Titre : Dispositif amplificateur de couple

Domaine technique.

[1 ] L'invention a pour objet un dispositif amplificateur de couple ainsi que son procédé de fonctionnement.

[2] Elle concerne le domaine technique général des amplificateurs de couple, et plus précisément les amplificateurs de couple associés à un arbre rotatif.

Etat de la technique.

[3] Il est connu de l’état de la technique, l’utilisation d’un volant d’inertie associé à l’arbre rotatif d’une machine tournante permettant d’augmenter le couple en sortie de ladite machine tournante. Dans une telle configuration, le volant d'inertie est une masse (disque, anneau, cylindre, éventuellement couplés en un système contrarotatif...) liée à la partie animée d'un mouvement de rotation, répartie autour d’un axe de telle sorte qu'elle confère à la machine tournante une plus grande inertie en rotation, dans le but de rendre plus régulier le régime de fonctionnement, en s'opposant aux à-coups dus au moteur entraînant le dispositif ou au récepteur consommant l'énergie transmise.

[4] L’augmentation de l’inertie du volant permet d’augmenter son énergie cinétique rotationnelle après que le mouvement de celui-ci a été initié par le moteur. Une augmentation d’énergie cinétique entraîne donc une augmentation du couple appliqué au dispositif.

[5] Un tel dispositif peut par exemple être utilisé avec un système récepteur tel qu’un concasseur permettant de broyer la roche entraîné par des moteurs électriques dont le fonctionnement est régulier. Toutefois, une des applications les plus intéressantes consiste à l’utiliser en tant que composant mécanique dans la chaîne d’un système de production d’énergie. Un tel dispositif pouvant aussi bien se retrouver dans un système de production d’énergie électrique, qu’hydraulique, ou encore éolienne.

[6] Le principe d’un tel dispositif repose sur le stockage et la restitution d’énergie cinétique. Bien que les dispositifs existants permettent déjà d’augmenter le couple, ils présentent certains inconvénients. En effet, plus la masse est répartie loin de l’axe, plus l’inertie est grande. Suivant les besoins nécessaires du moteur ou de l’élément récepteur, les dimensions du volant d’inertie telles que sa masse et/ou sa position par rapport à l’axe de rotation peuvent rendre sa mise en œuvre et son utilisation difficile. Ainsi, un volant d’inertie présentant une masse élevée et des dimensions importantes, lorsqu’il tourne à vitesse élevée, entraîne de fortes contraintes sur les roulements et/ou l’arbre rotatif, risquant d’entraîner des défaillances.

[7] De plus, l’énergie nécessaire à la mise en rotation d’un tel volant d’inertie est très importante puisqu’il faut déplacer une masse particulièrement élevée. En outre, le volant d’inertie devant présenter des dimensions conséquentes, il présente un encombrement important.

[8] La demanderesse a proposé une solution décrite dans le document FR 3055072 mais bien que cette solution dispose de beaucoup d’avantages, elle présente également un rendement d’amplification de couple susceptible d’améliorations.

[9] L’invention vise à remédier à cet état des choses. En particulier, un objectif de l’invention est de proposer un dispositif permettant d’améliorer le couple appliqué à un système récepteur installé en sortie dudit dispositif en évitant toute perte d’énergie, voire tout risque de blocage du dispositif.

[10] Un autre objectif est de limiter l’encombrement et la masse du dispositif amplificateur de manière à faciliter son exploitation et limiter les coûts de revient.

Présentation de l’invention.

[11] Il a ainsi été constaté par la demanderesse, après diverses expériences et manipulations, qu’un agencement particulier des aimants permanents du stator et du rotor permet d’éviter toute perte d’énergie ou tout blocage dans l’interaction entre le rotor et le stator. Incidemment, un tel agencement améliore significativement l’amplification de couple, tout en la sécurisant.

[12] La solution proposée par l’invention est un dispositif amplificateur de couple comprenant :

- un support,

- un arbre rotatif monté mobile sur le support, - un dispositif de mise en rotation adapté pour entraîner l’arbre rotatif en rotation autour d’un axe principal,

- au moins un module magnétique comportant un rotor solidaire de l’arbre rotatif et un stator solidaire du support, o le rotor comportant une face interne et une face externe, la face interne étant pourvue d’un premier secteur d’aimant permanent, les deux faces s’étendant perpendiculairement à l’axe de l’arbre rotatif, o le stator comportant une face interne positionnée en vis-à-vis de la face interne du rotor, et une face externe, les deux faces s’étendant perpendiculairement à l’axe de l’arbre rotatif, ladite face interne étant pourvue d’un deuxième secteur d’aiment permanent, l’entrainement du rotor par le dispositif de mise en rotation entraîne cycliquement un vis-à-vis des premier et deuxième secteurs d’aimant générant une force magnétique de répulsion, laquelle force magnétique est adaptée pour augmenter l’inertie du rotor.

[13] Le dispositif est remarquable en ce que le premier et le deuxième secteurs d’aimant permanent sont constitués d’une pluralité de portions d’aimants permanents formant chacune un arc de cercle continu et en ce que les portions d’aimants permanents du rotor présentent une valeur angulaire différente des portions d’aimants du stator.

[14] La fonction principale du dispositif amplificateur de couple selon l’invention est d’amplifier la puissance d’entrée fourni par un moteur électrique ou tout autre énergie rotative et de transformer le mouvement alternatif produit par le système en un mouvement de rotation avec un couple important.

[15] Un tel dispositif permet ainsi d’augmenter le rendement énergétique du dispositif en exploitant la composante tangentielle de la force de répulsion et/ou sa composante axiale. La seule énergie ayant un coût véritable étant celle délivrée par le dispositif de mise en rotation, une diminution de cette énergie permet à l’utilisateur d’effectuer des économies importantes.

[16] Grâce aux caractéristiques particulières de la présente invention, d’une part les aimants permanents sont d’un seul blocs de sorte qu’il n’y a plus de chevauchement angulaires et de nœuds magnétiques d’autre part les aimants du rotor et du stator n’ont pas la même dimension - en particulier au niveau angulaire - de manière à éviter un alignement des zones de liaisons, entre deux portions d’aimants, qui engendre un broutement ou phénomène de blocage.

[17] Il faut noter ici que, dans le document FR 3055072, les portions d’aimant permanents du stator et du rotor sont identiques et constituées d’une pluralité d’aimants 132, 232, 142, 242 sous forme d’un cube mais peuvent éventuellement être sous toute autre forme de parallélépipède. Dans ce document FR 3055072, ces portions d’aimants permanents 132, 232, 142, 242 sont manifestement identiques.

[18] Dans la présente demande, d’une part les portions d’aimants permanents du rotor comme du stator forment un arc de cercle continu, soit sans espace ou écartement entre chacune des portions d’aimants et d’autre les portions d’aimants permanents du rotor, soit les portions définies numériquement dans la suite par 41 , 42 et 43, présentent une valeur angulaire différente des portions d’aimants permanents 61 , 62, 63 et 64 du stator. Ainsi, comme cela est mentionné dans la suite, suivant un mode mode d’exécution préféré de la présente invention, les portions 41 , 42 et 43 présentent un angle de 30° tandis que les portions d’aimants permanents 61, 62, 63 et 64 présentent un angle de 37,5°.

[19] Ces différences entre la présente demande de brevet et le document FR 3055072 permettent d’obtenir les avantages susmentionnés.

[20] Bien entendu, compte tenu des dimensions importantes du dispositif amplificateur, il n’est pas envisageable de réaliser un aimant permanent unique formant l’intégralité d’un secteur magnétique - premier ou deuxième secteur magnétique - tant du point de vue du montage/fabrication du dispositif amplificateur que du point de vue de la gestion d’un tel aimant (poussée magnétique, poids etc...). C’est pourquoi on est obligé d’utiliser une pluralité de portions magnétiques pour chacun des deux secteurs magnétiques. Ainsi, chaque portion d’aimant permanent présente avantageusement un poids compris entre trois et cinq kilos, et une poussée ou une force d’adhérence de plus de 500 kilos. [21] D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :

[22] Avantageusement, la somme angulaire des portions d’aimants permanents du rotor est différente de la somme angulaire des portions d’aimants permanents du stator.

[23] De préférence, la somme angulaire des portions d’aimants permanents du rotor est supérieure à la somme angulaire des portions d’aimants permanents du stator, avantageusement d’au moins 5° et d’au plus 10°.

[24] Avantageusement, la somme angulaire des portions d’aimants permanents du rotor et du stator sont chacune inférieure à 130°, avantageusement inférieure ou égale à 120°.

[25] De préférence, chaque portion d’aimant permanent du rotor et du stator présente respectivement un arc de cercle de valeur identique.

[26] Selon un mode de réalisation avantageux, les portions d’aimants permanents du rotor, de préférence au nombre de trois, présentent une valeur angulaire comprise entre 28° et 32°, avantageusement égale à 30°.

[27] Selon un mode de réalisation avantageux, les portions d’aimants permanents du stator, de préférence au nombre de quatre, présentent une valeur angulaire comprise entre 35° et 40°, avantageusement égale à 37,5°.

[28] Très avantageusement, selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le premier et le deuxième secteurs d’aimant permanent comportent en outre chacun, à l’une de leur extrémité respective, un aimant biseauté. Bien entendu, cet aimant biseauté est avantageusement également un aimant permanent. [29] Dans ce cadre, l’aimant biseauté des premier et deuxième secteurs d’aimant permanent présente une pente d’angle compris entre 5° et 45°, avantageusement compris entre 10° et 25°.

[30] Grâce à ces aimants biseautés, l’un sur le rotor et l’autre sur le stator, on évite le phénomène de mur magnétique lorsque les premier et deuxième secteur d’aimant magnétique sont l’un en face de l’autre, plus précisément lors du début de chevauchement des deux secteurs d’aimant permanent en vis-à-vis l’un de l’autre. Autrement dit, avant le chevauchement des deux secteurs d’aimant permanent, les deux aimants biseautés se font face et leur pente respective sont orientées à l’opposé de sorte que la force de répulsion entre les deux aimants biseautés augmente progressivement au fur et à mesure que l’on se rapproche du début de chevauchement des deux secteurs d’aimant permanent, correspondant à la distance minimale entre les deux secteurs d’aimants permanents.

[31 ] Ce faisant, ces aimants biseautés facilitent le passage du mur magnétique aidé en cela par l’énergie cinétique du rotor. Le choix de la pente, c’est-à-dire de l’inclinaison de chaque aimant biseauté, est déterminante en fonction en particulier de la puissance des aimants, de l’énergie cinétique du rotor et de la longueur souhaitée pour ces aimants biseautés. De façon avantageuse, ces aimants biseautés, présents sur le premier et le deuxième secteurs d’aimant, présentent une forme et des dimensions identiques mais on peut bien entendu prévoir que leurs formes et/ou leurs dimensions sont différentes.

[32] Selon une possibilité avantageuse offerte par l’invention, le dispositif d’amplification comprend en outre un dispositif de déplacement axial adapté pour faire varier la distance entre la face interne du stator et la face interne du rotor entre une distance axiale minimale à une distance axiale maximale.

[33] Selon une possibilité avantageuse offerte par l’invention, le dispositif d’amplification comprend en outre un dispositif de transformation du déplacement adapté pour transformer un déplacement linéaire en déplacement en rotation (ou rotationnel).

[34] Avantageusement, la force de répulsion entre le premier et le deuxième secteur d’aimant permanent peut comprendre : - une composante tangentielle résistive par rapport à la rotation du rotor, lorsque le premier secteur d’aimants permanents approche du deuxième secteur d’aimants permanents,

- une composante tangentielle motrice par rapport à la rotation du rotor, lorsque le premier secteur d’aimants permanents s’éloigne du deuxième secteur d’aimants permanents,

- une composante axiale tendant à repousser le premier secteur d’aimant permanent à l’écart du deuxième secteur d’aimants permanents le long de l’axe principal.

[35] Avantageusement, la distance axiale peut être minimale lorsque le premier secteur d’aimants permanents est aligné angulairement avec le deuxième secteur d’aimants permanents, et la distance axiale peut être maximale lorsque le premier secteur d’aimants permanents est diamétralement opposé au deuxième secteur d’aimants permanents.

[36] Avantageusement, le dispositif de déplacement axial peut comporter une came fixée sur le support et/ou le stator, ladite came définissant un chemin de came, et un galet solidaire du rotor adapté pour suivre ledit chemin de came.

[37] le premier secteur d’aimants permanents et le deuxième secteur d’aimants permanents se présentent sous la forme d’un arc de cercle, en vis-à-vis l’un de l’autre, centré autour de l’axe de l’arbre rotatif.

[38] Selon une possibilité offerte par l’invention, le dispositif d’amplification comprend une pluralité de modules magnétiques.

[39] Dans ce cadre, avantageusement, le deuxième secteur d’aimants situé sur la face interne du rotor d’un deuxième module magnétique peut être diamétralement opposé au deuxième secteur d’aimants situé sur la face interne du rotor d’un premier module magnétique,

[40] Selon une possibilité avantageuse de réalisation de l’invention, le support et/ou le rotor et/ou le stator sont fabriqués dans un matériau amagnétique.

Brève description des figures. [41] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :

[Fig. 1] est une représentation schématique en perspective d’un dispositif amplificateur de couple selon l’invention.

[Fig. 2] est une vue suivant une coupe transversale du dispositif amplificateur représenté sur la figure 1.

[Fig. 3] est une représentation schématique en perspective d’un rotor monté dans un dispositif amplificateur selon l’invention.

[Fig. 4] est une vue de face du rotor représenté sur la figure 3.

[Fig. 5] est une représentation schématique en perspective d’un stator monté dans un dispositif amplificateur selon l’invention.

[Fig. 6] est une vue de face du rotor représenté sur la figure 5.

[Fig. 7] est une représentation schématique en perspective d’un ensemble rotor- stator monté dans un dispositif amplificateur selon l’invention, pour illustrer en particulier le phénomène de mur magnétique.

[Fig. 8] est une représentation schématique en perspective d’un ensemble rotor- stator monté dans un dispositif amplificateur selon l’invention, pour illustrer en particulier le désalignement des portions d’aimants permanents dans le module magnétique, entre le rotor et le stator.

[Fig. 9] est une vue suivant une coupe transversale du dispositif amplificateur comportent deux modules magnétiques montés en série.

Description des modes de réalisation.

[42] Les figures 1 et 2 représentent un dispositif amplificateur 1 conforme à l’invention comprenant un support 2, un arbre rotatif 3 monté en rotation et/ou en translation sur le support 2 autour et le long d’un axe principal X’X. Un dispositif de mise en rotation 4 est relié à l’arbre rotatif 3 au niveau d’une première partie d’arbre 30, ladite partie 30 étant montée en rotation autour de l’axe X’X sur le support 2, de manière à pouvoir être entraînée en rotation autour de l’axe principal X’X dans un sens de rotation donné. Ce dispositif de mise en rotation 4 comprend préférentiellement un moteur électrique 15 (ou encore moteur d’assistance), mais peut également se présenter sous la forme de pales d’éoliennes, d’un système hydraulique, ou encore sous la forme d’une aube.

[43] Un système récepteur (non représenté) installé en sortie de l’arbre rotatif 3, est rattaché à une deuxième partie d’arbre 31 montée en rotation et/ou en translation autour et le long de l’axe principal X’X sur le support 2. Le couple appliqué audit système récepteur est supérieur à celui appliqué par le dispositif de mise en rotation au niveau de la première partie d’arbre 30. Ce système récepteur peut être, par exemple, un mécanisme de conversion du mouvement combiné (rotation et translation dans le cas décrit plus avant dans la description, ou le dispositif amplificateur 1 comporte au moins un module magnétique 10) en un mouvement de rotation pur couplé à un alternateur. L’ensemble formé par le dispositif de mise en rotation 4, l’amplificateur de couple, le mécanisme de conversion du mouvement et l’alternateur forment alors le système de production d’énergie.

[44] Le dispositif amplificateur 1 comporte également un module magnétique 10 tel que celui représenté sur les figures 7 et 8, composé d’un stator 12 solidaire du support 2 et d’un rotor 11 solidaire de l’arbre rotatif 3.

[45] A titre d’exemple de réalisation d’un dispositif amplificateur 1 selon la présente invention, les dimensions et caractéristiques suivantes sont données ci-dessous :

- le rotor 11 présente un diamètre compris entre 350 millimètres (mm) et 400 mm, avantageusement de 370 mm, tandis que son poids est compris entre 22 kilo (kg) et 28 kg, avantageusement de 25 kg ;

- le dispositif de mise en rotation 4 comprend classiquement un rotor cinétique 4’ ayant un diamètre sensiblement égal à celui du rotor 11 et une épaisseur comprise entre 55 mm et 65, avantageusement 60 mm, pour un poids de 15 kg ;

- juste avant le système récepteur un rotor cinétique 4” est monté sur l’arbre rotatif 3 et présente un diamètre également sensiblement égal à celui du rotor 11 et une épaisseur comprise entre 90 mm et 110 mm, avantageusement de 100 mm, pour un poids compris entre 22 kilo (kg) et 28 kg, avantageusement 25 kg ; - le dispositif amplificateur 1 présente une longueur comprise entre 1150 mm et 1350 mm, avantageusement de 1240 mm, une largeur comprise entre 450 mm et 500 mm, avantageusement de 480 mm, et une hauteur (moteur 15 inclus) comprise entre 620 mm et 680 mm, avantageusement de 645 mm, pour un poids total compris entre 110 kg et 130 kg, avantageusement d'environ 120 kg.

[46] Sur les figures annexées, le rotor 11 est réalisé sous la forme d’un disque rotatif présentant une face interne 111 et une face externe 112 opposées l’une à l’autre dans la direction de l’axe principal X’X. Les deux faces interne 111 et externe 112 s’étendent perpendiculairement audit axe principal X’X.

[47] De manière similaire, sur les figures annexées, le stator 12 est réalisé sous la forme d’une plaque solidaire du support 2 présentant une face interne 121 et une face externe 122 opposées l’une à l’autre dans la direction de l’axe principal X’X et s’étendant perpendiculairement audit axe principal X’X.

[48] La face interne 111 du rotor 11 se trouve en vis-à-vis de la face interne 121 du stator 12. La face interne 111 du rotor 11 est équipée d’un premier secteur d’aimants permanents 13. Ce premier secteur 13 se présente préférentiellement sous la forme d’un arc de cercle ou d’une portion d’anneau centré sur l’axe principal X’X. Cet arc de cercle a un rayon R pouvant avoir une valeur comprise entre 4 cm et 1 m. Il s’étend sur une plage angulaire inférieure à 360°, préférentiellement inférieure à 180° et très préférentiellement inférieure à 130° voire 125°. Parallèlement, la face interne 121 du stator 12 est équipée d’un deuxième secteur d’aimants permanents 14 se présentant également sous la forme d’un arc de cercle de rayon correspondant au rayon R du premier secteur d’aimants 13. De manière identique, le deuxième secteur d’aimants 14, 24 s’étend sur une plage angulaire inférieure à 360°, préférentiellement inférieure à 180° et très préférentiellement inférieure à 130° voire 125°. Cette plage angulaire permet au rotor 11 de récupérer assez d’énergie cinétique.

[49] Chacun des secteurs d’aimants permanents 13, 14 présente une face active 130, 140 s’étendant en regard de la face interne 111, 121 du rotor 11 ou stator 12 auquel il est associé. [50] Le secteur d’aimant 13 présent sur le rotor 11 comprend préférentiellement trois sections d’aimants individuels permanents 41, 42 et 43, agencés en arc de cercle de rayon R. Le secteur d’aimants 14 agencé sur le stator 12 associé comprend également préférentiellement quatre sections d’aimants individuels permanents 61 , 62, 63 et 64 arrangés en arc de cercle de même rayon R. Une telle configuration permet d’obtenir un vis-à-vis cyclique des faces actives 130, 140 des secteurs d’aimants 13, 14 du rotor 11 et du stator 12 lors de la rotation dudit rotors 11.

[51 ] A titre d’exemple de réalisation, chaque section d’aimants 41 , 42 et 43 présente un angle égal à 30° tandis que chaque section d’aimants 61 , 62, 63 et 64 présente un angle égal à 37,5°. Il est nécessaire, dans le cadre de la présente invention, que les sections d’aimants 41, 42 et 43 sur le rotor 11 ne soient pas égales aux sections d’aimants 61, 62, 63 et 64 de sorte que lorsque les secteurs 13, 14 sont dans leur position d’écartement ou de distance minimale, on évite un alignement des zones de liaison entre deux sections contiguës des secteurs 13 et 14, ce qui conduirait à un broutement.

[52] Les faces actives 130, 140 des premiers et deuxième secteurs d’aimants 13, 14 disposés respectivement sur le rotor 11 et sur le stator 12 d’un module magnétique 10 possèdent la même polarité de sorte qu’il existe des forces de répulsion magnétiques FR s’exerçant entre le rotor 11 et le stator 12 au sein de ce module magnétique 10.

[53] Lorsqu’un rotor 11 est entraîné en rotation par le dispositif de mise en rotation 4, la face active 130 du premier secteur d’aimants 13 présent sur la face interne 111 dudit rotor 11 entre cycliquement en vis-à-vis avec la face active 140 du second secteur d’aimants 14 présent sur la face interne 121 du stator 12 tels que cela est représenté sur la figure 8. Ces faces actives 130, 140 présentant la même polarité, une force magnétique de répulsion FR est générée entre elles. Cette force magnétique de répulsion FR comprend, pour un module magnétique 10 :

- une composante tangentielle FR,t résistive par rapport à la rotation du rotor 11 lorsque le premier secteur d’aimants 13 approche du deuxième secteur d’aimants 14 dans le sens de rotation, - une composante tangentielle FFU motrice par rapport à la rotation du rotor 11 lorsque le premier secteur d’aimants 13 s’éloigne du deuxième secteur d’aimants 14 dans le sens de rotation.

[54] Une telle configuration permet au rotor 11 d’avoir une inertie de rotation augmentée en fonction des différentes forces de répulsion FR existantes cycliquement entre les différents secteurs d’aimants 13, 14, entraînant ainsi une augmentation du couple exercé sur l’arbre rotatif 3 par rapport à celui d’entrée fourni par le dispositif de mise en rotation 4.

[55] La somme angulaire SR, SS des secteurs d’aimants 41 , 42, 43 présents sur les faces internes 111, 121 du rotor 11 et du stator 12 étant inférieure à 360°, préférentiellement inférieure à 180° et très préférentiellement inférieure à 130° voire 125°, un module magnétique 10 présente deux positions instables d’équilibre magnétique dans lesquelles les forces de répulsion FR existant entre les faces actives des secteurs d’aimants 13, 14 positionnés sur le rotor 11 et sur le stator 12 du module magnétique 10 ne produisent pas d’effet vis-à-vis de l’arbre rotatif 3 ou du rotor 11 solidaire dudit arbre 3.

[56] La première position d’équilibre magnétique est définie lorsque le secteur d’aimants 13 présent sur le rotor 11 est centré angulairement sur le secteur d’aimants 14 présent sur le stator 12 (figures 1 et 2 par exemple). Dans cette position, le secteur d’aimants 13 du rotor 11 se trouve en vis-à-vis du secteur d’aimants 14 du stator 12. Dans cette position, la force de répulsion FR entre les deux secteurs d’aimants 13, 14 comprend uniquement une composante axiale FR, ₃ qui s’étend dans la direction de l’axe principal X’X et tend à repousser le rotor 11 à l’écart du stator 12 dans ladite direction.

[57] La deuxième position d’équilibre magnétique, représentée en particulier sur la figure 7, est atteinte lorsque le rotor 11 a effectué, à partir de la première position d’équilibre, une rotation de 180° autour de l’axe principal X’X par rapport au stator 12 associé. La force de répulsion FR existant dans cette deuxième position possède une composante axiale FR, ₃ s’étendant dans la direction de l’axe principal X’X et tendant à écarter le rotor 11 du stator 12 dans ladite direction, et une composante radiale FRJ s’étendant dans la direction radiale perpendiculaire à la direction de l’axe principal X’X et tendant à écarter le rotor 11 du stator 12 dans ladite direction radiale.

[58] Dans toutes les autres positions angulaires comprises entre la première et la deuxième position d’équilibre, les forces de répulsion entre le secteur d’aimants 13 du rotor 11 et le secteur d’aimants 14 du stator 12 possèdent :

- une composante axiale FR, ₉ s’étendant dans la direction de l’axe principal,

- une composante radiale FR s’étendant dans la direction radiale,

- la composante tangentielle FRI, décrite précédemment, s’étendant dans une direction tangentielle perpendiculaire aux directions axiale et radiale.

[59] La composante tangentielle FR,t est motrice lorsque le rotor 11 est décalé angulairement dans le sens de rotation S par rapport à la première position d’équilibre. Elle reste motrice jusqu’à ce que le rotor 11 atteigne la deuxième position d’équilibre magnétique décrite précédemment. A partir de cette deuxième position, la composante tangentielle FR,t de la force de répulsion FR devient résistive dans la mesure où elle est orientée dans un sens s’opposant au sens d’entrainement en rotation du rotor 11 et par conséquent de l’arbre rotatif 3. La position dans laquelle la composante tangentielle FRI devient résistive est équivalente à un « mur magnétique ». Ce « mur magnétique » est franchi grâce à l’énergie d’entrainement en rotation du rotor 11, son énergie cinétique et la présence d’aimants biseautés 25, 26.

[60] En effet, le premier secteur d’aimant permanent 13 et le deuxième secteur d’aimant permanent 14 comportent chacun au moins un aimant biseauté 25, 26 situés à une extrémité de manière à ce que, lors de la rotation du rotor 11, les aimants biseautés 25, 26 de chaque secteur 13, 14 se rencontrent en premier, avant lesdits secteurs 13, 14, de sorte que la répulsion magnétique entre les deux ensembles 13/25 et 14/26 augmente graduellement, selon la pente défini pour ces aimants biseautés 25, 26. Ainsi, la pente de deux aimants biseauté 25, 26 étant inversée lorsque l’on considère le sens de parcours relatif du rotor par rapport au stator, la distance entre ces deux aimants 25, 26 diminue au fur et à mesure que le rotor 11 tourne pour amener le secteur 13 dans sa position de distance minimale avec le secteur 14 (première position d’équilibre telle que présentée précédemment). Avantageusement, les pentes de ces deux aimants biseautés sont identiques, par exemple égales à 20°, et bien entendu inversé si l’on considère le sens de rotation - horaire ou anti-horaire - du rotor 11 par rapport au stator 12.

[61] Grâce à cette disposition des aimants biseautés 25 et 26, un « effet sifflet » permet de minimiser la composante tangentielle résistive FR,t et/ou augmenter la composante tangentielle motrice FRI, de manière à faciliter le passage du « mur magnétique ». Les aimants biseautés 25, 26 respectivement sur le rotor 11 et le stator 12 peuvent présenter une même dimension angulaire, à la différence des sections 41, 42, 43 du rotor 11 vis-à-vis des sections 61, 62, 63, 64 du stator 12, par exemple comprise entre 8° et 25°, de préférence entre 10° et 15°.

[62] Dans un mode de réalisation préféré, en particulier dans le cas d’une pluralité de modules magnétiques comme illustré sur la figure 9 avec deux modules magnétiques 10, 20, au moins un des modules magnétiques 10 ou 20 de l’invention exploite également la composante axiale FR, a des forces de répulsion FR tendant à repousser le secteur d’aimants 13 présent sur la face interne 111 du rotor 11 , à l’écart du secteur d’aimants 14 présent sur la face interne 121 du stator 12 associé. Ainsi, en plus du mouvement de rotation décrit précédemment, le rotor 21 présent dans le module magnétique 10 ou 20, est libre de se déplacer axialement le long d’un dispositif de déplacement axial 5. La composante axiale FR, a a une direction s’étendant le long de l’axe principal X’X. Cette composante axiale FR, a est :

- maximale lorsque le premier secteur 13 est aligné angulairement avec le deuxième secteur d’aimants 14,

- minimale lorsque le premier secteur d’aimants 13 est diamétralement opposé au deuxième secteur d’aimants 14.

[63] L’existence de cette composante axiale FR, _a , entraîne un mouvement de translation T du rotor 11 le long de l’axe principal X’X. L’exploitation de ce mouvement de translation T permet d’augmenter l’inertie du rotor 11 et ainsi générer une augmentation du couple par rapport à celle du dispositif de mise en rotation 4. La mise en place de cette exploitation nécessite l’utilisation du dispositif de déplacement axial 5, adapté pour déplacer le rotor 11 par rapport au stator 12 le long de l’axe principal X’X. La distance entre la face active du premier secteur d’aimants 13 et celle du deuxième secteur d’aimants 14, varie d’une distance minimale à une distance maximale. De manière parallèle au maximum et minimum de la composante axiale FR, ₃ décrits précédemment, la distance est :

- minimale Xmin lorsque le premier secteur d’aimants 13 est aligné avec le deuxième secteur d’aimants 14,

- maximale Xmax lorsque le premier secteur d’aimants 13 est diamétralement opposé au deuxième secteur d’aimants 14 (cf. figure 7).

[64] Le dispositif de déplacement axial 5 se compose d’une came 51 fixée sur le support 2 définissant un chemin de came, et d’un galet 52 solidaire du rotor 11 et adapté pour suivre le chemin de came.

[65] Sur les figures annexées, la came 51 hélicoïdale se présente sous la forme d’un manchon monté en rotation autour de l’arbre rotatif 3 et comporte une gorge hélicoïdale, non visible sur les figures, dans laquelle est engagé le galet 52. La gorge hélicoïdale définit le chemin de came qui comporte une position basse et une position haute reliée l’une à l’autre par deux parties de transition du chemin de came. Ces parties de transition se présentent préférentiellement sous la forme d’une pente formant un angle inférieure ou égal à 45° avec les positions basse et haute, de manière à assurer une translation sans à-coups du rotor 11 lors de l’utilisation du module magnétique 10. Toutefois, ces parties peuvent éventuellement se présenter sous une autre forme, comme par exemple sous la forme d’une marche.

[66] Lorsque le galet 52 est en position basse, la distance entre la face active du premier secteur d’aimants 13 et celle du deuxième secteur d’aimants 14 est minimale Xmin. Lorsque le galet 52 est en position haute, la distance entre la face active du premier secteur d’aimants 13 et celle du deuxième secteur d’aimants 14 est maximale Xmax. Grâce à une telle configuration, le dispositif de déplacement axial 5 du rotor 11 est adapté pour augmenter et/ou diminuer la distance entre la face active 130 du premier secteur d’aimants 13 associé au rotor 11, et la face active 140 du second secteur d’aimants 14 associé au stator 12. L’augmentation de la distance depuis la distance minimale Xmin jusqu’à la distance maximale étant due à la composante axiale FR,3 de la force de répulsion FR existant entre les deux secteurs d’aimants 13, 14.

[67] Dans l’exemple choisi pour illustrer l’invention, le dispositif amplificateur 1 comprend également une deuxième came 61 ayant pour fonction de transformer un déplacement translatif en un mouvement de rotation destiné à faire tourner le rotor cinétique 4”. Cette came 61 comporte des ouvertures 62 de forme sensiblement hélicoïdale dans lesquelles des pions 63, reliés à l’arbre rotatif 3, sont engagés de manière à entraîner en rotation le rotor cinétique 4” lorsque lesdits pions 63 parcourent leur trajet défini par les ouvertures 62.

[68] Sur la figure 9, le dispositif amplificateur 1 comprend deux modules magnétiques 10, 20 de sorte que l’amplification de couple avec un tel dispositif est supérieure à l’amplification obtenue avec le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 qui ne comprend qu’un unique module magnétique 10. De manière générale, dans un dispositif amplificateur 1 selon la présente invention, le nombre de modules magnétiques est variable en fonction de l’utilisation souhaitée et peut être classiquement compris entre 1 et 5, mais on peut éventuellement envisager d’avoir encore un plus grand nombre de modules magnétiques.

[69] Ainsi, l’énergie cinétique accumulée dans un premier type de module 10, 20 permet de contrebalancer le passage du « mur magnétique » dans un deuxième type de module 10, 20. Cette caractéristique particulière permet d’encore diminuer l’énergie devant être fournie par le dispositif de mise en rotation 4, et donc de diminuer les coûts pour l’utilisateur.

[70] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

[71] L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier:

- le dispositif de déplacement axial 5 peut être différent du mode représenté ici. Le chemin de came peut par exemple se présenter sous la forme d’une rampe en arc de cercle centrée sur l’axe principal X’X ;

- de la même manière l’ensemble de transformation du déplacement linéaire en mouvement/déplacement en rotation 61, 62, 63 peut être différent, tant au niveau du chemin de came formé par les ouvertures 62 que des pions 63, que de la structure et des dimensions de ces éléments ;

- le système récepteur peut être de toute nature, l’extrémité libre de l’arbre rotatif 3 peut être adaptée de manière à être accordée à n’importe quel type de systèmes pouvant bénéficier d’une augmentation du couple ;

- de manière identique, le dispositif de mise en rotation 4 peut se présenter sous d’autres formes que celles décrites ci-dessus et peut consister en tous dispositifs susceptibles d’entrainer en rotation le rotor 11 ;

- les aimants permanents 41 , 42, 43 du rotor 11 comme les aimants 61 , 62, 63, 64 du stator peuvent être différents en nombre et/ou en forme et/ou en nature des aimants permanents.

[72] L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.

[73] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.