Brevet FR2717242A1 — publié le 19950915

GONFLAGE A LA DEMANDE D'UN ORGANE PNEUMATIQUE A USAGES MULTIPLES A ENERGIE INTRINSEQUE PRE-ETABLIE La présente invention concerne un dispositif "engrenage" pneumatique façonnable, à géométries variables, à usages multiples, pouvant s'expanseur de façon autonome selon les besoins. Les organes pneumatiques existant actuellement sont gonflés - soit par compresseur, soit par cartouche (CO2, gaz rares...) pour être efficients (coussin gonflable de protection, gilets de protection...), ce qui pose des problèmes de place, d'encombrement... - soit à l'énergie humaine (bouche, soufflet : matelas pneumatique ...) ce qui rend pénible et peu rapide leur gonflage. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients en étant "chargé" par avance. En effet, ce dispositif est composé selon une première caractéristique d'une structure extérieure qui est une juxtaposition de corps creux, souples, caoutchouteux membranaires et d'élastiques qui les rendent solidaires les uns des autres. Selon une deuxième caractéristique, cette structure extérieure ménage à l'intérieur d'elle-même un espace endo-cavitaire. Selon une troisième caractéristique, structure extérieure et espace endo cavitaire sont rendus solidaires l'un de l'autre par une paroi à double feuillet dans laquelle règne le vide (cohésion), feuillet externe solidaire de la paroi interne des boudins extérieurs et des élastiques, feuillet interne constitue la paroi externe de ltendo-cavité, se terminent en une valve. Selon une quatrième caractéristique, l'espace endo-cavitaire ainsi créé devient un "ballon" gonflé mais néanmoins ouvert sur l'extérieur (hypothèse 1,013 105 Pascals). Selon une cinquième caractéristique, en déprimant l'espace endo-cavitaire (vide intérieur), on agit sur la structure extérieure souple qui va devenir un ressort pré-contraint (selon sens pliure). Selon une sixième caractéristique, ce ressort pré-contraint est d'autant plus efficace que le gonflage d'un seul de ses composants est capable d'entraîner la majeure partie de l'expansion de ltendo-cavité. Selon une septième caractéristique, lorsque l'endo-cavité sera au moment venu remise à 1,013 105 Pa, les ressorts precontraints expanseront le dispositif (ouverture par filin thermo-soudé dans la masse = languette). Selon les applications techniques particulières envisagées, on pourra ainsi jouer sur les paramètres suivants - puissance des ressorts pré-contraints = qualité des matériaux, diamètre des structures gonflables, puissance des élastiques, gaz employés, résistance des matériaux - importance de l'espace endo-cavitaire - importance de la valve de l'espace endo-cavitaire = libération de tout son espace = rapidité de gonflage / petite valve = plus d'amortis sement. A noter que s'adressant à des structures membranaires souples et élastiques, on obtient les qualités suivantes - facilement façonnable (toutes formes) - peu de poids - le moins d'encombrement possible (vide intérieur parfait et étanche) Par mesure de clarté, nous ne décrirons ici que la forme cylindrique. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente une vue de face dans la longueur du cylindre après le gonflage d'un seul "boudin" de la structure extérieure. La figure 2 représente une vue de face dans la longueur du cylindre après gonflage de tous les boudins de la structure externe et avant vide intra-feuillets. La figure 3 représente une coupe latérale de l'invention après gonflage de la structure externe et avant vide intra-feuillets. La figure 4 représente une vue de face dans la longueur du cylindre, après gonflage de tous les boudins de la structure extérieure, après création de l'kendo cavité par solidarisation à la structure extérieure par mise sous vide de l'espace intra-feuillets. La figure 5 représente une vue latérale dans le diamètre du cylindre avant que l'endo-cavité ne soit déprimée, après gonflage de tous les boudins de la structure extérieure, après création de l'endo-cavité par solidarisation à la structure extérieure par mise sous vide de l'espace intra-feuillets. La figure 6 représente la même vue que la figure 5 après mise sous vide de l'endo-cavité. La figure 7 représente la même vue que la figure 4 mais après mise sous vide de l'endo-cavité (hypothèse pliure frontale = écrasement haut-bas / hypothèse pliure haut-bas = écrasement frontal : dans cette hypothèse, la figure 7 serait identique à la figure 4). La figure 8 représente le système comme à la figure 5 mais partiellement gonflé. La figure 9 représente le couplage de deux systèmes, l'un activé, l'autre pas. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une enveloppe externe (1) composée de la juxtaposition d'anneaux gonflables (2) et d'élastiques (3) composant un ensemble solidaire et composant en son sein un espace creux. Le gonflage d'un seul de ces anneaux est capable d'ouvrir le diamètre du cylindre (fig. 1). Le gonflage de chacun de ces anneaux est rendu possible grâce à une valve (4) associée à une pliure (5) laquelle pourra être placée différemment suivant le sens de repliement souhaité. La pliure est faite de telle façon qu'elle pré-détermine le sens du repliement mais n'altère en rien l'effet ressort. Tel que les figures le représentent, le repliement se fait dans le sens haut-bas. Les pliures placées au sommet par exemple, le repliement se ferait d'avant en arrière. L'enveloppe externe ainsi constituée est tapissée à l'intérieur d'une membrane à double paroi (6 et 7) dont le feuillet externe (6) adhère et fait corps à la fabrication à la paroi interne de l'enveloppe externe, dont le feuillet interne (7) constituera la paroi externe de ltendo-cavité. Feuillets interne et externe dépassent latéralement du dispositif et se terminent par une valve à succion (8). On fait le vide dans l'espace intra-feuillets grâce à cette valve une fois tous les anneaux de l'enveloppe externe gonflés. Les lèvres des feuillets sont soudées afin qu'il ne puisse plus y entrer de gaz. L'espace intra-feuillets (9) devient donc virtuel (10) ce qui a comme conséquence de dégager un espace endo-cavitaire solidaire de l'enveloppe externe qui l'entoure (ensemble cohérent). L'endo-cavité ainsi créée se termine par une valve ouverte (11). L'endocavité est donc expansée mais néanmoins ouverte sur le milieu extérieur. C'est par l'intermédiaire de ces valves (11) qu'il est alors possible par aspiration (pompe à vide) de contraindre l'enveloppe extérieure (fig. 6). Par l'intérieur et par le vide, on contraint les ressorts que représente l'enveloppe extérieure. Les valves (11) sont obturées afin de maintenir le dispositif sous contrainte. On obtient alors un dispositif prêt à servir à tout moment, très plat (fig.6, fig. 7). L'ouverture se fait par filin tressé et poignée (12) thermo-soudé dans la masse il devient languette. La rapidité de l'expansion dépendra de l'option choisie (fig. 6 A, B, C, D). Cette rapidité ira croissant suivant qu'on libèrera l'obturation en A ou en D. On pourra néanmoins choisir un compromis en fonction du but à atteindre afin de ménager à titre d'exemple non limitatif une progressivité ou plus ou moins d'effet rebond. De plus, et selon une variante illustrée (fig. 8), l'enveloppe extérieure pourrait ne pas être contrainte à l'extrême, ménageant ainsi à I'endo-cavité la possibilité mixte de devenir à la fois un espace gonflable ou dégonflable. Il faut calculer les équilibres nécessaires en fonction des buts à atteindre. Enfin, et selon une autre variante illustrée (fig. 9), plusieurs dispositifs pourraient être couplés. Les avantages du dispositif sont nombreux : léger - peu encombrant écologique (propre et recyclable) - souple - façonnable. Les possibilités du dispositif sont multiples : rapidité de déploiement possibilité d'expansion et de rétraction - amortissement - aspiration - force énergie. Donc, en accumulant les avantages et les possibilités techniques du dispositif selon l'invention, on obtient un "produit à la croisée des chemins" susceptible d'applications industrielles tellement importantes et étendues que la liste ciaprès ne peut être ni exhaustive ni limitative a) matériels pneumatiques auto-gonflants : matelas, orthèses et matériels de secours ou de sauvetage, engins de levage, matériels et habits de protection contre les chocs, jouets b) matériels de rééducation ventilatoire ... recherche médicale... c) aéronautique d) recherche spatiale e) énergie... Revendications 1) Dispositif à usages multiples ayant pour objet de faire se gonfler à la demande et de façon autonome un organe pneumatique, caractérisé en ce qu'il est composé de matériaux souples et élastiques (matières caoutchouteuses étanches naturelles ou synthétiques) et pourvu d'une enveloppe externe (1), d'une membrane à double feuillet (6 et 7) et d'une endo-cavité, cette structure pouvant renfermer ou pas de gaz. 2) Dispositif selon première revendication caractérisé en ce que l'enveloppe externe (1) est formée par une juxtaposition d'anneaux gonflables (2) et d'élastiques (3) constituant cylindre creux et comportant des valves (4) pour gonfler les anneaux et une pliure (5), le gonflage d'un seul de ces anneaux étant capable d'ouvrir le diamètre du cylindre. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la membrane à double feuillet (6 et 7) est formée d'un feuillet externe (6) qui adhère et fait corps à la fabrication à la paroi interne de l'enveloppe externe (1), d'un feuillet interne (7) qui constitue la paroi de l'endo-cavité, et d'une valve à succion (8). Cette membrane se caractérise par le fait que l'espace intra-feuillets (9) devient virtuel (10), elle peut s'obturer (11) ou se désobturer (A, B, C, D /12). 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'endo-cavité est rendue solidaire de l'enveloppe externe grâce à la membrane à double feuillet qui ne devient plus qu'un. Cette endo-cavité est expansée mais néanmoins ouverte sur l'extérieur et comporte une valve (11) permettant d'agir sur l'enveloppe externe par aspiration du gaz. 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'enveloppe externe renferme un gaz, en ce que l'absence de gaz dans la membrane à double feuillet le rend fonctionnel. L'endo-cavité est caractérisée par le fait qu'elle permet d'agir de l'intérieur pour amener la contrainte de l'enveloppe externe par l'intermédiaire d'une valve : présence en A, B, C ou D d'une fermeture hermétique devenant à la demande ouverture grâce à un filin tressé thermo-soudé dans la masse faisant languette et poignée (12) et permettant l'expansion. 6) Dispositif selon première revendication caractérisé par le gonflage partiel de l'enveloppe externe permettant expansion et rétraction. 7) Dispositif selon première revendication caractérisé par la possibilité de couplage d'au moins deux dispositifs.