BE905303A - Un propulseur a voile. - Google Patents
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Abstract
Propulsuer à voile permettant de mouvoir n'importe quel engin grace à la force du vent. Ce propulseur a pour but d'orienter la pousée vélique de manière à ce qu'elle s'applique le plus bas possible du centre de gravité de l'engin et pour une bonne part vers le haut. Il se compose d'un mat (1) incliné à environ 45 degrés supportant à son extrémité supérieure un plan de voilure (2) asymétrique et orientable, dont le poids est équilibré par un cotnrepoids (13) débordé en opposition. L'ensemble dument tenu par des haubans (5) pivote de part et d'autre de l'engin autour d'un mat axial (8). Par sa faculté d'accepter des surfaces de voiles importantes ce propulseur conviendrait particulièrement bien à des engins légers de sport et de vitesse.
Description
UN PROPULSEUR A VOILE La présente invention concerne un propulseur à voile permettant de mouvoir n'importe quel engin grâce à la force du vent. La plupart des voiliers ayant tendance à giter sous la poussée du vent, ils perdent ainsi une bonne partie de la force propulsive fournie. Ce propulseur a pour but d'orienter la poussée vélique de manière à ce qu'elle s'applique le plus bas possible du centre de gravité de l'embarcation et pour une bonne part vers le haut afin d'alléger d'autant le voilier en marche. D'autre part, ce système de voilure dispense de la très contraignante obligation d'avoir des voiles réversibles, gauche droite, pour les virements de bord. Il permet donc d'employer des surfaces aérodynamiques asymétriques, avec intrados et extrados, d'un bien meilleur rendement. Ce propulseur à voile est caractérisé par le fait qu'il comprend un mât incliné d'environ 45[deg.], à l'extrémité duquel est établie une voilure mobile sensiblement perpendiculaire à celui-ci. Cette voilure peut se mouvoir dans trois directions à l'aide d'un dispositif mécanique faisant liaison entre le mât et celle-ci. Cette voilure peut : 1[deg.] pivoter librement sur elle-même autour du mât afin de pouvoir s'orienter toujours face au vent grâce à un plan perpendiculaire et solidaire faisant office de girouette. 2[deg.] s'incliner latéralement d'un angle de plus ou moins 45[deg.] tendant à ramener la voile à l'horizontale grâce à un axe d'inclinaison horizontal et perpendiculaire au mât. Ce débattement à 45[deg.] étant commandé grâce à un ou plusieurs cables ou tout autre système mécanique. 3[deg.] pivoter sur un axe situé dans son plan mais situé en avant du centre aérodynamique de la voilure afin de pouvoir s'effacer uniquement lorsque le vent l'attaque sous un angle d'incidence négatif. L'ensemble, mât incliné + voilure est maintenu de haut en bas et latéralement par trois haubans. Le poids de cet ensemble est équilibré par un contrepoids, constitué par l'équipage ou toute autre forme de lest, ce dernier étant débordé en opposition au bout d'un mât horizontal retenu par ces mêmes haubans. L'ensemble solidaire décrit ci-dessus pivote d'au moins 70[deg.] de part et d'autre de l'axe du bateau autour d'un petit mât central maintenu vertical par rapport à la coque à l'aide de haubans ou de jambes de force. Cette disposition permettant d'orienter correctement la voilure selon la direction du vent et l'allure du voilier. Le propulseur complet peut être installé sur n'importe quelle sorte d'engin terrestre ou n'importe quelle embarcation, construite en n'importe quel matériau. Sa structure ou ses coques devront simplement être capables de supporter le poids du propulseur et résister à un certain couple de chavirement à l'arrêt. La voilure pourra être constituée de n'importe quelle surface et n'importe quelle matière, dès lors que convenablement profilée, elle développera une force aérodynamique suffisante. La voilure sera évidée en son milieu afin de permettre ses mouvements autour du mât. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple une force de réalisation conforme à l'invention. Le propulseur est représenté monté sur une embarcation du type trimaran dont, en marche par un vent suffisant, seule la coque centrale touchera l'eau. Avec une surface de voile et un vent suffisant, seule la dérive et le safran pourraient rester en contact avec l'eau. - La figure 1 est une vue de face du voilier complet représenté en position de remontée au vent dite au "plus près". - La figure 2 est une vue de dessus de ce dernier à la même allure et muni de voiles transparentes pour la clarté du dessin. La figure 3 est une vue de côté du voilier toujours "au près". Les figures 4 et 5 représentent à titre d'exemple une forme de réalisation du dispositif mécanique 4 conforme à l'invention. La figure 4 le représente vu de dessus et la figure 5 vu de côté. Pour la clarté du dessin, le mât a été représenté vertical. La figure 6 représente la voilure vue de dessus. La figure 7 représente cette voilure vue de côté en position de navigation vent arrière. La figure 8 représente la même voilure lors d'un virement de bord. La figure 9 représente le voilier à l'arrêt. Les figures 10 - 11 - 12 - 13 - 14 et 15 représentent le voilier vu de dessus à différentes allures. Le propulseur à voile représenté sur les trois figures 1 - 2 - 3 comprend : - un mât 1 incliné d'environ 45[deg.] par rapport à la verticale - un plan de voilure 2 qui supporte sur son arrière le système de girouette 3 destiné' à orienter en permanence le plan de voilure face au flux d'air. L'ensemble est fixé au mât par le dispositif mécanique 4 dont le détail est repris plus loin, et qui permet les différentes manoeuvres d'orientation de la voilure. Cette dernière est disposée de façon à ce que la position qu'occupe le mât en son centre corresponde au centre de la poussée aérodynamique (voir figure 6). Cette voilure est dans cet exemple constituée de deux vergues 29 (figure 6) disposées en V et maintenues dans cette position par deux tubes 30 fixées à ces dernières à une certaine distance de leur point de jonction. Ces deux tubes se rejoignent à l'extrémité supérieure de la girouette (3. ). Deux autres tubes (31) (Figure 7) partant des mêmes points sur les vergues se rejoignent à l'extrémité inférieure de la girouette 3. C'est sur ces derniers qu'est fixé l'axe 27 (figures 6 et 8) de fixation de la voilure sur le dispositif mécanique (4). Les cables 26 reliant le point de jonction supérieur des tubes 30 avec la girouette au dispositif mécanique 4. Les voiles établies sur les deux vergues 29 sont tenues par leurs points d'écoutes à l'extrémité de la girouette. Il serait souhaitable que la voilure soit conçue de manière à ce que son centre de gravité soit également le plus proche possible de son centre de voilure. Le mât 1 est retenu verticalement et latéralement par les deux haubans 5, eux-mêmes fixés par l'une de leur extrémité à la partie fixe du dispositif mécanique et par l'autre au tube 6 de support du contrepoids. Ces haubans sont, pour la tenue latérale du mat, maintenus écartés par le tube 7 reposant en son centre sur le petit mât vertical 8. Ce dernier repose par son pied sur le pivot 9 solidaire du mât 1 et du tube de contrepoids 6. Ce petit mât 8, maintenu en position sur la coque par l'intermédiaire d'une articulation le liant aux jambes de force 10, peut donc pivoter avec l'ensemble du système propulseur. Ce mouvement sera donc possible, de par la disposition des tubes 10, d'au moins 70[deg.] de part et d'autre de l'axe de la coque centrale. Une variante de ce système consisterait à laisser le petit mât 8 fixe et faire pivoter autour de lui le pivot support 9 et le milieu du tube 7 écarteur des haubans. Le hauban 11, fixé d'une part sur le pivot 9, et d'autre part sur la partie fixe du dispositif mécanique, sert à contrôler le débattement vertical du mât. Ce hauban est maintenu écarté par les deux tubes 12 fixés de part et d'autre du mât et sont eux-mêmes tenus par les deux haubans annexes 15 (figure 2). Dans cet exemple, le contrepoids nécessaire à l'équilibrage du poids du mât et de la voilure est constitué par le poids du barreur assis sur le siège 13 lui-même fixé au tube 6. Le contrepoids dans cet exemple n'est donc autre que le poste de pilotage complet solidaire de la rotation du gréement. Il peut donc ainsi lui aussi pivoter de 70[deg.] de part et d'autre de l'axe du bateau. Ce réglage du débattement angulaire tribord et babord s'effectue depuis le poste de pilotage par le cable de la retenue 14, fixé d'une part au tube 6 et d'autre part à la poupe de la coque centrale. Le hissage de la voilure le long du mât, le réglage de son angle d'inclinaison et la commande des divers appareillages nécessaires à la bonne marche du voilier sont également mis en oeuvre à partir du poste de pilotage à l'aide de cables, poulies et accastillage divers prévus aux endroits nécessaires. Les figures 4 et 5 représentent à titre d'exemple une forme de réalisation du dispositif mécanique conforme à l'invention. La figure 4 le représente vu de dessus et la figure 5 vu de côté. Pour la clarté du dessin, le mât a été représenté vertical. Le dispositif mécanique et donc la voilure complète sont hissés par la drisse 16 (figure 5) agissant sur la pièce 17 qui coulisse le long du mât sur quatre galets 18 jusqu'à ce que deux encoches en V prévues à sa partie supérieure viennent se bloquer sur les ergots 19 (figure 4) solidaires du mât. La pièce 17 se trouve alors bloquée dans cette position sur le mât. Le cadre 20 tenu par les deux demis axes horizontaux 21 peut s'incliner et seulement selon cet axe, de 45[deg.] par rapport au mât. Cette course est réglée par les cables de commande 22. Fixé à ce cadre inclinable, le rail circulaire 23 permet la rotation parallèle à celui-ci, du cadre 24, lui-même étant tenu et guidé par les coulisseaux 25. La voilure peut alors pivoter librement sous l'action de la girouette. Les haubans 5 (figure 5) nécessaires au maintien du mât, sont fixés sur la pièce 17. La voilure est reliée au dispositif mécanique par les deux cables 26 et le tube 27 maintenu par les paliers rotatifs 28. Ainsi, avec cet axe placé en avant de son centre aérodynamique, la voilure a la possibilité de s'effacer dans le lit du vent en cas d'incidence négative. Ce cas est représenté sur la figure 8. La figure 8 représente la même voilure effacée dans le lit du vent en cas d'incidence négative, comme par exemple lors d'un virement de bord face au vent. Les deux cables de maintien 26 sont alors détendus. La figure 9 représente le voilier à l'arrêt, voilure affalée et haubans 5 détendus. A ce propos, il serait souhaitable que lors de la montée et la descente de la voilure, hissée par la drisse 16, la traction soit effectuée sur l'extrémité 32 de cette même drisse, passant par une poulie fixée sur le dispositif mécanique, ceci afin de soulager le mât du poids de la voilure tant que les haubans ne sont pas encore tendus. Il est à noter que durant cette manoeuvre, le dispositif mécanique et donc la voilure se placent à l'horizontale grâce à un rappel élastique ou tout autre système capable de parvenir à ce résultat. Il peut également être utile de monter le pied de mât sur un axe horizontal afin de pouvoir ramener celui-ci à la verticale pour diminuer l'encombrement du voilier à l'arrêt ou rétablir son assiette lorsque le pilote quitte son siège. Il est également envisageable de faire coulisser le siège du pilote sur le tube du contrepoids, lors de la montée ou la descente de la voilure, toujours dans le but de maintenir l'assiette du bateau constante à l'arrêt. La longueur du mât sera calculée en fonction de la hauteur souhaitée de la voile, en position de route, par rapport au plan d'eau. La voilure peut être munie à ses extrémités de petits flotteurs profilés lui permettant de s'effacer par pivotement en cas d'immersion sous une vague ou à la suite d'une gîte accidentelle. Il peut également être prévu, avec une longueur de mât suffisante, de ramener la voile à la verticale afin de profiter de toute sa surface pour la propulsion par faible brise. Toutes les manoeuvres de la voilure peuvent être rendues automatiques par tous les moyens de commande déjà connus. Grâce à ces dispositions, le voilier étant immobile, voile hissée, le contrepoids équilibre naturellement le poids de la voilure établie en bout de mât. Le voilier reste donc à l'horizontale. Dès que le vent exerce une pression sur le plan de voilure incliné à 45[deg.], le mât étant forcément orienté d'un certain angle vers l'avant du bateau, ce dernier se met à avancer. Conséquemment, le plan de dérive de la coque en mouvement s'appuie sur l'eau, créant ainsi suite à l'action opposée de la voilure un certain couple de chavirement. Ce couple combattu sur les voiliers classiques par le rappel de l'équipage (dériveurs), le rappel du lest à la gîte (quillards) ou , encore l'immersion d'un flotteur ou d'un plan porteur sous le vent (multicoques), est ici simplement -annulé par la modification de l'inclinaison de la voilure. En réduisant l'angle qui la sépare de l'horizontale, on oriente la poussée vélique davantage vers le haut. Ce faisant, on soulage d'autant le mât du poids qui s'exerce à son extrémité, contribuant ainsi à maintenir l'embarcation horizontale par l'action du contrepoids qui elle n'a pas variée. L'assiette du voilier étant ainsi toujours assurée par le simple jeu d'un levier commandé depuis le poste de pilotage, il ne reste plus qu'à assurer l'orientation du mât et donc de la voilure selon l'allure désirée. Cette manoeuvre est représentée par les six figures 11 - 12 - 13 - 14 et 15 qui montrent le voilier vu de dessus, en différentes positions par rapport au vent. L'axe A A' représente l'axe du plan de voilure. Les flèches épaisses représentent la direction du vent. Les flèches simples, la direction du bateau. Pour bien comprendre les différentes phases, il est nécessaire de garder en mémoire que l'axe d'inclinaison du dispositif mécanique 21 (figuré ici par un trait gras), et donc de la voilure, reste toujours dans la même position par rapport au mât, quelle que soit l'orientation de cette voilure par rapport au dit mât. Su la figure 10, le voilier est représenté en position vent arrière, le mât laissé libre de ses mouvements se plaçant alors naturellement dans l'axe du flux d'air et donc vers l'avant du bateau, ceci grâce à la poussée sur la voilure. Celle-ci pivotant librement, reste maintenue face au vent grâce à la girouette 3. A cette allure, ainsi qu'à toutes les allures dites "portantes", l'axe A A' de la voilure restant perpendiculaire à l'axe d'inclinaison du dispositif mécanique, ce dernier sert donc uniquement à régler l'incidence de la voilure de 0[deg.] à 45[deg.]. Sur la figure 11, autre allure portante dite "grand largue", le mât et la voilure toujours libres de leurs mouvements, se placent toujours dans l'axe du vent comme au vent arrière. Cependant, le voilier ayant changé de cap en lofant pour se rapprocher du vent, l'angle que formait la coque avec la direction du flux d'air a diminué. Figure 12, le voilier a continué à lofer, toujours sous l'action du gouvernail, et arrive alors au vent de travers ou "largue". La retenue 14 jusqu'ici relâchée est alors tendue à un certain angle déterminé par l'équipage selon les caractéristiques du voilier. Le mât qui jusqu'alors se plaçait automatiquement dans l'axe du vent est maintenant retenu par l'intermédiaire du hauban tribord et présente désormais son flanc droit au vent. La voilure qui elle par contre est restée libre pivote donc autour du mât sous l'action de la girouette qui la maintient face au vent. Ce faisant, le plan de voilure prend donc l'inclinaison que lui commande le cadre du dispositif mécanique et son axe A A' vient se placer désormais sensiblement parallèle à l'axe d'inclinaison du dispositif mécanique. La voile étant fixée par ses attaches parallèlement à ce cadre mobile du dispositif mécanique, le simple mouvement angulaire du mât, en modifiant l'angle A A' - axe d'inclinaison par pivotement libre du cadre , en règlera donc l'incidence. Ce réglage angulaire du mât s'effectue par la retenue 14 commandée depuis le poste de pilotage. Sur la figure 13, le voilier a continué à lofer et se retrouve à présent au "plus près" du vent. La voilure a gardé pratiquement le même angle et la même position par rapport au mât. Cependant, la retenue 14 a du être relachée complètement afin d'ouvrir l'angle mât - coque pour que la voile conserve une incidence correcte par rapport au vent. Il est à noter qu'avec ce gréement, il est beaucoup plus facile, lors des accélérations, de choquer la retenue pour suivre la modification rapide du vent apparent, que de border l'écoute comme sur les voiliers classiques. La figure 14 représente le moment précis du virement de bord. L'équipage a continué à lofer, mais le mât étant au bout de sa course angulaire, la voilure s'est trouvée en incidence négative et s'est alors effacée pour se placer parallèlement au flux d'air en incidence 0 (voir figure 8). Le bateau étant parvenu face au vent, la retenue a été bordée au maximum par l'équipage afin de ramener le mât dans l'axe du bateau. L'axe A A' se retrouve alors à nouveau perpendiculaire à l'axe d'inclinaison. A ce stade, le voilier continuant à lofer sur son erre, il se retrouve à un moment donné sur l'autre bord et donc "babord amure". Dès que le voilier a commencé à pivoter sur l'autre bord, la retenue est alors choquée en grand par l'équipage. L'ensemble mât + voilure poussé par le vent poursuit sa course et se retrouve automatiquement à environ 70 [deg.] de l'axe du bateau, au près sur l'autre bord, comme l'indique la figure 15. La voile a repris l'incidence et l'inclinaison souhaitée. Si à ce stade le voilier continue son mouvement d'abattée, l'équipage devra reprendre progressivement la retenue et le voilier retrouvera, mais babord amure cette fois, et donc inversées, toutes les positions décrites par les figures 11 - 12 - 14 ainsi que toutes les positions intermédiaires possibles. En continuant à abattre pour finalement se retrouver vent arrière, position de la figure 10, le bateau aura ainsi décrit une trajectoire comprenant toutes les allures possibles du voilier. Durant toutes ces manoeuvres, hormis lors du virement de bord, l'équipage a conservé la possibilité de régler l'incidence du plan de voilure pour la propulsion, et l'inclinaison de celui-ci pour l'équilibre du bateau. Aux allures portantes; ces deux réglages sont confondus par le simple mouvement de l'axe d'inclinaison. Aux allures dites "de finesse" (largue, près), l'incidence de la voilure se règle par le débattement angulaire du mât et l'orientation de la poussée vélique vers le haut par le mouvement de l'axe d'inclinaison. L'une et l'autre de ces commandes pouvant être combinées avec la commande de direction du bateau par un levier type "manche à balai" ou tout autre système approprié. - Par sa facilité de réglage, sa faculté d'accepter des surfaces de voiles importantes et d'alléger le bateau en orientant la poussée vélique vers le haut, ce gréement conviendrait particulièrement bien à des engins légers de sport et de vitesse. REVENDICATIONS 1. Propulseur à voile destiné à mouvoir n'importe quel voilier par la force du vent, caractérisé par le fait qu'il comporte une voilure (2), inclinée, orientable, fixée en son centre aérodynamique à un dispositif mécanique (4) hissé à la partie supérieure d'un mât principal (1) incliné et dont le couple de chavirement ainsi créé est contrebalancé par un contrepoids constitué d'un lest fixe ou du poids de l'équipage (13), débordé en opposition, <EMI ID=1.1> d'un mât (6) horizontal ou légèrement incliné et uni par son pied au pied du mât principal (1) sur un pivot (9) fixé à proximité du centre de dérive du voilier.
Claims (1)
- 2. Propulseur à voile selon la revendication (1), caractérisépar le fait que l'ensemble voilure (2) + mât principal (1) + mâtde contrepoids (6), pivote autour ou avec un mat axial (8) installéà la verticale du centre de rotation de l'ensemble et maintenuen place par l'intermédiaire de deux haubans ou deux jambesde force implantés de façon à permettre l'ouverture maximumde l'angle de débattement de l'ensemble de chaque côté du voilier.3. Propulseur à voile selon les rendications 1 et 2, caractérisépar le fait que les deux mâts, mât principal (1) + mât de contrepoids(6), sont soutenus et maintenus en position l'un par rapportà l'autre par deux haubans (5) fixés, d'un côté au dispositif mécanique (4), de l'autre au mât de contrepoids (6) et écartéspour la tenue latérale des mâts par les extrémités d'une barre d'écartement (7) montée en son milieu sur un pivot installé ausommet du mât axial (8).4. Propulseur à voile selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la mât principal (1) est empêché de se redresserdans le sens vertical par un hauban (11) fixé d'un côté au pieddu mât princiapl (1), de l'autre au dispositif mécanique (4) etdévié d'un angle suffisant par l'extrémité de deux barres d'écartement(12) horizontales, passant de part et d'autre du mât (1) pour prendre appui sur la barre d'écartement (7) des haubans principaux(5). Ces deux barres d'écartement (12) du hauban (11) étant elles-mêmes tenues dans le sens horizontal par deux haubansannexes (15) reliant ces deux barres aux extrémités de la barre d'écartement (7) des haubans principaux (5). 5. Propulseur à voile selon les revendications 1 - 3 et 4 caractérisé par le fait que le dispositif mécanique (4) sur lequel est fixéla voilure (2) monte et descend le long du mât principal (1)grâce à une pièce coulissante (17) montée sur galets (18) ou glissières et sur laquelle sont fixés les haubans (5) (11) detenue des mâts, cette pièce étant maintenue fixée en position hissée, par deux ergots (19) solidaires du mât principal (1)ou tout autre dispositif de blocage approprié.6. Propulseur à voile selon les revendications 1 et 5, caractérisé par le fait que le dispositif mécanique (4) de fixation de la voilure(2) comporte d'une part un cadre ou une couronne mobile reliéà la pièce coulissante (17) par deux demis axes (21) permettant son inclinaison seulement selon cet axe horizontal et perpendiculaire au mât principal, et d'autre part, fixé à ce cadre inclinable(20) par un dispositif rotatif à billes ou à galets (23) un deuxième cadre ou couronne (24) dont l'axe de rotation correspondantau centre aérodynamique de la voilure (2) pivote librement autour du mât sur 360[deg.], parallèlement au cadre inclinable (20). Unaxe (27) situé dans le même plan que le cadre inclinable (20), étant fixé par deux pivots sur l'avant de ce cadre (20) et relié parallèlement à la voilure en avant de son centre aérodynamique.7. Propulseur à voile selon les revendications 1 et 6, caractérisé par le fait que la voilure (2[deg.] comporte fixé perpendiculaire àelle au milieu et en arrière de son bord de fuite, un empennage destiné à faire office de girouette (3). 8. Propulseur à voile selon les revendications 1, 6 et 7 caractérisé par le fait que la voilure (2) est constituée de deux voiles établies sur deux vergues (29) maintenues en position, d'une part par deux tubes (31) fixés à une certaine distance du point de jonction des deux vergues et passant sous la voilure pour rejoindre la base de la girouette (3), ces deux tubes étant reliés entre eux par l'axe (27) fixé au dispositif mécanique (4), et d'autre part par deux autres tubes (30) partant des mêmes points sur les vergues mais passant par dessus la voilure (2) pour rejoindrele sommet de la girouette (3), lui-même étant relié au dispositif mécanique (4) par un ou plusieurs cables (26).9. Propulseur à voile selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les différentes manoeuvres d'orientation, de hissage, de réglage de la voilure(2) et du propulseur complet sont commandés par des cables(16 - 14), leviers, treuils ou palans, actionnés depuis le postede pilotage (13) situé soit sur le voilier même, soit à l'extrémité du mât de contrepoids (6).10. Propulseur à voile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en aluminium, acier inoxydable, plastique, matériaux synthétiques, matériaux composites ou bois.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE1/011539A BE905303A (fr) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Un propulseur a voile. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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BE1/011539A BE905303A (fr) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Un propulseur a voile. |
BE905303 | 1986-08-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE905303A true BE905303A (fr) | 1986-12-16 |
Family
ID=25661176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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BE1/011539A BE905303A (fr) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Un propulseur a voile. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE905303A (fr) |
-
1986
- 1986-08-21 BE BE1/011539A patent/BE905303A/fr not_active IP Right Cessation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RE | Patent lapsed |
Owner name: LECLERC PHILIPPE Effective date: 19890831 |