Moyen permettant d'accumuler et de restituer une force dont l'intensité est indifféremment constante ou progressive.
Comme on le sait, l'intensité de la force nécessaire pour comprimer ou pour allonger la plupart des ressorts n'est pas constante. L'accroissement de cette force est linéaire et donne une droite plus ou moins oblique, mais jamais une droite horizontale.
Deux ressorts font exception à cette règle, les ressort à spirale et les ressorts que l'on ceintre. Ces deux ressorts qui ne travaillent qu'en traction, ne permettent que des charges et des courses très limitées.
Pour récupérer une force constante, l'on doit donc recourir à un contre-poids avec tous les inconvénients qu'implique une telle solution: poids, inertie, volume parfois trop important, etc.
Si tant est qu'un "ressort" n'est autre qu'un moyen permettant d'accumuler un travail (déplacement d'une force) avant de restituer ce même travail, nous appelerons dorénavent "ressbrt", le moyen revendiqué par la présente demande de brevet et qui consiste à pouvoir accumuler un travail dont l'intensité de la force est constante, pendant tout ou partie de sa course, avant de restituer ce même travail avec une force dont l'intensité sera également constante.
La présente demande de brevet revendique donc un nouveau type de ressort qui, par rapport aux autres ressorts, offre l'avantage d'accumuler un travail avant de le restituer et ce, grâce à une force dont l'intensité peut, pendant tout ou partie de sa course, être constante et/ou progressive.
Pour commencer, la description de l'invention revendiquée par la présente demande de brevet n'exposera que les ressorts qui travaillent en traction.
La figure 1 représente une première forme de réalisation possible qui, comme toutes les autres qui seront,exposées dans la présente demande de brevet,n'est donnée qu'à titre purement exemplatif et non limitatif.
Soit un cylindre "c" qui est ouvert à une de ses bases et dans lequel coulisse un piston "P" que l'on déplace à l'intérieur du cylindre grâce à un axe "a". Dans la mesure où le vide aura été réalisé dans le cylindre, le piston devra, pour se déplacer, vaincre la pression atmosphérique. Quelle que soit la course du piston, la force restera constante et sera directement proportionnelle au carré du diamètre.
Comme réprésenté par la figure 2, la présente demande de brevet revendique également un deuxième mode de réalisation où l'étanchéité du piston est assurée par un joint "j" du type "chaussette" dont l'une des extrémités sera fixée au piston et l'autre à l'extrémité du cylindre qui est ouverte. Cette solution offre l'avantage d'offrir une étanchéité parfaite et d'éliminer totalement les frottements car la pression atmosphérique "collera" le 'joint contre les parois intérieures du cylindre et interdira à ce type de joint tout frottement.
Ce joint ne devant résister qu'à la pression atmosphérique, l'on pourra utiliser des matériaux très ordinaires. Quant au cylindre qui lui aussi ne devra résister qu'à la même pression, l'on pourra se contenter de tuyaux en aluminium, voire en plastique extrudé.
La figure 3 représente une troisième réalisation possible puisqu'il s'agit d'un simple tuyau du type "flexible" qui peut se déployer comme un acordéon. Lès deux extrémités de ce tuyau seront 'obturées hermétiquement pour réaliser le vide d'air dans le cylindre que l'on aura ainsi obtenu. Les bases du cylindre que constitue ce tuyau serviront de point d'encrage à la force que l'on veut appliquer et, ultérieurement, à la force que l'on voudra récupérer grâce à ce nouveau type de ressort.
Dans certains cas, il sera souhaitable que la force à appliquer au ressort soit, au début de sa course,-inférieure à la force maximum pour laquelle ce ressort-aura été calculé et qu'au départ l'intensité de la force qu'il faut appliquer à ce ressort croisse progressivement comme s'il s'agissait d'un ressort traditionnel.
Pour y arriver, il suffira d'avoir introduit dans le cylindre, ou dans'. le soufflet, une quantité d'air plus ou moins grande. La pression atmosphérique ne jouera donc pleinement qu'à partir du moment où cet air sera détendu au maximum.
Il va de soi que l'on pourra utiliser un autre gaz-que l'air, voire un autre fluide en phase liquide qui se vaporisera sous l'effet de la baisse de pression obtenue par le déplacement du piston.
L'on pourra également grâce à une soupape d'admission d'air appropriée, permettre l'introduction d'une certaine quantité d'air au fur et à mesure de la course du piston et ce pour réduire momentanément la force à appliquer au ressort. Cette soupape d'admission pourra être asservie d'une façon ou d'une autre à la 'course du piston.
Toutefois, lors de la restitution de la force accumulée par le ressort, la longueur de la course à force constante, ne sera pas aussi longue que celle obtenue dans la première partie du travail du ressort.
Toujours à titre exemplatif et non limitatif et comme le montre la figure 4, on pourra, toujours dans le but de rendre progressive l'intensité de la force absorbée par le déplacement du piston, placer un ressort de compression traditionnel entre le piston et la base fermée du cylindre.
Au moment où l'on réalisera le vide d'air dans la cylindre, la longueur de ce ressort traditionnel, travaillant à la compression, diminuera dans la mesure où sa résistance à la compression est inférieure à la force que la pression atmosphérique exerce sur le piston. Ce ressort se comprimera donc jusqu'à ce que l'intensité de sa force soit égale à la force exercée par la pression atmosphérique sur le piston, c'est à dire jusqu'au point d'équilibre.
L'intensité de la force à exercer sur le piston pour vaincre la pression atmosphérique sera donc nulle au départ et l'intensité de cette force croîtrera en fonction de la détente du ressort de compression. Il en résultera que la force à exercer sur le piston pour vaincre la pression atmosphérique sera -d'abord progressive pour devenir constante dès l'instant où le ressort de compression se sera entièrement détendu.
Il va de soi que cette solution, comme toutes les autres qui suivent, peut être appliquée également au soufflet représenté par la figure 3. Si la suite de l'exposé ne prendra plus en considération que le cas ,d'un piston travaillant dans un cylindre, c'est uniquement dans le but de faciliter la compréhension du texte.
Pour pouvoir- modifier facilement la , progressivité de la force du ressort faisant ;1' objet de l'invention, la présente demande de brevet .revendique également une autre solution qui consiste à-utiliser un ressort ,de compression traditionnel qui sera placé en dehors du cylindre et qui travaillera le long de l'axe solidaire du piston comme le montre la figure 5. Au dessus du cylindre sera placé une pièce appropriée "g" qui permettra de guider l'axe pendant toute la course du piston et qui servira, concomitamment, de butée à une des extrémités dudit ressort de compression. L'axe sera pourvu d'une butée "b" qui permettra de comprimer ledit ressort toutes les fois que le piston retournera vers la base du cylindre. Cette butée pourra être déplacée grâce à une vis de blocage ou par tout autre moyen.
Ce ressort modifiera donc, comme le précédent, la force exercée par la pression atmosphérique sur le piston. Par contre et grâce à la mobilité de la butée, cette solution offrira l'avantage de pouvoir modifier facilement l'intensité de la force exercée par la pression atmosphérique sur le piston puisque c'est la . position, que l'on donnera à cette butée, qui déterminera le moment à partir duquel- le ressort traditionnel commencera à se comprimer.
.Suivant une autre forme de réalisation, on pourra obtenir le même résultat en faisant travailler un ressort traditionnel, travaillant en traction, dont une des extrémités sera, à partir d'un certain moment, solidaire du cylindre et l'autre extrémité de ce ressort ,étant directement ou indirectement solidaire du piston. Comme l'indique la figure 6, une butée "b" qui reste constamment mobile le long de, l'axe sert de point d'encrage au ressort et ce n'est que quand le piston sera redescendu que cette butée sera bloquée et que le
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ressort de traction commencera à requérir une certaine force pour se détendre. Ainsi, quand le =piston sera revenu au point le plus bas, il subira une force dirigée de bas en haut qui réduira la force exercée par la pression atmosphérique.
Dans certains cas, l'on pourra également souhaiter que l'intensité de la force du ressort revendiqué par la présente demande de brevet soit, après avoir été constante, progressive jusqu'à la fin de la course du piston.
Pour ce faire, il suffira de placer, entre le piston et une butée solidaire du cylindre (g), un ressort traditionnel travaillant à la compression comme l'indique la figure 7. Dans,la mesure où la longueur de ce ressort traditionnel est inférieure à la course du piston, ce ressort ne commencera à se comprimer qu'à partir du moment ou la course du piston sera devenue inférieure à la longueur de ce ressort.
Pour continuer l'ascension du piston, il faudra donc comprimer le ressort traditionnel.
La figure 8 représente une autre forme de réalisation qui permet de modifier facilement l'intensité de cette force.
Soit une butée "b" pouvant être déplacée le long d'un axe solidaire du cylindre. Grâce à une vis de bloquage "v", cette butée pourra être bloquée à un endroit quelconque et déterminer ainsi la progressivité de la ,force de résistance qu'offre le ressort traditionnel de compression..Si la longueur du ressort est inférieure à la course du piston, la force à appliquer au départ sera égale à la pression atmosphérique et elle le restera
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course résiduelle du - piston. A ce moment,:' il faudra ajouter à la-.- force exercée par la -'/pression atmosphérique, une force égale à celle exercée par le ressort.
Il est intéressant de noter que l'utilisation de la pression atmosphérique permettra également de fabriquer des ressorts qui concurrenceront avantageusement les ressorts traditionnels qui subissent une force dont l'intensité est progressive du début jusqu'à la fin de la,course. Nombreux sont en effet les ressorts auxquels, dès le départ, on applique une force importante. Pour prendre un exemple chiffré, prenons le cas d'un ressort qui au départ devra subir une force de
500 Kg pour arriver, en fin. de course à une force de
750 Kg.
En plaçant dans le cylindre, comme à la figure 7, un ressort dont la longueur sera, cette fois, égale à la course du piston et dont la force ira de zéro à 250 Kg, on arrivera au même résultat que si l'on utilisait le ressort décrit au paragraphe précédent. En effet, il suffira que le cylindre ait un diamètre de 253
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lui appliquer une force de 500 kg à laquelle devront s'ajouter, progressivement, les 250 Kg que requiert le
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Le poids d'un soufflet comme illustré par la figure 3 ou d'un tube d'aluminium de 253 milimètres de diamètre intérieur étant particulièrement réduit, l'on aura économisé un poids important, économie qui se répercutera également sur le prix.
Lorsqu'il s'agira de réaliser un ressort travaillant en compression et non plus en traction, comme toutes les formes de réalisation qui ont été exposées ci-dessus, l'on pourra recourir à la forme de réalisation représentée par la fg 9.
Dans cette réalisation, la base du cylindre est percée d'un orifice qui permet le passage d'un axe qui transmet la force sur la base du piston qui est opposée à celle qui subit la pression atmosphérique. Pour assurer l'étanchéité il suffira de prévoir entre l'axe, qui pénètre dans le cylindre, et la base de ce même cylindre, un joint étanche. Pour des raisons pratiques, l'étanchéité de ce type de joint laissant souvent à désirer, l'on aura intérêt, comme le montre -la fg 9, à utiliser un soufflet ou un tuyau flexible, dont une des bases sera fixée à la base du cylindre à travers laquelle passe l'axe qui reçoit la force de compression et l'autre extrémité de ce même soufflet au sommet de cet axe.
Il est intéressant de noter que cette dernière forme de réalisation permet au ressort de travailler concomitamment en traction et en compression. En effet, si le cylindre est fixé d'une façon ou d'une autre à un bâti, par exemple, une force pourra être appliquée, alternativement ou concomitamment à l'axe qui pénètre dans le cylindre et qui reçoit une.force de compression et une autre force, de traction celle-là, pourra être appliquée à l'autre face du piston.
La force appliquée au ressort qui fait l'objet de la présente demande de brevet, tout comme celle qu'il restituera, sera donc toujours, pendant tout ou partie de sa course, égale à la pression atmosphérique que subira la face du piston ou la base du cylindre que l'on
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La pression atmosphérique n'étant pas constante il est possible que malgré la faible amplitude de ses variations, il soit nécessaire que le ressort garde une force identique à elle-même. Pour ce faire, on pourra recourir à l'intermédiaire d'un levier, le point d'application du ressort pouvant être déplacé comme le montre la figure 10. Soit un levier à l'extrémité duquel est appliquée la force à transmettre au ressort. Le point d'application de cette force pouvant se déplacer sous l'effet d'un soufflet, rempli d'un fluide approprié et qui subit la pression atmosphérique.
Si la pression -atmosphérique augmente, la longueur de ce soufflet diminuera et le point d'application du ressort se rapprochera du point de résistance du levier et, inversément, si la pression atmosphérique diminue. La force obtenue à l'autre extrémité du levier sera donc constante.
En conclusion, le ressort revendiqué par la présente demande de brevet, pourra donc accumuler indifféremment, pendant tout ou partie de sa course, une force dont l'intensité sera constante, une force dont l'intensité sera d'abord progressive avant d'être constante, une force dont l'intensité sera, d'abord constante avant de devenir progressive ainsi qu'une force qui après avoir été progressive puis constante, 'redeviendra progressive.
Revendications.
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annexe.