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"Moyeu à suspension élastique irécupérateur de l'éner- gie"des secousses des véhicules".
Lorsqu'un véhicule quelconque roule sur le sol, la force motrice qui est appliquée à ce véhicule est utilisée pour vaincre deux espèces de résistances : des résistances que l'on peut appeler "résistances indispensables" et qu'il faut absolument surmonter pour produire le mouvement (frottement de la route et résis- tance de l'air, par exemple) et des résistances que l'on peut appeler "résistances fortuites" (chocs pro- duits par les aspérités de la route, par exemple). Ces résistances fortuites sont en général loin d'être né- gligeables et l'énergie utilisée pour les vaincre non seulement est dépensée inutilement, mais encore est transformée en vibrations qui font subir au véhicule des secousses désagréables.
L'invention a pour objet'un dispositif per- mettant d'éviter ces'inconvénients'et.d'amortir ces
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secousses et ces vibrations par emmagasinage de l'énergie, cette énergie étant ensuite restituée sous forme d'énergie motrice.
On a déjà proposé des dispositifs permet- tant de transformer l'énergie des vibrations en énergie motrice ; mais, dans ces dispositifs, les secousses actionnaient un organe moteur (par exem- ple un cliquet) qui produisait directement une im- pulsion sur un rochet solidaire des roues motrices.
Il en résultait que, si la roue motrice tournait à une vitesse élevée (par exemple dans le cas d'une bicyclette ou d'une automobile), les oscillations ou secousses ne pouvaient transmettre une propul- sion au véhicule que si elles étaient d'amplitude suffisante et que si elles se produisaient à grande vitesse. Dans le cas contraire, l'organe moteur, que l'on a supposé ,être un cliquet, se déplaçait, sous l'influence des oscillations, à une vitesse angulaire moindre que celle de la roue et, par suite, il ne pouvait y avoir aucune impulsion donnée à cet- te dernière.
L'invention permet au contraire, et ceci est une de ses caractéristiques principales, la récu- pération de toute l'énergie des Vibrations et des oscillations quelles qu'en soient l'amplitude et la vitesse. A cet effet, dans un mode de réalisation du dispositif qui fait l'objet de l'invention, l'or- gane moteur, au lieu d'agir directement sur la, roue motrice, agit sur un organe intermédiaire d'emmaga- sinage, lequel accumule dans un ressort l'énergie transmise @@@@ l'organe moteur. Lorsque ce ressort
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est bandé à un degré'suffisant, il ést déclanché automatiquement et met en mouvement, à grande vi- tesse, un barillet de transmission qui attaque la roue motrice et lui transmet l'énergie ainsi emma- gasinée.
Sur le dessin annexé, on a représenté, schématiquement et à titre d'exemples seulement, divers modes de réalisation de l'invention :
La figure 1 représente une vue de profil , du côté droit, de l'ensemble du dispositif appliqué à la roue avant d'une bicyclette;
La figure 2 est une vue de profil, avec coupe partielle,'du côté gauche, de l'ensemble du dispositif ci-dessus ;
La figure 3 est une coupe à, plus grande échelle-par III-III de la figure 1;
Les figures 4 et 5 sont des vues de l'or- gane d'emmagasinage,, dans deux positions différen- tes;
La figure 6 est une vue de profil du méca- nisme servant à transmettre le mouvement des oscillations à la roue dentée qui permet d'accumu- ler l'énergie des oscillations;
La figure 7 représente une bicyclette équipée avec le dispositif qui fait l'objet de , l'invention;
Les figures 8 et 9 montrent une variante du dispositif ci-dessus, particulièrement applica- ble à des véhicules robustes à déplacement lent,;
Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, la fourche avant 6 de la bicyclette prend appui sur des manetons 1 fixés à des biellettes 2 calées sur
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un axe 3 autour duquel tourne la roue de la bi- cyclette. L'axe 3 est lui-même libre de tourner dans un manchon 3' (figure 3). A l'autre extré- mité de l'arbre 3 est fixé un cône à billes comme dans les bicyclettes ordinaires. Le manchon 3' tourne à son tour dans le manchon 4' dans lequel est calé l'autre cône de.roulement à billes ; une tige 5 est fixée à un disque 4 solidaire du manchon 4'.
Cette tige prend appui sur les montants 6 de la fourche, par l'intermédiaire de galets 8.
Une encoche 9 ménagée dans le pourtour du disque 4 permet de limiter les oscillations des manetons 1. La pression des montants 6 sur les manetons l est équilibrée par un dispositif amor- tisseur représenté sur la figure 2, dans lequel une tige 10 est solidaire d'un barillet 7 à l'in- térieur duquel se trouve un ressort-spiral 11.
Une extrémité 12 de ce ressort est fixée à une pièce solidaire de l'axe 3 et l'autre extrémité 13 de ce ressort est attachée à un levier 13' pivotant autour de l'axe 3 et muni d'un rochet 14; ce rochet vient en prise avec des dents 15 de la surface du barillet. Ce dernier ne peut tourner sous l'ac- tion du ressort en raison de l'appui du galet 8' sur le montant 6 de la fourche; le poids reposant sur le montant 6 se trouve ainsi équilibré par la tension du ressort 11. Pour faire varier cette ten- sion suivant le poids du cycliste, il suffit de dé- placer le rochet 14 sur les dents 15. Les manetons 1 se trouvent ainsi suspendus au milieu de l'encoche 9 et tout choc subi par .la roue a pour effet de faire
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osciller les leviers 2.
Le dispositif qui vient d'être décrit joue en premier lieu le rôle d'amortisseur et constitue, en lui-même et indépendamment de tout autre appa- reil, un mécanisme de fourche élastique d'une sim- plicité et d'une efficacité très grandes.
Conformément à l'invention, on peut égale- ment utiliser ce dispositif amortisseur pour récu- pérer l'énergie des chocs qu'il amortit (voir en particulier les figures 3, 4, 5 et 6). A cet effet, -folle une roue à rochet 23 montée/sur l'axe 3 se trouve fixée à l'extrémité d'un ressort--spiral 16 dont l'autre extrémité est fixée à un barillet 17 égale- ment fou sur l'axe 3. Sur le côté de ce barillet, se trouve un cliquet 18 sollicité par un ressort, de manière que son extrémité 19 s'abaisse vers l'axe 3.
Le cliquet 18 porte un ressaut 20 qui vient norma- lement s'appuyer contre une butée 21 solidaire d'un secteur 22 faisant corps avec le manchon 4'.A sa partie extérieure, le barillet 17 porte une denture 24 qui vient en prise avec une dent à ressort 25 so- lidaire elle-même du moyeu 26 de l' arbre. Ce moyeu tourne à la manière habituelle sur un roulement à billes 27 et renferme, à l'intérieur, tout le méca- nisme de récupération d'énergie qui fait l'objet de l'invention.
La roue dentée 23 sert à accumuler l'énergie des oscillations commiquées à la bicy- clette grâce au dispositif suivant :
Par une combinaison d'organes qui sera décrite ultérieurement les diverses oscillations de la selle ou les oscillations des biellettes 2 sous
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l'influence du déplacement de l'axe 3 ou des mane- tons 1 sont transmises .à la roue 23 par un système 'd'encliquetage qui fait tourner cette roue dans le sens de la flèche F. En outre, sur le secteur fixe
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idtrouvent Ilt 22, s{lfmoorxwiun ou deux cliquets (ou dents à res- sort) 28 et 28' qui ont pour effet de s'opposer à la rotation de la roue 23 dans le sens inverse de la flèche F.
Par suite, à chaque impulsion que reçoit la roue 23 du fait des secousses de la,'bicyclette, cette roue tourne dans le sens de la flèche F sans pouvoir revenir en arrière. Cornue, d'autre part, le ressaut 20 du cliquet 18 vient prendre appui sur la butée 21:et empêche, par conséquent, le baril- let de tourner dans le sens de la flèche, il en résulte que le ressort 16 se bande peu à peu, au fur et à mesure que la roue 23 tourne.
Mais, sur le moyeu de la roue 23, se trouve calée une came 29 disposée de telle façon qu'elle puisse soulever l'extrémité 19 du cliquet 18 d'une quantité suffisante pour que le ressaut 20 vienne passer par dessus la butée 21. Lorsque la roue 23 au- ra tourné d'une quantité suffisante; la came 29 viendra donc soulever le cliquet 18 (voir fig. 5) et /du ressorte sous 1'effet de la tension-/@@ 16, le barillet 17 tournera brusquement et rapidement.
La denture 24 et le doigt 25 sont orientés de telle sortece mouvement le rochet en- traîne le moyeu 26 de la roue et donne à celle-ci une impulsion énergique, après quoi,le barillet 17 ayant exécuté un tour ou une fraction de tour, le cliquet 18 revient à la position de la figure 4 et
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immobilise à nouveau le barillet jusqu'à ce que la roue 23 ait tourné d'une certaine quantité et ait fait ainsi une nouvelle provision d'énergie.
Pendant la durée d'immobilisation'du ba- rillet 17, le moyeu 26 tourne librement, @@ le doigt 25 sautant sur les dents 24.
On pourra régler initialement, suivant le poids du cycliste, la tension du ressort 16, en faisant tourner la roue 23,par un dispositif quel- conque,dans le sens de la flèche F.
Le mécanisme qui permet de transmettre à la roue 23 les secousses ou les oscillations a été représenté sur la figure 6. Deux secteurs 22 et 31 sont calés, l'un sur l'axe 3, l'autre sur le manchon 3'. Au manchon 3' est également fixé un bras 3" (fig. 1,3 et 7) relié par un câble 32 au levier 37 du support élastique de la selle de la bicyclette.
Le bras 3" est rappelé par un ressort 48 à sa posi- tion de repos déterminée par une butée 49 (fig.l).
Le secteur 22 porte deux doigts à ressort 28 et 28' et le secteur 31 porte deux,doigts à ressort 33 et 33'; chacun de ces deux doigts est décal @@@@ par rapport à l'autre d'un nombre impair de 'demi-dents de la roue dentée 23, de sorte que les oscillations de chacun des secteurs 22 ou 31, si minimes soient- elles, sont enregistrées par la roue 23. En outre, les doigts 33 et 33' sont disposés de telle sorte qu'ils entraînent la roue 23 seulement dans le sens de la flèche F.
Le fonctionnement du mécanisme se com- prend facilement, : à chaque oscillation des @@@@
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biellettes 2 ou à chaque secousse de la selle, le mécanisme de la figure 6 fait tourner la roue 23 d'une certaine quantité. Lorsque la rotation de cette roue a bandé suffisamment le ressort 16, le cliquet 18 est soulevé par la came 29 et l'énergie accumulée grâce au jeu de la roue 23 se trouve transmise à la roue de la bicyclette.
On voit que ce dispositif permet d'accu- muler l'énergie des secousses, si faible que puisse être l'amplitude de chacune d'elles, et quelle que /lenteur/ soit la @@@@@-avec laquelle elles se produisent.
Sur la, figure 7, on a également fait figurer un 1 envier 35 relié par une commande 36 au bras 3" solidaire du secteur 31, ce qui permet d'agir à la main sur le dispositif récupérateur et ce qui per- met, par suite, d'aider ainsi à l'action de la pé- dale.
Ce levier peut également servir,dans une descente, à annuler les effets du mécanisme de Ré- cupération d'énergie des secousses de la selle, car il permet d'immobiliser le bras 3".
Sur la figure 7, on peut remarquer égale- ment le dispositif adjoint à la selle, dispositif qui permet la transmission des mouvements d'oscil- lation de cette selle au bras 3" et, par conséquent, au mécanisme récupérateur d'énergie. La selle 30
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Ksont j est montée sur une tige 34 sur laquel1articulés un levier 51 et une pièce en forme d' U'52.
Le levier 51 peut tourner autour de-l'axe 53 monté sur un support 54 réglable en hauteur ( cornue une tige de selle ordinaire ) qu'on peut fixer sur le cadre de la bicyclette. Le levier 51 porte plusieurs trous
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dans l'un ou l'autre desquels, suivant le poids du cycliste, on peut fixer l'extrémité supérieure du ressort de réglage 55. La pièce en U 52 est articu- lée en 56 sur le support 54 ; pièce 52 est fi- xée en 57 à l'extrémité de la tige 37. Lorsque la selle est soumise à un mouvement d'oscillation, la pièce 52 oscille et, avec elle', l'extrémité 57 de -par la tige 37, et cette oscillation est transmise / la tige 37 et par la tige 32 au bras 3", par conséquent au secteur 31.
Sur les figures 8 et 9, on a représenté une variante du dispositif, cette variante étant plus particulièrement applicable à une roue de véhicule lourd à déplacement lent, par exemple, à une roue de tombereau. L'organisation du dispositif est toujours sensiblement la même.
Le poids du véhicule porte directement sur l'essieu 58 qui traverse excentriquement un moyeu . mobile ou faux-moyeu 59 de la roue ; ce faux moyeu porte une gorge.circulaire 60. Le poids du véhicule chargé sur l'axe 58 est équilibré par un ressort convenable 61 interposé entre le faux moyeu 59 et la caisse du véhicule, de manière que cet essieu se trouve suspendu en équilibré entre deux butées 62 portées par le faux moyeu. ' ,
Dans l'exemple représenté, le ressort 61 se trouve enfermé dans un tube 63. Sur le ressort prend appui un piston solidaire d'une tige 64 qui est elle-même reliée à un secteur 38 tournant autour d'un axe 39 ; cetaxe 39 est fixé en un point quel- conque de la caisse du tombereau à laquelle est re- lié l'essieu 58,.
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D'autre part, le tube 63 est fixé à un câble 40 qui s'enroule dans la gorge 60 du faux moyeu 59 et qui est attaché en un point quelconque 44 de cette gorge. Un levier 42 solidaire du secteur denté 43 engrenant avec le secteur 38 permet de régler la ten- sion initiale du ressort 61 de manière à équilibrer l'essieu 58, comme il a été dit précédemment.
Le dispositif de récupération de l'énergie ,des secousses est constitué de la manière suivante : le faux moyeu 59 porte un doigt à ressort 65 pouvant venir en prise avec une denture 66 placée à l'inté- rieur du moyeu 68 de la roue. L'ensemble est dispo- sé de telles orte que la roue puisse tourner libre- ment autour du faux moyeu 59 dans le sens de la flèche f, le doigt 65 sautant sur la denture 66.
Le doigt 65 empêche évidemment la roue de tourner en sens inverse de la flèche f . Ceci peut être avantageux lorsqu'il s'agit de faire avancer une roue mais de maintenir l'autre immobile, par exemple, pour dégager le tombereau d'un passage difficile. Ceci per- met également d'arrêter le tombereau dans une montée sans avoir à caler les roues.
Mais ce dispositif peut être gênant lorsqu'on veut reculer. Aussi, a-t-on disposé sur le doigt 65 un ergot 46 qui peut venir s'accrocher dans un cro- chet 47 fixé au faux moyeu 59 de manière à, maintenir le doigt 65 hors de prise avec la denture 66.
, On voit que lorsqu'une secousse vient à se produire et que l'essieu 58 descend dans le sens de la flèche f, il entraîne le faux moyeu 59 dans une
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rotation de même sens. Par suite, le doigt à res- sort 65 vient imprimer à la denture 66 un mouvement dans le sens de la flèche f, mouvement qui aide à l'avance de la roue.
Mais, lorsque la réaction se produit, le faux moyeu tourne alors dans le sens de la flèch f1 et la dent 65 saute sur-la denture 66; par conséquent, aucune action ne se fait sentir.
Cependant, il peut-être avantageux d'uti- liser également les réactions pour aider à l'avance de la roue. A cet effet, à l'intérieur du faux moyeu, se trouve une dent à ressort 45 montée folle sur l'axe 50 du faux moyeu et reliée par une tige rigide 67 à l'une des extrémités de la gaine 63. Cette dent pas- sant dans une fente convenable du faux moyeu vient également en prise avec la denture 66. De cette fa- çon, au moment où se produit la réaction, la dent est sollicitée, dans le sens de la flèche f, par la gaine 63 reliée à cette dent par l'intermédiaire de la, tige 67, ce qui a pour effet de donner également une im- pùlsion motrice à la roue.
Le dispositif qui vient d'être décrit et qui à été représenté à titre d'exemple pourrait rece- voir d'autres formes de réalisation conformes à l'in- vention, sans que l'esprit général de cette invention soit altéré par les modifications apportées.
Par exemple, dans le cas d'une automobile, on pourrait appliquer aux essieux de la voiture un dispositif tout à fait semblable à celui qui a été décrit à propos de la bicyclette et qui, a été repré- senté sur les,figures 4,5 et 6. La roue 23 serait actionnée directement par-deux cliquets montés sur des
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biellettes opposées et fixées à, la carrosserie, l'un de ces cliquets actionnant la roue 23 au moment de l'écrasement du ressort et l'autre au moment du coup de raquette, ce qui aurait pour effet non seulement de freiner les oscillations du ressort , mais encore de récupérer l'énergie dépensée dans ces oscillations.
REVENDICATIONS
1 / Dispositif d'amortissement et de récu- pération.des secousses imprimées à, un véhicule, .ce dispositif étant essentiellement caractérisé par l'application,entre l'essieu du véhicule et le moyeu de la roue, d'un organe intermédiaire sup- portant excentriquement la charge et autour duquel tourne le ,moyeu ,de la roue, ledit organe tournant sous l'effet des secousses-précitées et transmet- tant les impulsions reçues au moyeu de la roue par un dispositif d'encliquetage approprié;
2 / Mode de réalisation du dispositif préci- té plus-particulièrement applicable à une bicyclette et dans lequel l'organe intermédiaire est constitué par un barillet solidaire d'un cliquet qui bute contre un arrêt fixe par rapport au véhicule, ce qui empêche le barillet de tourner autour de l'es- , sieu, le cliquet n'étant dégagé de l'arrêt que lorsqu'un ressort'qui emmagasine l'énergie des se- cousses de la selle et du moyeu de la roue et qui tend à faire tourner le barillet est suffisamment bandé, de sorte que le barillet, en s'échappant, a. tendance à tourner à une vitesse certainement su- périeure à celle de la roue ; secousses sont emmagasinées dans le ressort en question par un jeu d'encliquetage convenable;
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3 / Mode de réalisation particulier du dis- positif ci-dessus, applicable à une bicyclette et dans lequel la fourche de la bicyclette est sup- portée par des manetons solidaires de leviers tour- nant autour de l'axe de la roue et est maintenue dans une position d'équilibre par un second baril- let d'équilibre à tension réglable, les oscilla- tions de la fourche par rapport à l'axe de la roue servant à bander le ressort du premier barillet et contribuant ainsi à la propulsion de la machine;
4 / Mode de réalisation tel que celui re- vendiqué sous 1 / 2 / et 3 /, mais dans lequel un levier à main peut agir sur le mécanisme récupéra- teur d'énergie, de manière à aider l'action des pé- te dales ou de manière àannuler, dans une des)ente, les effets du mécanisme récupérateur;
5 / Mode de réalisation du dispositif revendiqué sous 1 / et plus particulièrement applicable /mode de à des voitures lourdes, à allure lente,-dans @@@@@ éalisation @@@@@ l'organe intermédiaire, entre l'essieu et -lequel le moyeu de la roue, est constitu0 par un faux le moyeu de la roue, est constitué par un faux moyeu concentrique au moyeu de la roue et traversé excentriquement par l'essieu dont la pression sur le faux moyeu est équilibrée par un ressort con- venable, ledit ressort actionnant en outre direc- tement une dent ou un cliquet qui communique à la roue les impulsions résultant des réactions du res- sort;
6 / Mode de réalisation du dispositif re- vendiqué sous 1 / et plus particulièrement appli- cable aux véhicules automobiles.ou aux véhicules légers, à allure rapide, ce dispositif étant or- ganisé comme il a été indiqué.sous les revendica-
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tions 2 / et 3 /, mais le ressort récupérateur d'énergie étant bandé par l'action des oscilla- tions des ressorts de la voiture.
RESUME SUCCINCT
L'invention a pour objet un dispositif per- mettant d'amortir, sur les véhicules, les secousses imprimées par les cahots de la route et de transfor- mer l'énergie de ces secousses en énergie motrice, ce dispositif permettant de récupérer cette énergie quelles que soient l'anplitude et la vitesse des oscillations pu des secousses.