Brevet FR3048460A1 — publié le 20170908

Le dispositif selon l'invention permet de tirer parti de l'énergie dispensée par la masse d'un véhicule électrique ou hybride lors que celui-ci est soumis, en se déplaçant, aux irrégularités du sol qui le porte. Aucune voie n'est parfaitement rectiligne et l'on constate, même sur un autoroute supposé parfaite ment bitumé et plat que les amortisseurs d'un véhicule sont toujours en mouvement va-et-vient, à fortiori lorsque le véhicule est soumis à des rafales de vent, qu'il amorce des virages, qu'il effectue des freinages, etc... Des inventions ont déjà vu le jour pour tenter de résoudre ce problème d'augmentation de l'autonomie des véhicules électriques en exploitant l'énergie perdue par les déplacements de la masse de ces véhicules lorsqu'ils roulent. En particulier le brevet français n° 1103120 déposé le 13 Octobre 2011. Ce brevet décrit un dispositif de captation d'énergies de façon aléatoires pour les transformer en rotation mécanique régulée sur un arbre de sortie, pouvant se placer sur un véhicule électrique en enregistrant les irrégularités du sol et en les transformant en rotation régulée sur un arbre sur lequel est couplé un alternateur. Ce dispositif présente l'avantage d'amener l'arbre de sortie à une vitesse suffisante pour faire fonctionner un alternateur, et ce d'une manière douce en évitant les problèmes d'inertie mécanique à vaincre lorsqu'on applique à une vitesse lente de départ une forte multiplication en sortie (coefficient de l'ordre de 50 dans le cas présent). Ce dispositif fonctionne par l'action additionnée de plusieurs ressorts métalliques à bandes spiralées, dont l'action en tension est retenue et libérée sans frottements par simple phénomène magnétique apportée par plusieurs aimants permanents. Cependant, ce dispositif présente cinq inconvénients : Son encombrement le rend difficilement logeable dans un véhicule, Les ressorts spiralés mis en perpétuelles tensions et détentes, aussi performants soient-ils, se fatiguent et doivent être remplacés régulièrement, Un seul organe assure le déclenchement de la détente des ressorts induisant la mise en rotation de l'arbre de sortie, ce qui nécessite un délai assez long entre les déclenchements successifs. Le prototype de ce dispositif, bien qu'ayant été au maximum usiné dans de l'aluminium et des matières plastiques, approche les 50 kg. Il n'est proposé aucune solution mécanique de liaison entre l'amortisseur et le dispositif en question. Le dispositif selon l'invention fait l'objet d'une nouvelle conception et apporte une solution à chacun des cinq inconvénients cités ci-dessus, à savoir : Un encombrement réduit de manière à ce qu'il puisse être logé discrètement, par exemple dans un coffre de véhicule de tourisme, Une fonction d'élasticité de mise en tension et de détente assurée à vie par répulsion d'aimants permanant, 3048460 2 Une alternance de deux déclanchements pour lancer l'arbre de sortie assurant de ce fait une meilleure régulation, Un poids réduit devant tourner autour de 20 kg. Une solution claire et viable de jonction entre l'amortisseur et le mécanisme de 5 transformation. Le dispositif selon l'invention se présente dans sa forme la plus générale sous la forme d'une crémaillère fixée à la partie basse d'un amortisseur de véhicule (avantageusement un véhicule électrique) entraînant librement alternativement dans les deux sens de rotation une roue d'engrenage. Cette roue d'engrenage est solidaire 10 d'une première poulie, équipée d'un ressort de rappel, qui entraîne un premier élément de transmission souple dans un premier sens selon les phases de compression de l'amortisseur. Une deuxième poulie, également solidaire de la roue d'engrenage, équipée elle-même d'un ressort de rappel, entraîne un deuxième élément souple de transmission selon les phases de détente de l'amortisseur. 15 Des moyens permettent à un mécanisme de transformation de recevoir sur son arbre d'entrée dans le même sens de rotation les pulsions induites par les actions alternées des deux éléments souples et les restitue sur un arbre de sortie entraînant un volant d'inertie lancé selon une rotation régulée. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif comprend : 20 Une crémaillère entrainant une roue d'engrenage dans les deux sens de rotation alternés. Cette crémaillère est placée solidairement en partie basse de l'amortisseur du véhicule. Une première poulie solidaire de la dite roue d'engrenage entraînant un premier câble dans un premier sens. 25 Une deuxième poulie, également solidaire de la dite roue dentée entraînant un deuxième câble dans un deuxième sens contraire au premier. Un bâti de forme parallélépipédique abritant un mécanisme transformant les pulsions apportées en entrée alternativement par les premier et deuxième câbles en rotation régulée appliquées sur un arbre de sortie, le dit mécanisme comportant : 30 a) Un premier arbre guidé en rotation dans le bâti en le traversant entièrement selon son axe central longitudinal, cet arbre étant entraîné en rotation de même sens par deux poulies montées sur des roulements à prise irréversible et sollicitées alternativement par les pulsions apportées par les premier et deuxième câbles, 35 b) Un premier et deuxième volants montés sur le premier arbre solidairement à celui-ci, entraînant chacun une suite de masselottes se repoussant les unes par rapport aux autres par répulsion magnétique. Un premier et deuxième ergots, solidaires respectivement des premier et deuxième volants, entraînent chacun 3048460 3 cette suite de masselottes évoluant librement selon un circuit circulaire décrit autour de l'axe du premier arbre. c) Un deuxième arbre creux guidé librement en rotation autour du premier arbre entre les premier et deuxième volants. 5 d) Un troisième et quatrième volant montés chacun par un roulement à prise irréversible (dit « roue libre ») sur ce deuxième arbre creux. Ces troisième et quatrième volants sont placés en opposition respectivement devant les premier et deuxième volant de manière à former deux couronnes vides enfermant les deux ensembles de masselottes et les guidant dans leur orbite circulaire. Ces 10 troisième et quatrième volants sont équipés respectivement d'un troisième et quatrième ergot destinés à retenir les séries de masselottes, provoquant la compression progressive des espaces compris entre chacune d'elles. e) Un blocage provisoire en rotation provoqué par répulsion magnétique retenant le passage d'au moins un aimant permanent placé en périphérie de chacun de 15 ces troisième et quatrième volants entre des aimants placés sur des étriers fixés au bâti. f) Une première roue d'engrenage conique montée solidairement au deuxième arbre creux, g) Une deuxième roue d'engrenage conique montée en prise sur la première 20 solidairement sur un troisième arbre de sortie perpendiculaire aux premier et deuxième arbres. h) Un volant d'inertie entraîné en rotation par le troisième arbre, venant réguler la vitesse de sortie du mécanisme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 25 description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels : La figure 1 représente l'amortisseur du véhicule et le dispositif de liaison avec le mécanisme de transformation. La figure 2 représente en coupe longitudinale le mécanisme permettant la 30 transformation des pulsions apportées par l'amortisseur du véhicule, La figure 3 représente en coupe transversale a disposition des masselottes évoluant dans l'espace libre en forme de couronne laissé entre un couple de deux volants juxtaposés, La figure 4 représente la manière dont plusieurs couples de volants juxtaposés peuvent 35 être placés en série de manière à additionner leur effet de compression. En référence à ces quatre figures, le dispositif comprend : 3048460 4 Une crémaillère (1) soudée à la partie basse de l'amortisseur du véhicule Une roue d'engrenage (2) montée libre en rotation dans les deux sens, en prise sur la crémaillère (1), Une première poulie (3) montée solidairement à la roue d'engrenage (2) 5 Un premier câble (4) actionné dans un premier sens par la première poulie (3) Une deuxième poulie (5) montée solidairement à la roue d'engrenage (2) Un deuxième câble (6) actionné dans le deuxième sens par la deuxième poulie (5) Un bâti (7) de forme parallélépipédique abritant le mécanisme transformant les pulsions apportées par les premier et deuxième câbles (4, 6) et comprenant : 10 a) Un premier arbre d'entrée (8) commandant le mécanisme, équipé d'un roulement irréversible ( 9) fixé au bâti assurant son blocage anti-retour, entraîné en rotation de même sens par une troisième et une quatrième poulie (10, 11) recevant respectivement les pulsions induites par les premier et deuxième câbles (4, 6). Ces poulies (10, 11) sont montées chacune sur un roulement à prise irréversible (12, 13) et entraînent 15 alternativement en rotation de même sens l'arbre d'entrée (8). Ces troisième et quatrième poulies (10, 11) sont équipées chacune d'un ressort de rappel (non représenté). b)Un arbre additionnel (34) parallèle au premier arbre (8) placé en porte-à-faux sur le bâti (7), cet arbre portant la poulie (11) et une roue d'engrenage (35) 20 c)Une roue d'engrenage (35) solidaire de la quatrième poulie (11) en prise avec une autre roue d'engrenage (36) solidaire du premier arbre (8). d) Au moins un premier et un deuxième volants (14, 15) montés solidairement au premier arbre (8) à l'intérieur du bâti (7), e) Un troisième et quatrième volants (16, 17) placés juxtaposés respectivement aux 25 premier et deuxièmes volant (14, 15) selon le même axe du premier arbre (8), entraînant chacun indépendamment un même arbre creux (18) placé coaxial autour du premier arbre (8). Chacun de ces troisième et quatrième volants (16, 17) est monté sur l'arbre creux (18) sur un roulement à prise irréversible (19, 20) et l'entraînent dans un même sens de rotation. Les juxtapositions de ces deux ensembles de volants, à savoir le 30 premier avec le troisième (14, 16) et le deuxième avec le quatrième (15, 17), laissent un espaces libre (21) en forme de couronne circulaire axée sur le premier arbre (8). f) Au moins deux séries distinctes de masselottes (22, 23,...), occupant chacune, les unes à la suite des autres les deux couronnes libres (21) citées ci-dessus, chaque masselotte (22, 23,...) étant équipée d'un aimant permanent sur chacune de ses faces de 35 manière à présenter à ses deux voisines des faces d'aimants de même pôle se repoussant. 3048460 5 g) Un premier ergot intérieur (24) équipant solidairement chacun des premier et deuxième volants (14, 15) poussant les deux ensembles de masselottes (22, 23,...) les unes à la suite des autres. h) Un deuxième ergot (25) intérieur équipant solidairement chacun des troisième et 5 quatrième volants (16, 17,) retenant les deux suites de masselottes (22, 23,...) de manière à provoquer leur compression les unes sur les autres. gi) Un blocage provisoire en rotation des troisième et quatrième volants (16, 17) provoqué par répulsion magnétique retenant le passage d'au moins un aimant permanent placé en périphérie de chacun de ces volants (26, 27) entre des aimants 10 placés sur des étriers (28, 29) fixés au bâti (7). j) Une première roue d'engrenage conique (30) montée solidairement au deuxième arbre creux (18), k) Une deuxième roue d'engrenage conique (31) montée en prise avec la première roue (30) sur un troisième arbre de sortie (32) perpendiculaire aux premier et deuxième 15 arbres (8 et 18), selon un coefficient multiplicateur. I) Un volant d'inertie (33) venant réguler la vitesse de sortie du troisième arbre. Ainsi défini, le dispositif fonctionne de la manière suivante : Les pulsions induites par la partie basse de l'amortisseur lorsque le véhicule se déplace sont transmises à la crémaillère (1) selon des mouvements linéaires alternés de bas en 20 haut lors des phases de compression de l'amortisseur et de haut en bas lors de ses phases de détente. Ces pulsions sont transmises à la roue dentée (2) qui est sollicitée librement en rotation dans les deux sens. Cette roue dentée (2) est solidaire de la première poulie (3) d'un diamètre supérieur à la roue dentée (2), ce qui apporte une première multiplication. 25 Cette première poulie (3) fait travailler en tension dans un premier sens le premier câble (4) lors des phases de compression de l'amortisseur. Une deuxième poulie (5) est également solidaire de la roue dentée (2) et fait travailler en tension dans un deuxième sens un deuxième câble (6) lors des phases de détente de l'amortisseur. 30 Les deux poulies (10, 11) entraînent alternativement et dans un même sens de rotation le premier arbre (8) du mécanisme de transformation qui compresse petit à petit les deux ensembles de masselottes (22, 23...) par les rotations des premier et deuxième volants 14, 15) d'une part et les troisième et quatrièmes volants (16, 17) d'autre part. Les deux volants (16, 17) sont retenus provisoirement en rotation par les dispositifs (28, 3048460 6 29)) fixés au bâti (7). Les deux volants (16, 17) sont libérés alternativement en entraînant à tour de rôle le deuxième arbre creux (18), celui-ci pouvant continuer sur son élan inertiel grâce aux deux roulements irréversibles (19, 20). Ainsi lancé par des pulsions additionnelles, le deuxième arbre creux (18) entraîne en 5 rotation la roue d'engrenage conique (30) couplée à une deuxième roue d'engrenage conique (31) de diamètre inférieur induisant une multiplication de la vitesse de sortie appliquée au troisième arbre (32) en sortie du mécanisme. Ce troisième arbre (32) entraîne un volant d'inertie (33) couplé à un alternateur alimentant les batteries du véhicule en permanence. 10 Le dispositif selon l'invention est destiné à transmettre l'énergie apportée par les pulsions d'un amortisseur de voiture se déplaçant à partir d'une crémaillère fixée à la partie inférieure de cet amortisseur, vers un mécanisme de transformation alimentant un alternateur, par une suite d'éléments mécaniques tels que roue d'engrenage, poulies et câbles permettant une souplesse de positionnement du mécanisme (un cube de 20 15 cm. d'arête), par exemple sur un coté à l'intérieur d'un coffre de véhicule de tourisme. REVENDICATIONS1- dispositif permettant d' alimenter un alternateur en liant la partie basse d'un amortisseur de véhicule à un mécanisme de transformation, caractérisé en ce qu'il comprend : A - Une crémaillère (1 ) fixée à la partie inférieure de l'amortisseur, cette crémaillère entraînant librement alternativement dans les deux sens de rotation une roue d'engrenage (2), B - Une première poulie (3) solidaire de la roue d'engrenage (2) entraînant un premier élément de transmission souple (4) dans un premier sens selon les phases de compression de l'amortisseur, C - Une deuxième poulie (5) solidaire de la roue d'engrenage (2) entraînant un deuxième élément souple de transmission (6) dans le deuxième sens selon les phases de détente de l'amortisseur, D - Un mécanisme de transformation recevant sur un premier arbre d'entrée (8) les pulsions induites par les actions alternées des deux éléments souples (4, 6) et les restituant sur un troisième arbre de sortie (32) lancé selon une rotation régulée. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux éléments de transmission souples (4, 6) sont des câbles. ,3 - Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé en ce que le premier câble (4) entraîne une troisième poulie (10) montée sur l'arbre d'entrée (8) du mécanisme sur un roulement irréversible (12) l'entraînant dans un sens unique de rotation, - Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé en ce que le deuxième câble (6 ) entraîne une quatrième poulie (11) monté sur un roulement irréversible et des moyens permettant à cette poulie d'entraîner l'arbre (8) dans le même sens unique de rotation., 15 - Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que la transformation mécanique s'effectue par la compression progressive suivie de la détente brutale d'une suite d'aimants permanents opposant leurs faces selon des pôles de signes identiques les uns à la suite des autres. ,6 - Dispositif selon les revendications 1) et 5) caractérisé en ce que les aimants sont disposés à l'unité sur chacun des deux cotés de plusieurs masselottes (22, 23...) guidées librement les unes à la suite des autres dans au moins deux espaces libres (21) en forme de couronnes axées sur le premier arbre (8) du mécanisme. 3048460 8 R7 - Dispositif selon les revendications 1), 5) et 6) caractérisé en ce que les espaces libres (21) sont délimitées chacun par la juxtaposition d'un volant (14, 15... ) entraîné par les pulsions du premier arbre (8) du mécanisme et un autre volant (16, 17... ) disposé suivant le même axe et entraînant un deuxième arbre creux (18) en rotation de sens - 5 unique autour du premier arbre (8) par l'intermédiaire d'un roulement irréversible (19, 20... ). R8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le volant (14, 15... ) est pourvu solidairement d'un premier ergot (24) comportant un seul aimant sur une face, entraînant, dans sa course en décrivant 10 l'espace libre (21), les masselottes (22, 23...) les unes à la suite des autres. R9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le volant (16, 17) est pourvu solidairement d'un deuxième ergot (25) retenant les masselottes (22, 23...) en provoquant par répulsion magnétique la compression progressive des espaces qui les séparent les unes des autres. 15 R10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la compression progressive des masselottes (22, 23...) et leur détente sont provoquées alternativement par au moins un élément (26) situé en périphérie du volant (16) , cet élément étant contrarié dans son orbite par un autre élément (28 ) fixé au bâti (7) dont il doit forcer le passage lorsque le couple qu'il développe est étalonné à cet 20 effet.