Brevet FR3149800A1 — publié le 20241220

Titre : Dispositif de récupération d'énergie pour machine de sport comprenant une poulie L’invention concerne dispositif (200) de récupération d’énergie destiné à être couplé à une machine (100), le dispositif (200) comprenant : - un châssis ; - une roue montée à rotation sur le châssis (210), et - un générateur d’énergie électrique, caractérisé en ce que le châssis comprend : - une première partie ; - une deuxième partie portant la roue et le générateur d’énergie, - des moyens de réglage d’une orientation de la première partie par rapport à la deuxième partie. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de récupération d'énergie pour machine de sport comprenant une poulie Domaine de l’invention Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication de matériel de sport. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de récupération d'énergie pour machine de sport comprenant une poulie. Etat de la technique Les machines de sport permettent aux pratiquants d'exercer une activité physique afin de stimuler une ou plusieurs parties de leur corps. Classiquement, les machines de sport sont accessibles dans des salles de sport. Depuis quelques années, l'écologie devient un argument de vente important qui séduit les consommateurs, et les salles de sport n'y échappent pas. En effet, certaines salles de sport mise sur l'écologie pour attirer de nouveaux clients et fidéliser les clients qu'elles comptent déjà. Pour cela, un accent particulier est mis sur l'équipement et notamment sur les machines de sport. Plus précisément, les salles de sport mettent en avant le fait que les machines de sport sont moins énergivores et/ou qu'elles permettent de créer de l'énergie, notamment pour l'alimentation électrique de la salle de sport ou encore pour le rechargement des appareils mobiles détenus par les utilisateurs. À ce titre, on peut citer les vélos qui présente une roue d'inertie utilisée pour entraîner un générateur de courant électrique. Ce type de machine est d’ailleurs utilisé dans les halls de gare et d’aéroports pour permettre aux voyageurs de recharger leurs appareils mobiles tout en pratiquant un exercice physique durant quelques minutes. Toutefois, toutes les machines de sport ne sont pas utilisées pour la fabrication d'énergie électrique. C'est notamment le cas des machines de sport qui comprennent une poulie permettant de guider un câble actionné par l'utilisateur de la machine pour soulever des poids. Dans ces machines, des poids sont solidarisés à une première extrémité du câble et un organe de préhension est solidarisé à une deuxième extrémité du câble. En exerçant une force de traction sur l'organe de préhension, l'utilisateur, grâce à la poulie qui forme un renvoi d’angle, soulève les poids. En variante des poids, un organe de rappel classiquement déformable peut être utilisé. Lorsque l'utilisateur exerce un effort de traction sur l'organe de préhension, le câble fait tourner la poulie autour d'un axe de rotation. Certaines machines ont d’ailleurs été développées pour récupérer l’énergie offerte par la rotation des poulies. Ces machines utilisent des technologies basées sur le fonctionnement des dynamos. Les dispositifs de récupération d'énergie sont alors intégrés directement sur un châssis de la machine de sport et présente une sortie permettant le stockage d'une énergie électrique produite dans une batterie par exemple. Toutefois, il a été constaté que les machines de sport ont une durée de vie de 10 à 20 ans. Autrement dit, les propriétaires des salles de sport renouvellent leur machine en moyenne tous les 15 ans. Dès lors, dans la plupart des salles de sport actuelle, les machines de sport sont dépourvues de dispositif de récupération d'énergie et leur remplacement n'est pas prévue avant de nombreuses années. Il existe alors un besoin d'adapter les dispositifs de récupération d'énergie aux machines de sport actuelles. Des dispositifs ont déjà été conçus pour permettre la récupération d'énergie sur des éléments tournant. À titre d'exemple, le document de brevet publié sous le numéro CN113483079 décrit un dispositif de récupération d'énergie destinée à être installé sur une grue. Ce dispositif comprend une roue destinée à coopérer avec une poulie de la grue la poulie étant entraînée en rotation par un câble permettant le déplacement de charges. Un tel dispositif présente certains inconvénients. Premièrement, ce dispositif présente un encombrement important qui ne permet pas son adaptation à différentes machines, notamment à différentes machines de sport. En effet, dans les salles de sport les machines sont souvent positionnées les unes à côté des autres ce qui limite la place disponible pour l'installation d'un dispositif de récupération d'énergie. Deuxièmement, la coopération de la roue du dispositif avec la poulie peut empêcher la bonne rotation de la poulie. Cela s'explique notamment par le fait que si le dispositif de récupération d'énergie vient à se bloquer, alors il agit comme un frein sur la rotation de la poulie. Dans le cas d'une machine de sport, le blocage de la poulie rend inutilisable la machine de sport. De plus, si la poulie vient à se bloquer de manière brutale, cela peut entraîner une blessure de l'utilisateur. Enfin, les machines de sport étant différentes d’un constructeur à un autre, il faudrait autant de dispositifs qu’il y a de machines différentes. En d’autres termes, le dispositif décrit dans le document de brevet publié sous le numéro CN113483079 devrait être reconçu pour chaque machine, ou à tout le moins pour chaque constructeur de machines. Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer un dispositif de récupération d’énergie qui soit adaptable à différentes machines de sport de manière simple et rapide. L’invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif de récupération d’énergie qui soit peu encombrant tout en offrant une production d’énergie importante. L’invention a en outre pour objectif de fournir un tel dispositif qui soit simple de fabrication et d’installation. Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet un dispositif de récupération d’énergie destiné à être couplé à une machine de sport comprenant une poulie entrainée en rotation autour d’une tige par un câble, le dispositif comprenant : - un châssis destiné à être fixé à la machine ; - une roue montée à rotation sur le châssis et destinée à être entrainée en rotation par le câble de la machine, et - un générateur d’énergie électrique solidaire du châssis et couplé à la roue, caractérisé en ce que le châssis comprend : - une première partie de solidarisation à une machine, présentant une première articulation par laquelle la première partie est destinée à être fixée à la tige pour permettre au moins une rotation du châssis selon un axe principal parallèle à la tige ; - une deuxième partie portant la roue et le générateur d’énergie, reliée à la première partie par une deuxième articulation pour permettre au moins une rotation de la deuxième partie par rapport à la première partie selon un axe de rotation transversal à l’axe principal, - des moyens de réglage d’une orientation de la première partie par rapport à la deuxième partie. Grâce à la première articulation et à la deuxième articulation, le dispositif peut être adapté et installé sur n’importe quelle machine ou quasiment. En effet, la première articulation et la deuxième articulation permettent de positionner la roue précisément par rapport au câble de sorte à en assurer son entraînement. Selon un aspect avantageux, la première articulation présente un pivot défini par un trou pratiqué dans la première partie du châssis. Une telle définition de la première articulation permet de réaliser la rotation du châssis par rapport à la tige, c’est-à-dire par rapport à l’axe principal, de manière simple. Selon un autre aspect avantageux, la première articulation comprend également une entretoise d’adaptation du trou à un diamètre de la tige, le dispositif comprenant également des moyens de serrage de la première partie sur la tige. Une telle entretoise permet d’améliorer encore l’adaptabilité du dispositif par rapport aux différentes machines. Selon un autre aspect avantageux, l’entretoise est montée amovible par rapport au trou. En changeant l’entretoise il est possible de conserver un dispositif lors du remplacement d’une machine. En d’autres termes, cela permet de limiter encore l’impact écologique du dispositif. Selon un autre aspect avantageux, la première partie du châssis inclut : - une première portion et une deuxième portion montées en translation l’une par rapport à l’autre selon un axe de translation transversal à l’axe principal et à l’axe de rotation, - des moyens de blocage en translation de la deuxième portion par rapport à la première portion. La translation de la première portion par rapport à la deuxième portion permet de positionner la roue le plus près du câble pour en favoriser son entraînement et donc la production d’énergie. En outre, cela offre une grande adaptabilité au dispositif puisque la taille du dispositif peut être adaptée afin de répondre à la configuration de la machine et notamment à l’espace disponible à l’intégration du dispositif. Selon un autre aspect avantageux, les moyens de blocage comprennent une rainure pratiquée sur la deuxième portion et un pion présentant une portion filetée destinée à traverser la rainure de la deuxième portion pour venir se visser dans un taraudage pratiqué dans la première portion, le vissage du pion dans le taraudage provoquant le blocage en translation de la première portion par rapport à la deuxième portion. De tels moyens de blocage permettent de régler de manière simple et rapide la taille du dispositif en fonction de la machine sur laquelle le dispositif est installé. Selon un autre aspect avantageux, les moyens de réglage comprennent : - un premier élément arqué solidaire de la première partie du châssis ; - un deuxième élément arqué solidaire de la deuxième partie du châssis, destiné à coopérer avec le premier élément arqué, et - un organe de blocage du deuxième élément arqué par rapport au premier arqué. De tels moyens de réglage permettent de régler de manière simple et rapide la position de la deuxième partie du châssis par rapport à la première partie du châssis, et donc la position de la roue par rapport au câble de manière simple et rapide. Selon un autre aspect avantageux, le dispositif comprend également un galet mobile en translation sur la deuxième partie du châssis entre une première position distante de la roue et une deuxième position rapprochée de la roue. Un tel galet permet de forcer la coopération entre le câble et la roue pour assurer la rotation de la roue, et donc la production d’énergie, lors de l’utilisation de la machine par un sportif. Selon un autre aspect avantageux, le dispositif comprend également un organe de rappel du galet dans sa deuxième position. L’organe de rappel permet le maintien du galet dans sa deuxième position de sorte à favoriser la coopération entre le câble et la roue pour la production d’énergie. Figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés décrits ci-après. La est une représentation schématique de côté d’une machine de sport comprenant un dispositif de récupération d’énergie selon l’invention. La est une représentation schématique en perspective avant d’un dispositif de récupération d’énergie selon l’invention, selon un premier mode de réalisation. La est une représentation schématique en perspective arrière d’un dispositif de récupération d’énergie selon l’invention. La est une représentation schématique en perspective arrière d’un dispositif de récupération d’énergie selon l’invention, comprenant un médaillon de détail à échelle agrandie. Description détaillée de l’invention En référence à la , une machine 100 de sport comprenant un dispositif 200 de récupération d'énergie est illustrée. La machine 100 de sport comprend une poulie 110 entraînée par un câble 120, par l'intermédiaire d'un organe de préhension 130. Plus précisément, la machine 100 comprend un cadre, et la poulie 110 est montée à rotation sur le cadre de la machine 100 autour d'une tige 140 solidaire dudit cadre. L'organe de préhension 130 est fixé à une première extrémité du câble 120. À une deuxième extrémité, non représentée sur les figures, le câble 120 est couplé à un ou plusieurs poids. En exerçant un effort de traction sur l'organe de préhension 130, l'utilisateur, via la poulie 110, peut ainsi soulever le ou les poids. Cela provoque alors un déplacement du câble 120, guidé par la poulie 110, qui peut être utilisé pour générer une énergie telle que de l'électricité. Pour cela, la machine 100 est équipée d'un dispositif 200 de récupération d'énergie. Le dispositif 200 est à présent décrit en référence aux figures 2 à 4. Le dispositif 200 comprend : - un châssis 210 destiné à être fixé sur la machine 100 ; - une roue 220 montée à rotation sur le châssis 210, et - un générateur 230 d'énergie électrique. Comme cela sera expliquée par la suite, le générateur 230 d’énergie électrique est couplé à la roue 220 pour permettre la production de courant électrique. Le générateur 230 d’énergie est basé sur la technique de la dynamo largement connue. Pour produire de l’énergie électrique, la roue 220 est ainsi destinée à être entrainée en rotation par le câble 120 de la machine 100. Le générateur 230 d’énergie comprend alors une roue à cliquet 231 destinée à être entrainée en rotation selon un premier sens de déplacement du câble 120 et libre de rotation selon un deuxième sens de déplacement du câble 120, inverse au premier sens de déplacement. En outre, tel que cela est illustré par les figures 1 à 4, le dispositif 200 comprend également un amplificateur 240 permettant d’augmenter une tension électrique fournie par le générateur 230 d’énergie électrique. L’amplificateur 240 prend par exemple la forme d’un hacheur qui convertit une tension continue en sortie du générateur 230 d’énergie électrique en une autre tension continue de plus forte valeur exploitable par des équipements électriques. Afin de permettre l’adaptabilité du dispositif 200 à différentes machines 100, le châssis 210 est conçu spécifiquement. Plus précisément, le châssis 210 comprend : - une première partie 211 de solidarisation à la machine 100 ; - une deuxième partie 212 portant la roue 220 et le générateur 230 d’énergie, mobile par rapport à la première partie 211, - des moyens de réglage 213 d’une orientation de la première partie 211 par rapport à la deuxième partie 212. En référence à la , la première partie 211 du châssis 210 présente une première articulation 214 par laquelle la première partie 211 est destinée à être fixée à la tige 140. La première articulation 214 permet au moins une rotation du châssis 210 selon un axe principal P parallèle à la tige 140. En d’autres termes, la première partie 211 peut pivoter autour de la tige 140. Toujours en référence à la , la deuxième partie 212 est reliée à la première partie 211 par une deuxième articulation 215 pour permettre au moins une rotation de la deuxième partie 212 par rapport à la première partie 211. La rotation de la deuxième partie 212 par rapport à la première partie 211 est réalisée selon un axe de rotation R transversal à l’axe principal P. Par « transversal », il est entendu que l’axe de rotation R et l’axe principal P forment, dans un plan, un angle compris entre 30° et 150°. De préférence, dans ledit plan, l’axe de rotation R et l’axe principal P forment un angle de 90°. En référence aux figures 2 à 4, la première articulation 214 présente un pivot défini par un trou pratiqué dans la première partie 211 du châssis 210. Le trou est ainsi destiné à recevoir la tige 140 pour permettre la rotation du châssis 210 selon l’axe principal P. Afin de permettre la compatibilité du dispositif 100 à différentes machines 100, notamment à différentes tailles de machines 100, et donc différents diamètres de tiges 140, la première articulation 214 comprend également une entretoise 216 d’adaptation du trou au diamètre de la tige 140. L’entretoise 216 est montée amovible par rapport au trou. Ainsi, en fonction de la machine 100, et notamment du diamètre de la tige 140, l’entretoise 216 est changée pour permettre un ajustement au jeu fonctionnel près du châssis 210 à la tige 140. Pour maintenir un positionnement du châssis 210 sur la machine 100, et plus précisément sur la tige 140, le châssis 210 comprend également des moyens de serrage 217 de la première partie 211 sur la tige 140. Les moyens de serrage 217 prennent notamment la forme d’un écrou destiné à venir en prise hélicoïdale avec la tige 140 qui présente alors un filetage. L’adaptabilité du dispositif 200 à différentes machines 100 est notamment rendue possible par le fait que la première partie du châssis 211 inclut : - une première portion 211a et une deuxième portion 211b montées en translation l’une par rapport à l’autre selon un axe de translation T, - des moyens de blocage 218 en translation de la deuxième portion 211b par rapport à la première portion 211a. L’axe de translation T est transversal à l’axe principal P et à l’axe de rotation R. La mobilité relative entre la première portion 211a et la deuxième portion 211b permet de positionner la roue 220 portée par la deuxième partie 212 du châssis 210 au plus près du câble 120 de la machine 100 pour permettre son entraînement par ledit câble 120. La première portion 211a présente la première articulation 214 et la deuxième partie 212 du châssis est liée à la deuxième portion 211b de la première partie 211 du châssis 210 par l’intermédiaire de la deuxième articulation 215. Selon le mode de réalisation illustré par les figures 1 à 4, la deuxième articulation 215 se présente sous la forme d’une charnière. Comme illustré par les figures 2 à 4, les moyens de blocage 218 comprennent une rainure pratiquée sur la deuxième portion 211b et un pion présentant une portion filetée destinée à traverser la rainure de la deuxième portion 211b pour venir se visser dans un taraudage pratiqué dans la première portion 211a. Le vissage du pion dans le taraudage provoque alors le blocage en translation de la première portion 211a par rapport à la deuxième portion 211b par serrage de la deuxième portion 211b sur la première portion 211a via le pion. En référence aux figures 4, l’adaptabilité du dispositif 200 à différentes machines 100 est également rendue possible par le fait que les moyens de réglage 213 comprennent : - un premier élément arqué 213a solidaire de la première partie 211 du châssis 210 ; - un deuxième élément arqué 213b solidaire de la deuxième partie 212 du châssis 210, destiné à coopérer avec le premier élément arqué 213a, et - un organe de blocage 213c du deuxième élément arqué 213b par rapport au premier arqué 213a. Plus spécifiquement, en référence au médaillon de détail à échelle agrandie de la , le premier élément arqué 213a est solidaire de la deuxième portion 211b de la première partie 211 du châssis 210. Le deuxième élément arqué 213b est, quant à lui, solidaire de la deuxième partie 212 du châssis 210. Le premier élément arqué 213a présente une fente formant glissière et le deuxième élément arqué 231b présente un trou taraudé (non visible sur les figures) dans lequel vient se visser un l’organe de blocage 213c qui présente alors une portion filetée. La manipulation de l’organe de blocage 213c en vissage dans le trou taraudé du deuxième élément arqué 213b provoque le serrage du premier élément arqué 213a contre le deuxième élément arqué 213b et donc leur immobilisation relative, à l’instar du fonctionnement des moyens de blocage 218 de la première partie 211 du châssis 210, précédemment décrits. A l’inverse, la manipulation de l’organe de blocage 213c en dévissage par rapport au trou taraudé du deuxième élément arqué 213b provoque le desserrage du premier élément arqué 213a par rapport au deuxième élément arqué 213b et donc leur mobilité relative. En référence aux figures 1 à 4, le dispositif 200 comprend également un galet 250 mobile en translation sur la deuxième partie 212 du châssis 210. Le galet 250 est mobile entre une première position distante de la roue 220 et une deuxième position rapprochée de la roue 220. Plus particulièrement, le galet 250 comprend un arbre 251 reçu dans une échancrure 2121 formant guide pratiquée dans la deuxième partie 212. Le galet 250 permet de forcer la mise en appui de la roue 220 contre le câble 120 de la machine 100. Pour cela, le dispositif 200 comprend également un organe de rappel 260 du galet 250 dans sa deuxième position. En référence au médaillon de détail à échelle agrandie de la , l’organe de rappel 260 se présente sous la forme d’un ressort de traction couplé d’une part à un picot 2122 fixe solidaire de la deuxième partie 212 du châssis 210 et, d’autre part, à l’arbre 251 du galet 250. D’autres types d’organes de rappel pourraient être utilisés en remplacement du ressort. Le dispositif 200 qui vient d’être décrit est installé comme suit sur une machine 100. Tout d’abord, l’installateur détermine l’entretoise 216 à utiliser en fonction du diamètre de la tige 140 de la poulie 210 de la machine 100. Ensuite, l’utilisateur insert l’entretoise 216 dans le trou de la première partie 211 du châssis 210. L’utilisateur règle alors la longueur de la première partie 211 du châssis 210 pour approcher la roue 220 du câble 120. Simultanément au réglage de la longueur de la première partie 211 du châssis 210, l’installateur fait pivoter le châssis 210 autour de la tige 140, selon l’axe principal P, grâce à la première articulation 214. Lorsque la roue 220 est à proximité du câble 120, l’utilisateur sélectionne alors l’angle entre la première partie 211 et la deuxième partie 212 du châssis 210 pour positionner la roue 220 contre le câble 120. Pour positionner la roue 220 contre le câble 120, le galet 250 est déplacé à l’encontre de l’organe de rappel 260 afin de positionner le câble 120 entre la roue 220 et le galet 250, puis le galet 250 est relâché pour venir appuyer le câble 120 contre la roue 220 par l’action de l’organe de rappel 260. Lorsque la roue 220 est en appui sur le câble 120, l’installateur met en place les moyens de serrage 217 de sorte à maintenir en position le dispositif 200 sur la machine 100. Ainsi, lorsque le dispositif 200 est installé, chaque action d’un utilisateur sur l’organe de préhension 130 pour soulever un ou des poids provoque un entrainement de la roue 220 par contact avec le câble 120, et donc une production d’énergie électrique par le générateur 230. L’énergie électrique produite peut être stockée dans des batteries permettant de la restituer pour l’alimentation d’une source lumineuse de la salle de sport ou le rechargement d’appareils nomades via des prises ad hoc. Dispositif (200) de récupération d’énergie destiné à être couplé à une machine (100) de sport comprenant une poulie (110) entrainée en rotation autour d’une tige (140) par un câble (120), le dispositif (200) comprenant : - un châssis (210) destiné à être fixé à la machine(100) ; - une roue (220) montée à rotation sur le châssis (210) et destinée à être entrainée en rotation par le câble (120) de la machine (100), et - un générateur (230) d’énergie électrique solidaire du châssis (210) et couplé à la roue (220), caractérisé en ce que le châssis (210) comprend : - une première partie (211) de solidarisation à une machine (100), présentant une première articulation (214) par laquelle la première partie (211) est destinée à être fixée à la tige (140) pour permettre au moins une rotation du châssis (210) selon un axe principal (P) parallèle à la tige (140) ; - une deuxième partie (212) portant la roue (220) et le générateur (230) d’énergie, reliée à la première partie (211) par une deuxième articulation (215) pour permettre au moins une rotation de la deuxième partie (212) par rapport à la première partie (211) selon un axe de rotation (R) transversal à l’axe principal (P), - des moyens de réglage (213) d’une orientation de la première partie (211) par rapport à la deuxième partie (212). Dispositif (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première articulation (215) présente un pivot défini par un trou pratiqué dans la première partie (211) du châssis (210). Dispositif (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première articulation (215) comprend également une entretoise (216) d’adaptation du trou à un diamètre de la tige (140) et en ce que le dispositif (200) comprend des moyens de serrage (217) de la première partie (211) sur la tige (140). Dispositif (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’entretoise (216) est montée amovible par rapport au trou. Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la première partie (211) du châssis (210) inclut : - une première portion (211a) et une deuxième portion (211b) montées en translation l’une par rapport à l’autre selon un axe de translation (T) transversal à l’axe principal (P) et à l’axe de rotation (R), - des moyens de blocage (218) en translation de la deuxième portion (211b) par rapport à la première portion (211a). Dispositif (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de blocage (218) comprennent une rainure pratiquée sur la deuxième portion (211b) et un pion présentant une portion filetée destinée à traverser la rainure de la deuxième portion (211b) pour venir se visser dans un taraudage pratiqué dans la première portion (211a), le vissage du pion dans le taraudage provoquant le blocage en translation de la première portion (211a) par rapport à la deuxième portion (211b). Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réglage (213) comprennent : - un premier élément arqué (213a) solidaire de la première partie (211) du châssis (210) ; - un deuxième élément arqué (213b) solidaire de la deuxième partie (2112) du châssis (210), destiné à coopérer avec le premier élément arqué (213a), et - un organe de blocage (213c) du deuxième élément arqué (213b) par rapport au premier arqué (213a). Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend également un galet (250) mobile en translation sur la deuxième partie (212) du châssis (210) entre une première position distante de la roue (220) et une deuxième position rapprochée de la roue (220). Dispositif (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend également un organe de rappel (260) du galet (250) dans sa deuxième position. Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend également un amplificateur (240) permettant d’augmenter une tension électrique fournie par le générateur (230) d’énergie électrique.