sous tension par l'utilisateur du dispositif. Alors le câble de freinage déplace le palet contre la roue. Si le freinage n'est pas assez important, seul un frottement de la bande de frottement du 130 palet contre la roue freinera la roue. Le dispositif ne sera pas chargé et les freins à mâchoires ne seront pas sollicités. Si le freinage devient conséquent, et que le dispositif n'est pas complétement chargé, alors le palet est mis en rotation et le dispositif se met en charge en comprimant le ressort. Et si le besoin de freinage est plus important car la tension sur le câble est plus forte, alors les freins à mâchoires sont comprimés autour de 135 la gente de la roue car ces 2 types de freinages sont en série. Si le freinage est conséquent mais que le dispositif est déjà chargé, alors il y aura seulement frottement du palet et compression des freins mâchoires, sans torsion du ressort. 140 - 5 - Phase 3 (fig. 3 et 5) La commande de relance de la roue est activée manuellement et est transmise au 145 dispositif par un câble (fig.3 n°5). Cette tension du câble tire le palet vers le bas et la gauche, suivant la branche fixe supportant le dispositif, et mets ainsi en contact la roue d'engrenage avec la chaine. La coque externe du palet étant toujours bloquée en rotation car une de ses butées présente sur son pourtour reste enchâssée dans la glissière interne de la branche supportant le dispositif. La roue d'engrenage est libérée en rotation car le 150 cliquet vient buter contre la butée pour cliquet, ce qui le désengage de la roue d'engrenage. Ainsi le ressort de torsion restitue l'énergie stocké pour relancer la roue.