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"Dispositif pour accumuler et restituer de l'énergie à l'aide d'un élément élastique".
La présente invention concerne un dispositif pour accumuler et restituer de l'énergie à l'aide d'un élément élastique.
Comme éléments de cette nature, on connaît toutes sortes de ressorts métalliques, tels que les ressorts hélicoïdaux et les spires de ruban, dans lesquels de l'énergie est accumulée par déformation et restituée lors de la détente élastique.
Les déformations qui sont appliquées sont relativement fai- bles comparativement à la limite d'élasticité et la quantité d'énergie pouvant être accumulée dans un faible espace est ré- duite de façon correspondante.
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Un important inconvénient des ressorts métalliques connue est en outre que le ressort est enroulé avec plus de force qu'il est nécessaire. eci peut être exprimé de la manière que dans un diagramme la ligne indiquant la relation entre l'énergie accumu- lée, et restituée, avec le temps n'est pas du tout rectiligne.
L'invention crée un dispositif accumulateur d'énergie et res- tituant cette énergie qui ne comporte pas les inconvénients rappe- lés ci-dessus et qui peut être réalisé avec des moyens simples.
A cette fin, le dispositif conforme à l'invention est consti- tué par un mécanisme destiné à déformer l'élément en le faisant passer d'un état courbé à @ rectiligne ou courbé en sens contraire, ou bien inversement d'un état rectiligne à un état courbée cet élément étant construit de telle manière que sensi- blement seule l'énergie de déformation de la charge de courbure soit accumulée et restituée.
Par l'expression état courbé, il faut entendre par exemple une forme hélicoïdale ou spirale. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est par exemple caractérisée par deux @ ments rotatifs sur ou dans l'un desquels est monté un élément élastique conformé en hélice, qui est destiné à être enroulé et courbé en sens contraire sur ou dans l'autre élément rotatif.
Diverses autres formes de réalisation possibles sont illus- trées aux dessins annexés.
Le nouveau dispositif convient pour l'application aux jouets, en particulier aux jouets en bois,tels que véhicules, fusils et pistolets-jouets, horloges, moteurs de phonographes, mais égale- ment pour l'accunetion de plus grandes capacités, par exemple dans des fermes qui ne sont pas reliés aux distributions de force publiques et pour des appareils de levage, tels que des monte- charges ou ascenseurs, dans lesquels le nouveau dispositif peut remplacer le contrepoids et, si on le désire, fonctionner également comme moteur,
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Dans les dessins annexés:
La fig.l est une vue en perspective schématique illustrant l'invention.
Les fig.la,lb montrent des détails de la fig.l.
La fig.2 est une élévation latérale d'un élément élastique au cours de sa fabrication.
La fig.3 est un plan d'une ébauche de pièce de butée destinée à l'élément représenté à la fig.2..
La fig.4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la fig.2.
La fig.5 est une vue de détail d'un élément élastique sui- vant la fig.2, à l'état achevé.
La fig.6 est une élévation latérale d'une autre forme de réalisation d'un élément élastique.
La fig.7 est un schéma illustrant l'application dans un monè te-charge ou ascenseur.
La fig.8 est un schéma illustrant l'application à un pisto- let-jouet.
La fig.9 montre l'application à un véhicule.
La fig.10 montre une autre forme de réalisation d'un élé- ment élastique.
Suivant la fig.l, un élément élastique 2, conformé en hélice et par suite fortement courbé, est représenté enroulé sur un ar- bre ou tambour 1. Cet élément peut être simplement constitué par exemple par un tube de caoutchouc découpé pour former une héli- ce. Ce découpage peut s'effectuer dans les meilleures conditions en retirant du tube une étroite bande hélicoïdale. Il est ra- tionnel d'augmenter la largeur des spires en allant vers une ex- trémité de l'élément. Par suite de cette conformation, l'élé- ment est toujours maintenu fortement autour de l'arbre d'enroule- ment et les spires ne peuvent pas quitter cet arbre. L'arbre de déroulement 1 est-alors de préférence plus mince que l'arbre d'enroulement 4 afin d'absorber la différence de longueur et de largeur de la bande de caoutchouc.
Une extrémité de l'élément est fixée à l'arbre ou tambour en 3,
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Conformément à l'invention, cet élément fortement courbé 2 est fortement courbé dans le sens contraire, en l'enroulant sui- vant une hélice sur un second élément rotatif, tel qu'un arbre ou tambour 4, toùrnant suivant l'indication de llèche,
Une extrémité de l'élément 2 est fixée en 5 à l'arbre ou tam- bour 4. La liaison de l'élément au tambour peut se faire de diver- ses manières. Il est également possible de relier l'élément 2 seu- lement à l'une de ses extrémités. Lorsque cet élément est alors entièrement enroulé de l'un des arbres sur l'autre, son extrémi- té libre est seulement entraînée librement autour de l'arbre sur elle lequel/est placée.
Il est ainsi impossible d'enrouler 7/élément 2 dans une mesure excessive. L'enroulement régulier est poursuivi lorsque l'élément est enroulé autour d'un petit tuyau ou tube qui peut être déplacé le long de l'arbre d'enroulement 1.
La fig.la représente un élément de serrage 5a muni d'une piè- ce de serrage 5b et d'anneaux de serrage ouverts 5c exerçant un serrage autour de l'arbre ou tambour 4.
La fig.lb représente une variante de la fig.la, dans laquel- le la bande 5b est maintenue par deux bagues de serrage fermées qui sont glissées latéralement sur la bande 5b.
Pendant l'enroulement sur l'arbre 4, la force devant être exercée est toujours pratiquement la même, car chaque enroulement fait sur l'arbre 4 est serré autour de lui. Inversement, l'élé- ment 2 enroulé sur l'arbre 4 restitue son énergie d'une manière très uniforme. L'élément 2 doit reprendre la forme originelle sur l'arbre 1 et le fait dès que l'arbre 4 est relâché.
Si on le désire, divers enroulements peuvent être faits au- tour l'un de l'autre, ce qui permet d'accumuler de grandes éner- gies.
Ce dispositif, muni d'accessoires d'enroulement et en outre de dispositifs d'entraînement, peut être appliqué tant sur une grande échelle que sur une petite échelle.
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Lorsqu'un ruban élastique relativement épais et étroit est utilisé, il peut être désirable de munir les arbres ou tambours de rainures de guidage, afin d'empêcher la torsion et un placement défectueux du ruban.
Le dispositif de l'invention convient excellemment aux jouets mécaniques. Une grande énergie peut être accumulée dand un espa- ce long et étroit. Les réparations sont extrêmement simples. Il n'y a à poser qu'une nouvelle pièce de tube.
L'usager du jouet na à exercer qu'une force très faible sur celui-ci lorsqu'il procède au remontage ou enroulement. Une réa- lisation attrayante est celle dans laquelle, par exemple, un vé- hicule-jouet est remonté avec une manivelle de démarrage placée sous le radiateur. La manivelle. de démarrage entraîne alors par exemple l'arbre 4 de la fig.l. Par véhicule-jouet, il faut enten- dre non seulement un petit jouet, mais également un petit véhi- cule, dans lequel un ou plusieurs enfants peuvent être assis.
Suivant;la fig.2, un ruban de caoutchouc ou de matière flexi- ble analogue 6 est utilisé et des éléments 7, pouvant avoir des formes différentes, peuvent être serrés sur ce ruban lorsque celui-ci est à l'état tendu, par conséquent sous un état de sol- licitation. Les éléments sont serrés côte-à-côte sur le ruban tendu.
La fig.3 montre l'ébauche plate d'un élément. Le dessus est indiqué en 8, les faces latérales en forme de coin en 9 et 10 respectivement, puis le fond en 11.
Lorsque le corps selon la fig.2 est relâché, les parties de ruban 6a,6b, etc. se contractent et le ruban est fortement courbé (fig.5).
Un tel ruban peut aussi être disposé en hélice sur un arbre ou tambour 1 (figl) et être réenroulé sur un arbre ou tambour 4. La tension de sollicitation peut être réglée par l'étirage appliqué et par l'emplacement des organes de butée 7. Lorsque
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ces derniers ont simplement des faces latérales rectangulaires 9 et 10 (fig.4), le ruban selon la fig.2 reste rectiligne lorsqu'il est relâché laforce d'étirage ou tension est élimi- née). Lorsque ce ruban est enroulé (fig. 6) il se déroule, par exemple il redevient rectiligne. Cet effet est appliqué dans les fig.l,8 et 9.
A la fig.7, une bande, se déroulant le long d'une surface de guidage 12 et dans laquelle par suite beaucoup d'énergie est accumulée, pousse un poids, par exemple une cage d'ascenseur 13 de bas en haut par sa partie 2r qui se redresse.
A la fig.8, la bande enroulée du type selon la fig. 6 peut se dérouler dans le barillet d'un pistolet 15 lorsque la gâchette 16 dégage la bande. La partie de cette dernière qui se re- dresse peut alors propulser un projectile ou une flèche.
Selon la fig.8, la bande est enroulée dans ce jouet à l'aide d'une manivelle 17. Suivant la fig.6, les éléments 7 peuvent être munis de galets afin:, de se déplaaer facilement le long de la surface de guidage 12.
La bande selon la fig.6 peut aussi être enroulée à partir de la position suivant cette figure en une spirale similaire, par lquelle on obtient un dispositif analogue à celui de la fig.l.
De même, les constructions suivant les fig.l et 5 peuvent être utilisées pour un ascenseur, par exemple comme contrepoids.
Suivant la fig. 9, un chariot 18 est relié à une bande sui- vant la fig. 6. Ce chariot peut être un chariot-jouet, mais il peut aussi être un chariot de transport dans une usine ou ail- leurs.
La bande enroulée qui se déroule pousse le chariot en avant.
Ainsi, toutes sortes d'applications sont possibles. L'invention est par exemple utile également pour des appareils de levage, tels que des treuils. L'accumulateur est alors établi par exemple pour se remonter pendant qu'on lâche le câble et la levage s'ef-
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fectue à l'aide de l'énergie accumulée. On établit ainsi un treuil sûr qui fonctionné d'une manière uniforme,
D'autres application sont un manège de fête foraine et un fer- me-porte.
La bande suivant la fig.5 peut aussi très bien être utilisée comme courroie d'entraînement parce que cette bande se serre tou- jours bien autour du tambour ou de la poulie.
La fig.10 montre un disque de matière flexible qui est dé- coupé en spirale. Cette spirale, qui est en conséquence un corps fortement clourbé, peut être réenroulée et elle peut accumuler ainsi une quantité considérable d'énergie, puis la restituer.
L'élément élastique peut, si on le désire, être renforcé d'un cô- té avec une matière non extensible ou légèrement extensible, telle que toile, câble, fil d'acier et analogues. Cette mesure consti- tue en même temps une sauvegarde contre la rupture ou déchirure.
Au lieu d'être placé sur un arbre ou tambour, l'élément élas- tique peut aussi, être enroulé dans un tambour ou un élément creux.
L'enroulement ne doit pas nécessairement être effectué sous une forme hélicoïdale, mais il peut aussi se faire suivant une ligne spirale,
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1. Dispositif pour accumuler et restituer de l'énergie à l'aide dun élément élastique constitué par un mécanisme destiné à défor- mer l'élément pour le faire passer dun état courbé à un état rec- tiligne ou courbé en sens contraire, ou bien, inversement, d'un état rectiligne à un état courbé, cet élément étant construit de telle manière que sensiblement l'énergie de déformation seule- ment de la charge de courbure soit accumulée et restituée.