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Title:
EXTENDABLE BOWLS FOR TRANSMITTING CIRCULAR FORCES AND THE MECHANICAL ARTICULATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/023882
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a module made up of 3 pairs of extendable bowls (A A', B B', E E') for transmitting circular forces and the mechanical articulation. The cohesion of the module is provided, either externally by an octahedral frame (C) with an adapted supporting device, or internally by an adapted supporting device or not (fig. 6), providing pressure of the 2 large bowls (A and A') on the other bowls. The contact zones Z, the oblique lines of the stands and the top edges of the bowls, may be equipped with teeth. The rotation of one of the bowls drive the rotation of the 5 others with 3 gear ratios. The bowls opposite have identical rotational velocities. This module also constitutes a triple differential gear.

Inventors:
MOREAU PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR1997/002114
Publication Date:
June 04, 1998
Filing Date:
November 24, 1997
Export Citation:
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Assignee:
MOREAU PIERRE (FR)
International Classes:
F16H13/00; (IPC1-7): F16H13/00
Foreign References:
US3267755A1966-08-23
US4369673A1983-01-25
US4392395A1983-07-12
Other References:
None
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1) Module mécanique permettant l'articulation ou la transmission de forces circulaires dans 5 directions carac térisé par le fait qu'il est composé de 3 paires de bols A A', B B'et E E'assemblés de façon gigogne et dont la cohésion est assurée : soit de l'extérieur par une ossature en forme d'octaèdre avec un système de maintien adapté (fig. 4 et 5) soit de l'intérieur avec un dispositif articulé ou pas assurant une pression des 2 grands bols A A' (fig. 6) sur les autres bols.
2. Module selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les 4 parties courbes de chaque bol (fig. 3) GH, SD, LK et KN font partie de 2 paires de spirales gauches et droites opposées de 180°, symétriques et concentriques.
3. Module selon les revendications 1 et 2 caractéri se par le fait que les bols B B'sont une parfaite réduction des bols A A'comme les bols E et E'par rapport aux bols B et B'avec le même coefficient de réduction et ces bols ont un dessin en coupe qui permet un décollement des faces intérieures des bols A A', B B'd'avec, respectivement, les faces extérieures des bols B B', E E'pour éviter le blocage 4) Module selon les revendications précédentes ca ractérisé par le fait que les 6 bols sont concentriques, que les lignes obliques de leurs pieds et de leurs rebords supé rieurs convergent vers ce même centre et que les parois de ces bols vont en s'épaississant vers le fond (fig. 3).
4. 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 3 rapports de vitesses ; vitesses égales mais de sens de rotation con traires pour les axes opposés.
5. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la cohésion des 3 paires de bols peut être assurée (fig. 6) par un dispositif interne, articulé ou pas. qui assure une pression à l'aide des ressorts R des 2 grands bols A A'sur les autres bols. Ce module constitue un genre de rotule d'articulation et au torise des mouvements dans divers sens.
6. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les faces extérieures et intérieures des bols peuvent être rectilignes (fig. 7) et que d'autre part, les formes extérieures des bols A et A', sauf leurs rebords supérieurs, comme les formes des bols E et E', sauf leurs pieds, peuvent être diverses.
Description:
MODULE DE BOLS GIGOGNES POUR LA TRANSMISSION DE FORCES CIRCULAIRES ET L'ARTICULATION MECANIQUE.

La présente invention concerne un module com- pose de 3 paires de bols s'imbriquant les uns dans les autres et destiné à transmettre des forces circulaires dans 5 di- rections, et aussi à collecter des forces pouvant venir de 5 directions.

Avec les mêmes paires de bols, nous réalisons également un genre de rotule pour les articulations mécani- ques.

Ce module est aussi un triple différentiel.

Le cheminement de la conception est le sui- vant (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 l'opération, et le polygone se referme ainsi sur lui-même.

Pour l'exemple, nous pouvons partir d'un dodé- cagone (fig. 1), en joignant les points milieu des côtés, nous retrouvons un autre dodécagone dont les sommets sont décalés de #/@@ radians soit 15° et plus petit avec un coeffi- cient de réduction de soit 0, 966 environ.

A partir de la (fig. 1), dessinons une spira- le gauche partant de T, l'un des sommets du dodécagone, pour rejoindre le sommet le plus proche inférieur et ainsi de suite. Un demi-côte de chaque dodécagone entre ainsi dans la construction de la spirale nui a pour équation polaire : dans laquelle r soit OT est le rayon de départ extérieur de la spirale.

Q est 1'angle entre le vecteur OM et l'axe OX.

L'unité de mesure dee est en radians.

Pour généraliser l'équation avec d'autres polygones réguliers convexes, nous prendrons l'équation po- laire : dans laquelle x est le nombre de cotes 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 180°, le point U à partir duquel nous traçons éga- lement 2 spirales gauche et droite ; la figure ainsi obtenue représente un réseau de 4 spirales symétriques, concentri- ques et entrelacées qui nous donnent une série de croissants et dont le coefficient de réduction est de 0, 81 environ.

Pour la construction des bols (fig. 3), le pied du bol représente 1 côté du dodécagone et est ren- trant avec 1 angle de 75° ; les bords supérieurs sont incli- nés vers l'extérieur avec 1 angle de15°.

En partant d'un autre polygone régulier (fig. 3), 1'angle que fait le pied HI avec l'axe des x est le même que l'angle du rebord des bols GL ou DN avec l'axe des y.

L'assemblage des bols est de la plus sim- ple logique grâce aux angles du pied et du rebord des bols Z qui s'emboitent et les empêchent de glisser.

En figure 3, les courbes extérieures du bol GH et SD appartiennent aux spirales issues de T, tandis que pour la face intérieure EGL et MN font parties des spira- les issues de U. Les rayons des spirales OT et OU sont sur le même axe avec un centre commun 0.

Les bols B et B' (fig. 4) sont une par- faite réduction des bols A et A', comme les bols E E'qui sont une réduction des bols B et B'avec le même coefficient de réduction.

Formons une ossature C (fig. 4) en forme d'octaèdre régulier dont les sommets sont étêtés. 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 des 3 paires de bols (fig. 5).

Ces 6 bols seront maintenus solidaires par la poussée de 6 ressorts extensibles (R), placés entre les roulements et la base des bols.

Le fait de tourner un des 6 axes entrai- ne la rotation des 5 autres, la condition d'avoir assuré un décollement des faces intérieures des bols A A'et B B' d'avec respectivement les faces extérieures des bols B B'

et E Et pour éviter 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 environ -Et sur les axes F et F', la vitesse angulaire sera de 380 tours/minute environ à 10% près.

Donc ce montage, en plus d'être distri- buteur de forces circulaires, constitue aussi un multiplica- teur ou un réducteur de vitesse.

Les pieds des bols E et E', comme les pieds des bols B et B'jouent le r8le de galets presseurs avec les rebords supérieurs des bols B B'et A A'respecti- vement et ces zones de contact Z peuvent être équipées de dents pour la transmission de forces importantes ; dans ce cas, nous avons là des engrenages.

Comme application, ce module permettrait la réalisation d'une éolienne équipée de 2 hélices à rota- tions opposées ou contrarotatives.

Dans ce cas, le module additionne les forces reçues par les 2 hélices et multiplie la vitesse de l'axe qui entrainera l'alternateur.

La cohésion des 3 paires de bols peut également être assurée par un dispositif interne (fig.6) qui assure une pression à l'aide des ressorts R des 2 grands bols A et A'sur les autres bols par un dispositif articulé ou pas en J.

Cet assemblage permet aux bols A A'de tourner sur eux-mêmes et de pivoter par rapport au centre O tout en gardant les mêmes rapports de vitesses. Cet assem- blage peut permettre la fabrication d'articulations mécani- ques.

Si nous bloquons un des bols, le fait de tourner le bol opposé entraine une double rotation des 4 autres bols : rotation de chaque bol autour de son axe et rotation autour de centre du module. C'est en fait une rota- tion équatoriale pour ces 4 bols.

Les faces extérieures et intérieures des bols peuvent être rectilignes (fig. 7). D'autre part, les formes extérieures des bols A et A', sauf leurs rebords supérieurs, comme les formes des bols E et E', sauf leurs pieds, peuvent être diverses.

Les 3 paires de bols sont concentriques et les lignes obliques de leurs pieds et de leurs rebords supérieurs convergent vers ce même centre, ce qui assure son unité et sa cohérence. Les parois des bols vont en s'épais- sissant vers le fond, procurant ainsi une solidité accrue.