Brevet FR2756344A1 — publié le 19980529

La présente invention concerne un module composé de 2 paires de coupes et d'une paire de cônes s'imbriquant les uns dans les autres et destiné à recevoir ou à transmettre des forces circulaires dans 5 directions. Avec les mimes paires de coupes, nous réalisons également un genre de rotule pour les articulations mécaniques qui peut servir à la construction des prothèses. Ces assemblages ou modules peuvent servir comme jeu educatif d'éveil. Le procédé est donc susceptible de trouver des applications industrielles. Le cheminement de la conception est le suivant (fig. 1) - dessiner un polygone régulier convexe - joindre le point milieu de chaque côté ; nous aurons donc la même figure géométrique mais plus petite - renouveler ltopération, et le polygone se referme ainsi sur lui-même. Pour l'exemple, nous pouvons partir d'un dodécagone (fig. 1), en joignant les points milieu des catés, nous retrouvons un autre dodécagone dont les sommets sont décalés de 7t radians soit 150 et plus petit avec un coef ficient de réduction de Vg çE soit 0,966 environ. Apartir de là (fig. 1), dessinons une spirale gauche partant de T, l'un des sommets du dodécagone, pour rejoindre le sommet le plus proche inférieur et ainsi de suite. Un demi-côté de chaque dodécagone entre ainsi dans la construction de la spirale qui a pour équation polaire: dans laquelle r soit OT est le rayon de départ extérieur de la spirale. e est angle entre le vecteur OM et l'axe L'unité de mesure de e est en radians. Pour généraliser l'équation avec d'autres polygones réguliers convexes. nous Prendrons l'équation polaire dans laquelle x est le nombre de côtés du polygone qui est à l'origine des spirales. Dessinons, de la même façon, une spirale droite à partir de T (fig. 2) ; elle sera donc symétrique de la première par rapport à l'axe OX. A l'opposé de T, donc décalé de 1800, le point U, à partir duquel nous traçons également 2 spirales gauche et droite; la figure ainsi obtenue représente un réseau de 4 spirales entrelacées qui nous donnent une série de croissants et dont le coefficient de réduction est de 0,81 environ. Pour la construction des coupes (fig. 3), le pied de la coupe représente 1 côté du dodécagone et est rentrant avec 1 angle de 750; les bords supérieurs sont inclinés vers l'extérieur avec 1 angle de 150 et le fond de la coupe est plat. En partant d'un autre polygone régulier (fig. 3), l'angle que fait le pied HI avec l'axe des x est le même que l'angle du rebord des coupes GL ou DN avec l'axe des y. L'assemblage des coupes est de la plus simple logique et de bonne stabilité, vu le centre de gravité G et grâce aux angles du pied et du rebord des coupes qui s'emboitent et les empêchent de glisser. En figure 3, les courbes extérieures de la coupe GH et SD anpartiennent aux spirales issues de T, tandis que pour la face intérieure ML et MN font parties des spirales issues de U. Les rayons des spirales OT et OU sont sur le même axe avec un centre commun O mais peuvent être différents OU AOT. Les coupes B et B' (fig. 4) sont une parfaite réduction des coupes A et A', sauf que le pied des coupes B et B' a un diamètre supérieur au modèle réduit. Formons une ossature C (fig. 4) en forme d'octaèdre régulier dont les sommets sont éttés Plaçons à chaque sommet une cage où nous logerons un roulement à billes P, un axe passera dans chacun des 6 sommets et sera fixé au pied de 2 paires de coupes gigognes A,B,A',B' et à la base de troncs de cônes E et E' (fig. 5). Ces 6 coupes et cônes seront maintenus solidaires par la poussée de 6 ressorts extensibles (R), pla cés entre les roulements et la base des coupes et cônes. Le fait de tourner un des 6 axes entraine la rotation des 5 autres , à la condition que nous aurions donné un diamètre plus grand au pied des coupes 3 et B cette astuce permet un décollement des faces intérieures des coupes A et A' d'avec les faces extérieures des coupes B et B' pour éviter les frottements et même le blocage. Le sens de rotation de chaque axe opposé sera inverse et leur vitesse angulaire égale. Si nous supposons qu'il n'y a pas de perte par frottement entre les diverses pièces mobiles, les calculs des vitesses de rotation pour les figures 4 et 5 nous donnent pour une vitesse angulaire de 30 tours/minute sur l'axe V - Une vitesse de 30 tours/minute également sur l'axe opposé V' mais en sens inverse - Sur les axes V1 et V'1 nous aurons 97 tours/minute - Et sur les axes F et F', la vitesse angulaire sera de 380 tours/minute. Ces vitesses sont données à 10% près, vu l'imprécision des dessins. Donc ce montage, en plus d'être distributeur de forces circulaires, constitue aussi un multiplicateur de vitesses sans engrenage. Les cônes E et E' de môme que les pieds des coupes B et B'jouent le rôle de galets presseurs , en cas d'usure de ces cônes, le rattrapage est automatiquement assuré par les ressorts. Le fait que ltentrainement se fasse sans dent, sans engrenage. permet une transmission plus souple par patinage, donc le module constitue aussi un modèle d'embrayage. Comme application, ce module permettrait la réalisation d'une éolienne de type NOAH équipée de 2 hélices à rotations opposées et serait doté en plus de 2 turbines de rotation opposée et dont les aubes seraient inverses ; les arbres des hélices et ceux des turbines seraient perpendiculaires ; les turbines servant de gouvernail pour garder les hélices face au vent. Ce module doit aussi permettre la conception d'un giravion, nouveau modèle. Cet aéronef, sans aile, a une forme ovoïdale aplatie qui contribue à sa portance. Dans une cage cylindrique qui traverse verticalement 1'appareil en son milieu est fixé un turbomoteur, verticalement, et dont l'éjection des gaz se fait vers le sol. Ce turbo-moteur entraine, à travers un module gigogne - un rotor qui assure la sustentation et l'élévation - 2 hélices à pas inverse, une à chaque extrémité, qui per mettent la propulsion avant du giravion - 2 turbines latérales très étroites à aubes inverses, une de chaque côté, orientables simultanément grâce à une ar ticulation type gigogne qui aident également à la propul sion mais surtout font office de gouvernail. Nous avons là un appareil plus économique en consommation que l'hélicoptère, et une piste courte suffit aussi au décollage et à l'atterrissage. L'appareil, dans toutes les phases du vol, est prévu pour rester par faitement à lthorizontale. Avec 2 paires de coupes gigognes, nous pouvons aussi maintenir leur cohésion par des bandes élastiques (Z) reliant verticalement de chaque côté les parties courbes extérieures ou intérieures des coupes A et A' (fig. 6); de plus, la pression entre les coupes est renforcée par un ressort de traction (R) qui relie les fonds intérieurs des coupes A et A'. Ce montage autorise des mouvements de faible amplitude dans divers sens avec retour à la position initiale, donc de repos, si l'une des coupes A ou A' est maintenue bloquée. Cet assemblage de 2 paires de coupes gigognes peut entrer dans la fabrication des articulations mécaniques et peut permettre la réalisation des prothèses. REVENDICATIONS 1) Procédé de conception de module composé de coupes gigognes qui autorise l'articulation ou la transmission de forces rotatives dans 5 directions caractérisé par le fait qu'il comporte une ossature C en forme d'octaèdre dont les 6 sommets sont étêtés et qu'il renferme, figures 3 et 4 - 2 paires de coupes gigognes A A' - B B' et une paire de troncs de cônes E et E' - 6 axes V Vi, V' V'1, F et F' fixés à la base des coupes et des canes - 6 ressorts (R) assurent la pression entre les différents cônes et coupes. Les axes sont rendus solidaires de l'ossature par 6 roulements à billes (P) placés à chacun des sommets de l'octaèdre 2) Module selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les 4 parties courbes des coupes (fig. 3) G H, S D, L K et K N font partie de 2 paires de spirales gauches et droites différentes ayant le mdme centre 0 mais dont les rayons OT et OU peuvent être différents OU 4 OT. 3) Module selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que (fig. 4) les coupes B et B' sont une parfaite réduction des coupes A et A', sauf que le pied des coupes B et B' ont un diamètre supérieur au modèle réduit pour permettre un décollement des faces intérieures des coupes A et A' d'avec les faces extérieures des coupes B et B' pour éviter les frottements et même le blocage. 4) Nodule selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le pied des coupes (fig. 3) fasse le même angle, avec l'axe des x, que le rebord supérieur de ces coupes avec l'axe des y. 5) Module selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une force de rotation appliquée à l'un des axes se retrouve distribuée sur les 5 autres axes avec des sens de rotation contraires, de vitesses égales pour les axes opposés mais de vitesses différentes pour les autres axes. 6) Module selon les revendications 1 et 5 caractérisé par le fait que ce module constitue un multiplicateur à plusieurs vitesses sur 5 directions et qu'il est dépourvu d'engrenages. 7) Module selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé par le fait qu'un montage avec 2 paires de coupes A A' et B et B' (fig. 6) dont les coupes A et A' sont reliées de chaque c8té,extérieurement ou intérieurement, avec des bandes élastiques Z et que la pression entre les coupes soit renforcée par un ressort de traction R qui relie les fonds intérieurs des coupes A et A'. L'ensemble constitue un genre de rotule d'articulation et autorise des petits mouvements dans divers sens avec retour à la position initiale si l'une des coupes A ou A' est maintenue bloquée.