Brevet FR3009848A1 — publié le 20150227

-1- La présente invention est un dispositif permettant de créer un mouvement de rotation continue d'un vilebrequin (ou d'un arbre tournant) disposant d'un couple suffisant pour par exemple être relié à une génératrice d'électricité. A ce jour, pour produire de l'électricité de manière indépendante et écologique, il faut être situé dans une zone où l'on dispose d'un vent constant de jour comme de nuit, ou bien avoir à disposition une chute d'eau à proximité de son domicile. La présente invention a principalement pour but de permettre à 10 chacun de produire artificiellement de l'électricité de manière écologique, à très faible cout de revient et en quantité suffisante pour assurer les besoins énergétique d'un foyer. Elle peut également aider dans la propulsion d'embarcation ou servir dans tout autre domaine utile. 15 La présente invention peut être obtenue principalement dans deux variantes de réalisations non limitatives. Le premier exemple utilise un système de bielle manivelle à engrenages, le second beaucoup plus simple mais moins puissant utilise de simple poussoir à crémaillère. 20 Mais globalement toutes les variantes utilisent le même principe à savoir exploiter la force issue de la gravité de poids (ou de la détente de ressorts spécifique ou bien même de la force d'attraction d'aimants) à l'aide d'un système de poulies pour entrainer un arbre ou un vilebrequin dans une rotation continue. La variante à bielle- 25 manivelle va être maintenant décrite et se réfère aux dessins suivants : - La figure lA illustre deux vues en perspective d'un ensemble piston. Ce sous ensemble forme les repères (80) et (80') sur la figure 2A. 30 - La figure 2A est la vue de face avec les ensembles piston disposés sur le vilebrequin. - La figure 3A est la vue de face de la partie supérieure du dispositif. On y voit bien l'agencement du système de poulies et où la crémaillère de gauche soulève le poids de droite. 35 - la figure 4A est la vue de droite illustrant un cylindre. Cette figure est la position de démarrage. -2- 3009848 - La figure 5A représente la vue de droite illustrant un cylindre lorsque que l'ensemble piston est arrivé au point bas. - La figure 6A est l'illustration de la cascade de pignons en vue de face avec sa vue de gauche correspondant. Le terme « cylindre » cité dans la présente désigne un ensemble piston monté sur le vilebrequin avec son poussoir correspondant. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif comprend au total deux cylindres donc deux ensembles pistons montés à 180° sur le vilebrequin (30). Comme illustré sur les figure 1A, 2A, et 3A, le dispositif comprend un vilebrequin (30) supportant 4 bielles (31) (31') liés aux ensembles pistons (80) (80') sur lesquels s'appliquent alternativement et parfaitement synchronisé les forces résultants de la masse des poids (1) des poussoirs. Grâce aux alésages (2) des chapes (5), les ensembles pistons translatent le long des glissières cylindriques (6) solidaire des corps (3) et (4). Les ensembles pistons comprennent individuellement un engrenage composés d'un axe support (103) doté d'une denture module 1/10 dents solidaire et concentrique des deux chapes (5), de un pignon satellites double (102) module 1/10 dents et module 1/70 dents liés au pignon fixe (103) et au pignon à denture interne (7) module 1/70 dents, d'un pignon d'action (101) module 1/60 dents ainsi que d'un pignon de traction (61) de mêmes caractéristiques. On remarque sur la figure lA que le pignon double (102) et le pignon à denture interne (7) ont chacun un secteur denté. Le flasque (75) permet de transmettre directement la force du pignon d'action au pignon de traction par l'intermédiaire du pignon double (102) et pignon à denture interne (7). L'axe (103) faisant office de pignon fixe, l'engrenage des ensembles pistons développe un rapport multiplicateur de 1.1 environ entre le pignon d'action (101) et le pignon de traction (61) lors des translations des ensembles pistons. Durant les rotations du vilebrequin (30), la crémaillère fixe (10) étant lie au pignon d'action (101) procure à l'engrenage des ensembles pistons un mouvement circulaire de va et viens durant les rotations du vilebrequin. Lors de la descente l'engrenage tourne dans le sens anti horaire et lors de la remontée dans le sens horaire. On remarque sur les figures 3A, 4A et 5A que la représentation -3- graphique des pignons (61) et (101) est confondue car ces pignons de mêmes caractéristiques sont agencés sur le même axe (103). Chaque poussoir est constitué d'un axe (11) supportant les poids (1) avec la poulie (20), d'un pignon de poussoir (12) module 1/60 dents qui est lié à la crémaillère fixe (15). Pendant le fonctionnement, le pignon de poussoir (12) mène le pignon d'action (101) et suit exactement le même mouvement que ce dernier. Leurs positions sont donc calées exactement à la même hauteur et leurs courses sont équivalant au diamètre primitif du vilebrequin (30) (dans cet 10 exemple, sa valeur est de 50mm). Comme le montre les figures 4A et SA, le guidage en translation d'un poussoir est assuré par des alésages prévus sur les corps (3) et (4), et complété par un plat (16) sur le diamètre de l'axe (11) qui bloque la rotation. Chaque poussoir d'un cylindre lie la crémaillère de traction (17) (17') de 15 l'autre cylindre par l'intermédiaire des câbles (25) (25'). Chaque crémaillère de traction (17) coulisse dans des queues d'arondes (non représenté) et dispose d'un axe (22) servant à maintenir le tensiomètre (18). On remarque sur la figure 3A que la liaison poussoir/crémaillère se croise et que les poulies fixes (21) (21') 20 sont décalées en hauteur. Ce système de poulies alliées au rapport d'engrenage des ensembles pistons permettent d'utiliser et d'exploiter près de 20% de la force de la masse des poids utilisés en force disponible au vilebrequin (30) pour entrainer par exemple une génératrice d'électricité. Le couple de rotation du vilebrequin 25 est amélioré par la cascades de pignons illustré figure 6A. Relier directement au pignon d'action (101), le pignon double (40) module 1/40dents et module 1/10 dents engrène le pignon (41) module 1/35 dents puis entraine à son tour le pignon de maneton (42) module 1/60 dents, ce dernier mène alors le pignon à denture interne (43) module 30 1/110 dents fixé sur le flasque de vilebrequin (44). Le pignon (43) tournera que dans un sens et avec une rotation quasi constante malgré les mouvements de va et viens de l'engrenage des ensembles pistons. C'est indirectement sur ce pignon (43) que l'on entraine par exemple une génératrice d'électricité. La légère variation de 35 vitesse de ce dernier (43) est peu gênant pour de la production d'électricité. Si on se réfère aux figures 4A, 5A et 6A qui illustre les temps des points haut et bas, le poussoir est libérée, son -4- pignon (12) lié à la crémaillère fixe (15) entraine le pignon d'action (101) de l'ensemble piston et entraine le vilebrequin (30) en rotation. Le pignon d'action (101) mène dans le même mouvement l'engrenage de l'ensemble piston et la cascades de pignon. Pendant la descente de l'ensemble piston le pignon de traction (61) tracte alors la crémaillère de traction (17) soulevant l'autre poussoir. La course des crémaillères de traction (17) est égale au double de celle des poussoirs. Dans la continuité du mouvement juste après que le point bas ait été dépassé, l'autre poussoir s'applique à son tour et les mouvements d'action et de tractions se répètent alors indéfiniment (jusqu'à la maintenance du dispositif). Pour pouvoir obtenir une synchronisation parfaite des poussoirs, le réglage au montage doit se faire en repérant une dent sur les pignons d'action (101), pignons de traction (61) et pignon de poussoirs (12) avec une dent sur les crémaillères fixes, d'action de traction en effectuant la tension des câbles. La réalisation de la denture de chaque crémaillère doit être réalisée avec précision ainsi que celles des pignons ou des repères sont centré par rapport à un creux ou un sommet de dent. Lors du réglage, on vient verrouiller en position en position haute et basse chaque ensemble pistons puis on rapporte les crémaillères avec leurs repères coïncidents sur les repères des pignons avec les câbles tendus. On pourrait remplacer les masses en fonte ou en plomb par des ressorts de compressions mais il faudrait qu'ils aient les mêmes caractéristiques de longueur sous charges en adéquation avec les courses choisit (diamètre primitif de vilebrequin) et la configuration des poulies. On peut encore diminuer l'encombrement du dispositif en utilisant de pussants aimants. Pour arrêter ou démarrer le moteur, on vient actionner un levier qui vient se verrouiller ou se déverrouiller sur le plat usiné sur le poussoir lorsque ce dernier arrive au point haut. Ce mécanisme n'est pas illustrer pour se focaliser uniquement sur le principe de fonctionnement. La seconde variante de réalisation utilise le même principe mais au lieu d'employer un système bielle manivelle, on vient appliquer les poids sur un arbre tournant avec un système de roue à rochet- cliquet. Les dessins suivants illustrent plus en détail cette variante : -5- -La figure 1B est la vue de face de l'invention. Elle illustre l'instant ou le poids de droite à tracter le poids de gauche. L'agencement du système de poulies est quasiment identique à la variante précédente. -La figure 2B est la vue de face du dispositif avec un poussoir isolé. -La figure 3B est la vue de droite du dispositif montrant la disposition de l'engrenage. En plus de développer moins de couple que la variante à bielle manivelle, cet exemple est un peu plus bruyant à cause des cliquetis de l'ensemble cliquet/ roue à rochet. Comme le montre les figures 1A, 2A et 3A, le dispositif de cet exemple comprend deux poussoirs, un arbre tournant (75) disposant de deux pignons d'action (71) (71') sur lesquels sont monté des cliquets (24) (24'). Ces cliquets s'accrochent dans les dents régulières à 90° des roues à rochets (12) (12') solidaire de l'arbre tournant (75). Ainsi lorsqu'un poussoir s'applique sur le pignon d'action (71) l'accroche se fait que dans le sens horaire mais peuvent tournés librement dans le sens anti horaire. Un poussoir est constitué d'une crémaillère d'action (10), de poids (7) d'un support (70) ainsi que de la poulie (23). Comme le montre la figure 3B, chaque pignons d'action (71) (71') engrène son arbre secondaire respectif (14) (14') et développe avec le pignon d'action (15) un rapport multiplicateur de 2. Ce rapport a été choisi car il est imposé par la configuration des poulies (23) (25), il faut que la longueur tractée par la crémaillère de traction (11) soit égal au double de la longueur d'action. L'arbre secondaire possèdent deux pignons (20) (20') module 1/30 dents et (21) (21') module 1/60 dents solidaire des axes (14) (14'). Les pignons (71) et (21) ont les mêmes caractéristiques de denture. Chaque crémaillère coulisse dans des supports (10) calés sur les paliers (30) à l'aide des entretoises (8) puis maintenue par les tiges filetées (26) et écrous (27). Dans cet exemple, la course d'action équivaut à 47.1mm pour permettre aux pignons d'action d'effectuer une rotation de 90°. Une corde ou un câble (5) dont une extrémité est fixée à l'ossature (1) achemine la crémaillère de traction du premier poussoir avec celle du second poussoir. Les tensiomètres (40) sont prévus pour ajuster le réglage par la tension des câbles (5) (5') en venant -6- faire coïncider les repères (R) des crémaillères sur la face (F) des paliers (30) et support (10). Pour démarrer ou arrêter le moteur, il est prévu le même mécanisme que la variante à bielle manivelle à savoir un mécanisme qui vient verrouiller un poussoir lorsqu'il arrive au point haut. Cependant à chaque arrêt, cette variante impose éventuellement un réamorçage en ramenant en position d'accroche les cliquets sur les roues à rochet. Une fois le poussoir libéré, sa crémaillère d'action (10) mène le pignon d'action (71), son cliquet (24) en accroche sur sa roue à rochet (12) entraine 10 l'arbre (75) dans une rotation. Dans le même mouvement l'arbre secondaire (14) aura tracté la crémaillère (11) soulevant le second poussoir. Le levage du second poussoir entraine le pignon d'action (71') (avec son arbre secondaire (14')) dans une rotation contraire à celle de l'arbre tournant (75). Une fois le second poussoir tracté 15 au point haut, il s'applique à son tour sur le pignon (71') soulevant le premier poussoir et puis ainsi de suite les mouvements d'action et de traction se répètent tout en entrainant l'arbre (75) dans une rotation continue. L'inconvénient de cette variante est que l'on exploite au minimum la force. La masse du volant aide donc 20 considérablement à conserver la rotation de l'arbre tournant (75). La génératrice qui peut être relié à cette variante doit présenter une faible résistance. Le mécanisme de cette variante fonctionne donc par à-coups de 90° compléter par l'inertie du volant. REVENDICATIONS1) Dispositif permettant de généré un mouvement de rotation continue d'un arbre utilisant la force issue de la détente de ressort ou de la pesanteur de poids caractérisé en ce que la détente des ressorts ou la force des poids, s'appliquent alternativement et synchronisé s sur les pistons du vilebrequin, à l'aide d'un système de poulies. 2) Dispositif permettant de généré un mouvement de rotation continue d'un arbre utilisant la force issue de la détente de ressort ou de la pesanteur de poids ou issue de l'attraction d'aimants, caractérisé en ces forces s'appliquent alternativement et ia synchronisé sur l'arbre tournant, à l'aide d'un système de poulies.