CH232211A - Moteur à ressort. - Google Patents

Description

  Moteur à ressort.    La     présente        invention    a pour objet un  moteur à ressort, caractérisé par au moins       deux    tambours     rotatifs        parallèles,    l'un de re  pos, l'autre de travail et par au moins un  ressort dont     les        extrémités    sont reliées à  chacun -de ces tambours     et,dont    la courbure  initiale est     telle    qu'il tende :

  à s'enrouler sans  contrainte sur le tambour de repos, le tout  .étant disposé de     telle    manière que le ressort  puisse être enroulé en sens inverse sur le  tambour de     travail,    lors du remontage, puis  se dérouler de lui-même en fournissant un  couple au moins approximativement     constant.     



  Ce moteur à ressort peut être appliqué  chaque fois qu'il s'agit de     constituer    une  réserve d'énergie mécanique, en     vue,d'action-          ner    les mécanismes les plus divers, et en par  ticulier les mécanismes d'horlogerie, les     gra-          mophones,        etc.    Il peut également servir à  remplacer un contrepoids.  



  Le .dessin ci-annexé représente schémati  quement, à titre d'exemple, une forme -d'exé  cution du moteur à ressort faisant l'objet de       l'invention.     



  La     fig.    1 en est un détail, la     fig.    2 en est  une vue schématique, les     fig.    3 et 4 sont des    diagrammes, explicatifs du fonctionnement, et  les     fig.    5, et 6 représentent des variantes.  



  Dans la forme d'exécution représentée à  la     fig.    2, ce dispositif -comprend une     lame-          ressort    r     enroulée    à l'état de repos en forme  de spirale à spires jointives     (fig.    1).

   Dans       cette    forme,     .que    l'on aura obtenue par un  procédé     connu,    la     lame    est libre de toute  contrainte extérieure, et ne contient -donc au  cune énergie     mécanique.        Cette    lame spiralée  est     montée    sur un tambour cylindrique 1       (fig.    2) mobile autour de son axe de révolu  tion.

   Un tambour     identique    2 est disposé dans  son voisinage immédiat, et     l'extrémité    exté  rieure de la     lame-ressort    est     fixée-tangentiel-          lement    au tambour 21.  



  Si l'on imprime     une    rotation au tambour  2 en sens inverse de la flèche M, le ruban  s'enroule sur     icelui-ci    en subissant une     flexion     qui tend à faire rétrograder le tambour 2.  Au fur et à mesure que le ruban s'enroule  sur le tambour 2, le diamètre de l'enroule  ment sur     celui-ci        augmente,    tandis qu'il di  minue sur le tambour 1.  



  On peut     calculer,    en tenant     compte    -des  diamètres des deux     enroulements,        -de    quelle      manière variera le couple moteur     .41    du tam  bour 2 à chaque tour de celui-ci.  



  A cet effet, appelons (voir     fig.    3):  <I>RI</I> le rayon de la fibre moyenne de la  lame sur le tambour 1 ou tambour de     repos     au moment où elle     quitte    ce tambour,  R2 le rayon de la fibre moyenne de la  lame sur le tambour 2 ou tambour de travail  au moment où elle prend contact avec  celui-ci,  2e l'épaisseur de la lame-ressort,  l la longueur d'un     élément    de la. fibre  moyenne de la lame.  



  D'après la théorie de l'élasticité, le couple  de flexion produit par la déformation de la    lame est proportionnel à l'allongement de la  fibre extérieure (superficielle) lorsque     celle-          ci    passe du tambour 1 au     tambour    2, la fibre  moyenne ne variant pas de :longueur.  



  Appelons:  1, la longueur de la fibre     extérieure    sur le  tambour 1,       l..    la longueur -de     celle-ci    sur le tam  bour 2.  



  Les arcs étant proportionnels aux rayons,  on peut écrire:  
EMI0002.0012     
         Le    couple c de flexion dans la     lame-res-          sort    est proportionnel à la valeur:  
EMI0002.0016     
    l et e étant invariables, on peut écrire que  le couple a de la valeur:  
EMI0002.0017     
         Ii,    étant une constante.  



  Pour connaître la valeur du couple mo  teur sur le tambour 2, on tiendra compte des  considérations suivantes:       1p    l'énergie contenue dans l'unité de lon  gueur de la lame est proportionnelle au carré  du couple de flexion     Q;     20 la. .longueur de la lame     contenue    sur  une spire du tambour 2 est proportionnelle  à son diamètre     R2;     30 ce couple est proportionnel au travail  effectué pendant un tour du tambour 2.  D'où:  le couple M=     Q2    R2     R2   
EMI0002.0025  
   R2 ou  
EMI0002.0026     
    P étant une nouvelle     constante.     



  D'autre part, la surface     totale    des deux  enroulements étant évidemment     constante,    on  peut écrire:         (2)   <I>RI'</I>     +        R2'2    = C (constante)    Une troisième relation établit le rapport  entre le     nombre    de     spires        n2    dont s'enroule le  ressort sur le tambour     2,,    pour     n,        spires    dont  il se déroule du tambour 1, en fonction du  diamètre moyen des enroulements.

   Si, pour       rr,    spires .le rayon de l'enroulement varie de  <B>RI</B>     @à    RI', et que, pour les     n2    spires du tam  bour 2     correspondant    à     7a,    le rayon de l'en  roulement 2 varie de R2 à     R2',    on a 'la re  lation  
EMI0002.0045     
    Ces trois équations     permettent    de tracer  la courbe représentant la fonction couple     mo-          teur-nombre    de spires du tambour 2.  



       La        fig.    4 représente cette fonction. En  abscisse, le nombre de spires du tambour 2,  en ordonnées les couples correspondants. Les  cercles, au bas de la figure, représentent des  rayons     respectifs    des deux     enroulements,    cor  respondant aux     abscisses.     



  Cette courbe     théorique    n'est     réelle    dans  son application pratique que dans la     partie     où le couple imposé à la lame élastique est in  férieur ou au plus égal à     celui    que     ses    dimen-           sions-    et sa     :limite        élastique    lui     permettent    de       supporter.    En     conséquence,    toute la partie de  la     courbe    qui se trouve au-dessus de l'ordon  <I>née M =</I> 1,2: -doit être supprimée.

   Si on  considère la     partie    utilisable     @de    la courbe       (fig.    4), on voit qu'elle     prisse    par un mini  mum pour     .B1    = R2. Pour 44 tours.

   du tam  bour 2 (de     70,    à 114), le couple ne     varie    que  de     8@%,    pour 20     tours        i(de   <B>815à</B>     105).,    de     1,5,%,          ce        qui        pratiquement,    aux erreurs et fabrica  tion près, réalise<B>déjà</B> un couple sensible  ment     .constant.     



  Jusqu'ici     nous    avons supposé .que la lar  geur et     l'épaisseur    du ruban     élastique     étaient     constantes.     



  Or, les différents     -éléments    de longueur de  la lame agissant successivement et     indëpen-          damment    l'un de l'autre, on peut modifier  leur épaisseur ou leur largeur de manière à  diminuer leur     force    en chaque point     d'une     valeur     telle    que la     force        constante    soit réa  lisée     rigoureusement.     



       Pratiquement,    on évitera d'agir sur  l'épaisseur qui est     relativement    faible par  rapport aux     autres.    dimensions et difficile  ment     ajustable.     



  Par contre, il est facile d'ajuster la lar  geur du ruban, d'autant plus que la force  est directement     proportionnelle    à     cette    lar  geur.  



  Par     exemple,    au point 120,     tours    du tam  bour 2     (fig.    4), la force est de 12% supé  rieure à celle du point 97 tours. Il suffit  donc de     diminuer    la largeur de 12 % en ce  point pour obtenir .la même     force    qu'au point  97, et de même pour tout autre point de la  courbe.  



  La forme même du ressort permet     U'exé-          cuter    cet ajustement au tour, avant la trempe  ou le durcissement de la lame. La     partie     droite de la     fig.    5 représente en coupe l'opé  ration à effectuer pour diminuer la largeur  des spires extrêmes de la lame     .dans    la pro  portion voulue.  



  On peut, par cet     artifice    et pour 60 tours  du tambour 2 (60 à     120    de la     figure),    par  exemple obtenir un couple rigoureusement  constant. .    On remarquera que le passage du     ressort     d'un tambour à l'autre se fait d'une manière  continue :sans :aucun     frottement        .entre    les  spires, ce qui évite     complètement    les     à-:

  coups     que l'on     constate    dans le déroulement des res  sorts de barillet ordinaires.     Cette        absence     de frottement assure également un rendement  mécanique     très    .élevé. De plus, on peut utili  ser tout le travail élastique dont le     ressort     est capable, alors que pour les     barillets    or  dinaires, le seul fait de mettre le     ressort    -dans  le barillet lui impose une fatigue qui n'est  jamais utilisée.  



  Tous les     matériaux        élastiques    peuvent  être     utilisés    pour la fabrication de la     lame-          ressort,    mais on     utilisera    de préférence le  bronze au glucinium ou l'acier trempé.  



  On peut, sans modifier le principe du  fonctionnement, disposer plusieurs tambours  moteurs 2 autour d'un tambour de repos 1, ou  inversement, :comme     représenté    à la     fig.    6.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Moteur à ressort, caractéris@é par au moins deux tambours rotatifs parallèles, l'un de repos, l'autre de travail et par au moins un ressort dont les extrémités sont reliées à chacun de ces tambours et dont la courbure initiale est telle qu'il tende à s'enrouler sans contrainte sur le tambour de repos, le tout étant disposé de telle manière que le ressort puisse être enroulé en sens inverse sur le tam bour .de travail, lors du remontage,

   puis se dérouler de lui-même en fournissant un cou ple au moins approximativement constant. SOUS-REVENDICATIONS: . 1. Moteur à ressort selon la revendication, caractérisé par un ressort formé d'un ruban dont la largeur va en diminuant vers ses ex trémités. 2. Moteur à ressort selon<B>l</B>a revendication, caractérisé par plusieurs ressorts reliés .cha cun, d'une part, à un tambour commun et, d'autre part, à un tambour particulier.