EP4204299A1 - Device driving the flapping of a carrier plane - Google Patents

Device driving the flapping of a carrier plane

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Publication number
EP4204299A1
EP4204299A1 EP21765812.9A EP21765812A EP4204299A1 EP 4204299 A1 EP4204299 A1 EP 4204299A1 EP 21765812 A EP21765812 A EP 21765812A EP 4204299 A1 EP4204299 A1 EP 4204299A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
primary shaft
plane
support
movement
Prior art date
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Pending
Application number
EP21765812.9A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Francis Rey
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP4204299A1 publication Critical patent/EP4204299A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/30Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
    • B63H1/34Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type of endless-track type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/30Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
    • B63H1/34Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type of endless-track type
    • B63H2001/342Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type of endless-track type with tracks substantially parallel to propulsive direction
    • B63H2001/346Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type of endless-track type with tracks substantially parallel to propulsive direction having paddles movably mounted on the track or on track members, e.g. articulated, or with means for cyclically controlling the paddles' angular position or orientation

Definitions

  • the present invention relates to a device for driving a carrier plane, preferably profiled, immersed in a fluid, making it possible to animate said plane with an alternating beat composed of a pitch tilting and a transverse displacement. allowing either to produce a displacement or to recover energy from the displacement of the fluid.
  • Such a profiled carrier plane is for example that known by the name of the English term "foil” and consists of a profiled wing which moves in the water and transmits a lift force to its support. The speed of movement of the wing support generates on this wing a hydrodynamic lift capable of lifting, for example, a boat hull, or a "windsurf" type board, partially or totally out of the water.
  • the present invention therefore proposes to use such a wing, which can also be called hydrofoil, aileron, shovel, paddle, wing or fin, depending on its size and function, by animating it with an alternating beat composed of a linear displacement or in an arc of a circle and a tilting, to recover the kinetic energy of a fluid or to move a machine or a fluid, understood that fluid here designates a perfectly deformable material (water, air. ..). All types of support planes can be used, including those with relative flexibility or those with controlled deformation.
  • the invention relates to the development needs of three sectors in particular:
  • propulsion devices for maritime or river vehicles, the context of which pushes the actors to make the systems less energy-consuming while possessing strong maneuvering potential to guarantee their operational autonomy and their safety without losing reliability and being moreover more respectful of the environment: acoustic and visual discretion, more harmless to wildlife;
  • a system with one or more flapping airfoils is inherently better than those rotating around a hub like those on an ordinary propeller or those on a tubular hub with the blades often pointing inwards. The reasons are mainly three-fold.
  • the first is of a hydrodynamic nature and linked to the rotation of the blades which produces in particular: a globally helical and non-orthogonal wake; a hydrodynamic pressure along the radially variable and non-constant blade; does not allow optimum angle of attack setting over the entire aspect ratio of the blade; the number of blades multiplies the losses by marginal vortices which are added to that of the warhead or the tubular hub which retains them.
  • the alternating tilting of the oscillating carrier plane in itself generates a hydrodynamic unsteadiness of the flows (regularly released vortices) which globally increase its effectiveness under certain conditions.
  • the second reason is related to the cases of devices having to respond to different conditions of evolution without loss of efficiency (rate or speed of the fluid); what variable-pitch propellers try to answer, but the variability of the three-dimensional geometry that this ideally requires (dynamic twisting of the blades, restricted hub) comes up against technological limits.
  • the third disadvantage of the propeller is related to the configuration for obtaining a maneuver, either: the addition of a rudder or the mounting of the propeller on a pivoting nacelle.
  • the first solution is traditional but provides limited manoeuvrability; the second greatly improves this objective but at the cost of a complex kinematic or/and electrical chain whose accessibility is nil or restricted, so that its choice often raises questions.
  • the additional device adds a drag, which lowers the performance of the assembly.
  • a first series of systems consisting of to position one or more carrier planes, generally in this case called fins, perpendicular to one or two plane rotors located in a plane tangent to the flow, such systems being known under the name of cycloidal thrusters of the Lipp type described in WO -A-2002070890 or Voith-Schneider as well as the evolutions of these systems such as those described in WO-A-2014006603, WO-A-2016067251 and WO-A-2017168359 or systems approaching them such as those described in WO-A-1988010207.
  • the trajectory of a fin in the fluid is a cycloid, ie a relatively swirling trajectory and highly dependent on the ratio: rotor rotation speed co to forward speed u.
  • the setting on the trajectory, of the incidence a of a fin is not easy and in fact, a sometimes significant part of the trajectory is not efficient or even counterproductive, consequently limiting the performance of this type of system which on the other hand can offer good manoeuvrability.
  • the axis or the wick of the carrying plane is laterally offset from the wheel, making the devices not very compact and sometimes not symmetrical with respect to the axis of the ship ; the orientation adjustment of the pitch tilting oscillation is not possible except by interposing an additional actuator (jack) in permanent motion on the connecting rod or the lever making its connection problematic; for hydrodynamic efficiency purposes, the tilting oscillation is not independently parameterizable.
  • the connecting rod - crank system has a heave kinematics in speed and in relatively asymmetrical acceleration (a function of the ratio of connecting rod to crank lengths) whereas pitch as produced has a symmetric function, hence asymmetric hydrodynamic operation which will reduce efficiency.
  • the pitching function is either not present as it is or only delegated to the flexibility of the profile, or not easily adjustable in amplitude without an additional on-board actuator on a moving part of the mechanism, or even sometimes rotating.
  • the pitch function is non-adaptable, the latter being overall only sinusoidal; however, as will be explained, different functions have a strong interest.
  • the devices described offering effective sealing between the hydrodynamic part and the mechanical part are rare, which induces limits of use or durability.
  • the orientation function of the flapping plane when it is in a position to be able to have a rudder role is rarely present or limited and very often cannot be done without disturbing the transverse displacement function (non-decoupled functions) , either the rotation of the motor or the generator.
  • the present invention proposes to remove all or part of the barriers described above which prevent current use, which will open up the possibilities of using the flapping of a supporting plane for the applications mentioned.
  • the main object of the invention is a device for driving in combined flapping a carrier plane, preferably profiled, the combined flapping being composed at least a displacement (heave translation and/or roll or pitch swing) and a pivoting of the driving axis of the carrier plane (pitch tilting), axis called wick connected to a drive device of a primary shaft in lateral displacement with positions parallel or not to its longitudinal axis and in pivoting around its longitudinal axis.
  • Another object of the present invention is to propose a device for driving a primary shaft in displacement (translation and/or swinging) and in pivoting around its longitudinal axis.
  • the invention relates to an alternative drive device for a primary shaft in displacement and in pivoting around its longitudinal axis, characterized in that the device comprises a primary shaft and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising means for driving a control member in displacement along a trajectory A in the form of a closed curve, having at least a first axial component T and a second axial component a.
  • the second system S2 comprising means for driving in pivoting, the angle of heel tp of said primary shaft around its longitudinal axis, configured to be actuated by the movement of said control member according to at least one component, preferably the axial component T, of the trajectory defined by the SI system;
  • the third system S3 comprising drive means in movement of the primary shaft, configured to be actuated by the movement of said control member according to the other component, preferably the axial component ⁇ T.
  • control member being configured to extend projecting from the plane (o, r) of the said axial components of its trajectory 2 or from a projection in this plane thereof ci and be engaged both with the pivot drive means of the primary shaft and the displacement drive means of said primary shaft, the movement of the control member along the closed curve generating the times a pivoting control (p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft around its longitudinal axis and the movement of the primary shaft in one direction and in the opposite direction.
  • a single control member such as a crank pin
  • Such a drive device for a primary shaft is particularly advantageous for implementing a combined flapping drive device for an airfoil such as a streamlined wing.
  • the invention also relates to a driving device in combined flapping of an airfoil such as a wing, immersed in a fluid, provided with a driving axis called a wick, characterized in that it comprises at least one device for driving a primary shaft in displacement and in pivoting about its longitudinal axis, comprising said primary shaft and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising means for driving in displacement a control member along a trajectory /. in the form of a closed curve, having at least a first axial component r and a second axial component .
  • the second system S 2 comprising drive means in pivoting, heel angle (p of said primary shaft around its longitudinal axis, configured to be actuated by the displacement of said control member mainly according to the axial component r of the trajectory 2 defined by the system SI, according to a main function E>(r) fixing tp;
  • the third system S3 comprising means for driving the primary shaft in displacement, configured to be actuated by the displacement of the said control member mainly according to the second axial component o of the trajectory 2 defined by the system SI, said control member being configured to extend projecting from the plane (C>,T) of its trajectory A or from a projection in this plane of that ci and be engaged both with the pivot drive means of the primary shaft and the displacement drive means of said primary shaft, the movement of the control member along the curve f ermed generating both a pivoting command (p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft around its longitudinal axis and the movement of the primary shaft in one direction and in the opposite direction, the device comprising in furthermore
  • this training device produces the essential kinematic components or precursors of the fundamental combined beat of the carrier plane and is always formed by the cooperation of these three systems S1, S2 and S3, whatever the configuration.
  • these essential movements of the primary shaft are then directly or indirectly transmitted to the bit of the carrying plane to form a minimum effective system via a fourth link system S4 which defines the configuration of the device.
  • a configuration can contain several bearing planes of similar or dissimilar motion components.
  • we are talking about the same carrying plane including if it is divided into two parts insofar as the movements of the two parts are identical and integral with the same axis, called wick, it is to say that they notably remain in the same plane.
  • a carrying plane of a device according to the invention can be installed relative to the machine or to the frame according to two types of so-called generic configuration.
  • a profiled carrier plane such as a profiled wing 1 connected directly or indirectly to the primary shaft can extend with its longitudinal axis substantially orthogonally to the wall of the machine or of the frame on which it is assembled, as can be seen in Figure 1-A, the transverse movement of said bearing plane being substantially tangential to this wall, knowing that the wall is defined here as part of the physical envelope of the machine or of the casing containing the drive device according to the invention
  • This type of generic configuration is said to be T-shaped with several possible cases, depending on the type of transverse movement and the presence or not of an offset from the support plane.
  • the profiled wing is attached directly to the primary shaft of the primary shaft drive device by the axis around which it can tilt, designated wick located on the profile of the profiled wing and it undergoes a linear transverse displacement.
  • the wick passes through a slot in the wall of the housing containing the drive device which can be installed behind the wall of the machine.
  • the support plane has its plane substantially parallel to the wall and the transverse movement is then substantially normal to the latter, as in FIG. 1-B.
  • This type of generic configuration is said to be H-shaped.
  • the support plane is attached to the drive device according to the invention by, on the one hand, its tilting axis, namely the wick, and on the other hand , by at least one element preferentially orthogonal to this axis and carrying it without displacement, called pestle.
  • the latter is then substantially normal to the wall of the machine and can pass through the latter, through an opening provided with a bearing with bushing and seal or equivalent, providing guidance and sealing between the mechanical parts of the driving device and hydrodynamics of the carrier plane.
  • T and H many other configurations are possible, by adapting the drive device to the position and movements of one or more supporting planes, the heart of the device called the fundamental device producing the components essential cutscenes remaining the same.
  • the fundamental movements of the carrier plane generated by a device according to the invention are therefore a pitch tilt ⁇ > and a transverse movement with respect to the speed u of the flow of the fluid (relative to the speed of the carrier plane) upstream of the carrier plane , this transverse movement possibly being composed of a displacement, denoted E, substantially in the heave direction, or of a rocking, denoted , of rolling or pitching, or of a composition of a displacement E and a sway ⁇ ( surge, yaw and yaw components that can be added depending on the direction and curvature of the transverse movement.
  • the invention also relates to a machine comprising at least one driving device in combined flapping of a carrying plane as means of displacement or propulsion of said machine on the surface or immersed in a fluid.
  • the invention also relates to a device for producing energy from a fluid such as water, air, comprising at least one driving device in combined beat of a carrying plane as a means of recovering energy from the fluid.
  • the term satelliton is used to designate a third wheel located in a planetary gear train composed of a sun gear and a satellite, this satelliton being located in an intermediate position with respect to the two previous ones, and rotating around the sun gear. at the same speed as the satellite.
  • the satelliton meshes with the sun gear and the satellite, thus setting the latter in rotation.
  • the equivalent of this satelliton is in the position of a tensioner roller and is called a roller.
  • epitrochoidal is an adjective relating to an epitrochoid which describes a plane curve drawn by a point (i.e. the trajectory of this point) belonging to a disc or being attached to it via an extension, the disc rolling on the external part of a circle fixed.
  • antiepitrochoidal(e) is used in the present invention, to qualify a similar planetary train producing a trajectory with a point belonging to a satellite, or being integral with it via an extension, the proper rotation of the satellite taking place in the opposite direction of the rotation around the planetary, being proportional to the ratio of the radii of the planetary to that of the satellite.
  • the satellite does not touch the sun gear and its own rotation can take place via a satelliton in the case of an ordinary gear train or via a belt or chain. between the satellite and the sun gear in the case of a train of pulleys or pinions.
  • Solidarity elements are elements fixed together without a degree of freedom such as a weld or allowing only small relative movements to absorb vibrations or the equivalent, via for example one or more elastic elements.
  • the linked shafts or wheels relate to two wheels or two shafts whose successive links ensure the transmission of the rotation, whatever the respective position of these axes in space: parallel, orthogonal or any intermediate position.
  • wheels or shafts in connection qualify the fact that these wheels or these shafts are linked.
  • f inclination of the transverse displacement with respect to the direction y corresponding to the heave
  • cp angle of heel of the input shaft (proper rotation of the shaft): swing angle of the input shaft
  • crankpin o main transverse component of the trajectory A of the so-called crankpin
  • T secondary transverse component, generally perpendicular to a, of the trajectory Z of the crank pin
  • A displacement of the control device or of an element carrying it for speed adjustment /: phase shift angle of the moving wheel with respect to the drive wheel nr: speed of a chain carrying a crankpin co: speed of rotation of a drive wheel p: pitch of the helical path
  • u relative principal speed of the flow of the fluid with respect to the machine
  • v transverse speed of displacement of the support plane
  • a angle of incidence of the support plane ( angle between the real relative speed, i.e. the resultant of u and v, and the chord of the profile of the carrying plane)
  • R orthonormal Cartesian frame (p;x,y,z) of the frame or machine on which the device is installed o: axis of rotation of the driving wheel, origin of the frame R o': axis of rotation of the carrier satellite crank pin o": axis of rotation of a satelliton or a roller z: point of rooting (installation) of the bit in the profile of the support plane
  • S function of kinematic transformation linked to a configuration: function of definition of the helical path.
  • the device for driving a primary shaft in lateral displacement and in pivoting around its longitudinal axis comprises a first system SI comprising means for driving in displacement a control member according to a trajectory in the form of a closed curve, having at least a first axial component T and a second axial component a, said control member extending projecting from said plane (o, T) preferably substantially perpendicular to the plane, i.e.
  • the second system S2 comprising drive means in pivoting, heel angle (p of said primary shaft around its longitudinal axis, mounted on an axis of rotation coaxial with the longitudinal axis of the shaft and provided with means for guides configured to cooperate with the control member along a helical displacement path of said control member around the longitudinal axis of the primary shaft
  • the third system S3 comprising drive means for lateral displacement of the primary shaft , comprising a support on which the primary shaft is mounted free to rotate about its longitudinal axis, the support comprising guide means configured to cooperate with the control member and allow it free movement along a trajectory, preferably linear and parallel to the longitudinal axis of the primary shaft and driving it along a path substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft, as well as a means of gu idage such as an elongated element along which the support is mounted movable, sliding or rolling, said guide means in pivoting, heel angle (p of said primary shaft around its longitudinal axis, mounted on an axis of rotation coaxial with the
  • the functional system SI which comprises means for driving a control member in displacement along a trajectory, or the projection thereof in a plane, in a continuous planar loop, allows both the driving in transverse displacement of the wing, 2 and/or /, as well as the displacement serving as a basis for its tilting ⁇ /> by cooperation with the two systems S2 and S3.
  • crank pin means allowing the transformation of a continuous rotation of speed coming from a motor for example, into a flat trajectory or of closed flat component 2 of a point element, the control member consisting most simply of 'a cylindrical shaft end, normal to this plane, and named crank pin.
  • the trajectory of said crank pin produced by the SI system is a closed curve, preferably having at least one axial symmetry, and more preferably a symmetrical closed curve with center o and continuous, thus preferably having a major axis and a minor axis intersecting at right angles to the center o. Therefore, this trajectory, named 2, can be broken down along these axes into two combined displacement movements, preferably linear, designated G and r.
  • the main displacement G produces the transverse movement of the carrying plane and/or ⁇ // via the system S3. Due to its function, it is oriented transversely to the relative velocity u of the fluid.
  • the displacement r produces the pitch tilting of the carrying plane via the system S2.
  • the drive means of the SI system are configured to define the trajectory A in the form of a closed plane curve which has a major axis defining the component G and a minor axis defining the component T, this trajectory being in particular a circle, an ellipse or an oblong curve.
  • the drive means of the first system SI denoted Sic can consist of a flexible transmission member such as a belt, a belt, a chain, driven in displacement in a plane by at least two drive members such as pulleys, sprockets, the transmission member carrying the crank pin as control member projecting above the plane of the trajectory, this pin being driven in displacement and describing a trajectory in a parallel plane. Consequently, the trajectory z is planar and the curve preferentially oblong.
  • the drive means of the SI system may alternatively consist of a planetary gear train, preferably located in a plane generally parallel to the plane of the trajectory X of the control member such as a crank pin, located on the flank of a satellite or of an extension attached to it, the axis of rotation o' of which is positioned on the flank of a wheel or a crank called the drive of the planetary gear train, and of the hypocycloidal type , hypotrochoidal (satellite inside a crown) noted Slhypo or of the epicyclic, epitrochoidal or anti-epitrochoidal type noted SI epi according to the definition given above.
  • the trajectory is then planar and the curve preferentially elliptical.
  • these drive means have good, or even very good transmission efficiencies and, moreover, are robust and economical.
  • the two components a and r are of sinusoidal nature; these components being symmetrical sawtooth with rounded ends for the symmetrical substantially oblong shape. It goes without saying, however, that the person skilled in the art can choose another trajectory of the crankpin with these same means or other drive means without departing from the spirit and scope of the invention.
  • the crank pin can be mounted integral with a link of a transmission chain with rollers or the like, stretched between two sprockets or two groups of coplanar sprockets which ensure its maintenance. and of which at least one of the pinions is connected to a rotation drive means such as a motor, generator, pump, etc.
  • a rotation drive means such as a motor, generator, pump, etc.
  • the drive means of the system SI are a wheel or a crank, or a series of parallel wheels and cranks, rotating at a substantially constant speed a> around their central pivot and on which a control member such as a crank pin is installed.
  • the control member or crankpin is integral with the wheel or the crank, called the drive, in rotation around the center o, and whose continuous rotation is linked to a motor, a generator or a pump.
  • the X trajectory can be generated by a hypotrochoidal type planetary gear train whose ratio of the radius of the planetary, with center o, to the radius of the satellite, with center o', is equal to 2.
  • a hypotrochoidal train is materialized by a sun gear such as a crown fixed in position and rotation and a satellite rolling inside the crown which carries the pin on one of its sides or on a elongate.
  • the proper rotation of the satellite around its center is due to the crown-satellite gear, the proper rotation of the satellite being consequently in the opposite direction to that of its center around the center of the sun gear.
  • Another planetary gear embodiment is possible to produce an ellipse; this is the embodiment called antiepitochoidal as defined above and denoted Slepi-c for the chain or belt version and Slepi-e for the gear version.
  • the ratio of the radii of the planetary to that of the satellite is equal to 2; the central sun gear with center o is fixed in position and normally in rotation; the satellite with center o' and the satellite(s) or the tension roller(s) with center o" rotate around o, via a wheel, driving their axis; and the crankpin is preferably positioned on an extension attached to the side of the satellite so as to produce an ellipse having a certain elongation, i.e.
  • the Hire solution is possible when the distance from the crank pin to the center of the satellite is equal to the distance separating the axes o and o' of the planetary and of the satellite.
  • the satellite is set in rotation, around the axis o common with that of the fixed planetary, preferably via a wheel, also called drive, on which the pivot of the satellite and, where applicable, the satelliton or the roller are fixed.
  • This wheel is therefore in a plane parallel to the planetary gear and opposite to the plane of trajectory 2 of the crankpin.
  • the rotation of said drive wheel by the drive or operating member such as motor, generator, pump, etc., or an intermediate system such as a reduction gear can then in particular be done by gearing or by flexible belt-type transmission or chain.
  • the embodiments of the SI system described above are minimum sets of elements to ensure the function of the SI system.
  • additional elements is of course possible to balance the system or to reinforce it, in particular: 1) the addition of a balancing mass opposite the satellite on the wheel or on the driving crank; 2) the addition of support wheels, with proper free rotation around said drive wheel to cancel the flexion of its pivot; 3) the addition of a second satelliton or a second tensioner roller on the driving wheel; 4) a planet gear and a sun gear, in particular with double teeth, in parallel planes secured to the ends of the same pivot axis, with an arrangement of the teeth on either side of the drive wheel; finally 5) with the SI system, without or with one or the other or several of these complements, doubled in mirror with a common crankpin, or distinct crankpins facing each other, in the center.
  • the second system S2 directly or indirectly controls the pitch tilting of the airfoil from the secondary motion component r generated by the SL II system is unique in its principle but infinitely adaptable to the design.
  • the system S2 comprises means allowing the transformation of the secondary component r of the movement of the crank pin along the trajectory X into an alternating tilting movement, of angle denoted ⁇ p, in a plane substantially orthogonal to the trajectory A.
  • the second system S2 comprises means for driving the primary shaft in pivoting about its longitudinal axis, mounted on an axis of rotation coaxial with the longitudinal axis of the primary shaft and provided with guide means configured to cooperate with the control member along a path of helical movement around the longitudinal axis of the primary shaft such as a cylinder provided with a groove forming the cam path of the control member such as a crankpin, the function ⁇ P(t) giving ⁇ p, being linear or not.
  • the control member or crankpin cooperates with these guide means defining a guide path of a helical nature, i.e. a preferably cylindrical spiral, carried by an axis or with a median axis if the latter swings, substantially parallel to T and linked to the primary shaft.
  • the component T of the trajectory imparts a heeling tilt of angle tp to the guide means comprising the helical displacement path forming the cam path and to the primary shaft which is linked to it.
  • This primary shaft in turn transmits directly or indirectly, via a transmission system S4, the tilting of list (p to the wick of the carrying plane then producing its pitch ⁇ />, knowing that (p and are generally equal or substantially equal depending on the elements introduced into the S4 system for the operational needs of the configuration.
  • Non-linear transformations can nevertheless be materialized.
  • the pitch is configured differently corresponding in one case compared to the other, to a tilting opposite of the carrying plane with respect to the trajectory of its bit.
  • the pitch rotation must be greater than in the case of a propulsion device.
  • the pivot drive means consist of a cylinder provided with a groove or a projecting rail forming the cam track, mounted coaxial with the shaft primary.
  • the simplest embodiment is a groove cam in which a groove, possibly through, forming the cam track, is made on the cylinder.
  • This cylinder is mounted coaxial with the primary shaft, either on a shaft end from said primary shaft or on a hollow cylinder engaged on the primary shaft.
  • Alternative systems are possible to limit the forces and wear on the crank pin and the cam track, for example with a system of mating cams and/or cam rollers.
  • the S3 system allows the structural guidance of the components provided by the SI and S2 systems thus, the fundamental movements of the flapping, namely the transverse displacement movement according to the component o and the heel tilting movement (p, are exploitable.
  • the third system S3 comprises drive means in lateral displacement of the primary shaft, parallel or not to its longitudinal axis, configured to be actuated by the displacement of said control member according to the trajectory defined by the system SL
  • these drive means comprise a support on which the primary shaft is mounted free to rotate around its longitudinal axis, the support comprising guide means configured to cooperate with the control member and allow it free movement along a path of the substantially linear control member, parallel to the longitudinal axis of the primary shaft.
  • This generally linear path of the control member drives the primary shaft along a path substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft due to a substantially linear guide means, guiding it in this orthogonal path such that an elongated element along which the support is mounted so as to be movable, sliding or rolling, to follow its guiding, said guiding means such as a slide for example extending substantially orthogonally to the longitudinal axis of the primary shaft.
  • the support consists of normally planar faces orthogonal to each other and integral, having at least one base and two opposite sides in the vicinity of the ends of the latter.
  • This support may have, in addition to the base and the two sides, a face opposite the base, called the bottom face, and a third side for installing elements.
  • the base and the underside are substantially parallel to the plane of the trajectory 2 of the crank pin and one or the other or both linked to at least one slide slider, either by being integral with it, or by an axis pivot with, if necessary, a small deflection of the latter possible or the equivalent.
  • This support carries at least the primary shaft via bearings or the equivalent mounted on its opposite sides.
  • the base of said support is positioned between the drive means of the crank pin in the SI system (link, wheel, extension) and the drive means in pivoting of the primary shaft of the S2 system.
  • This base is provided with guide means such as an oblong opening called a slot, or the equivalent, allowing both the engaging engagement of the control member and its displacement along the slot according to the component T of path 2, the head of the control member crossing said slot to come into engagement with the guide means of S2, while the part of the control member in the slot of the support drives the support, according to component a perpendicular to the slot by abutment on its edges, generating the displacement of the primary shaft according to this component n along the elongated element of S3.
  • guide means such as an oblong opening called a slot, or the equivalent
  • crank pin can also be replaced by a set of elements in this function.
  • the elongated element as the guide means of the system S3 is preferably a preferably linear slideway which extends substantially orthogonally to the primary shaft, i.e. parallel to the component a of the movement of the crank pin and orthogonal to its component T.
  • the support is mounted sliding or rolling on this slide by means of a slider on which the support is mounted, either fixed or pivoting and able to swing through an angle y.
  • this slide prevents rotation along the guide axis of the slide on the slide, with the use of a slide couple - non-cylindrical or splined slider, unless, in the S4 system, a second slider or a complementary pivot is present to guide the same primary shaft in order to guarantee this condition.
  • the support In the needs of the configuration defined by S4, in the case where the longitudinal axes of the primary shaft and the slide of S3 must not always be strictly orthogonal and allow an angle y, the support must be pivotally mounted on the slider.
  • the support can thus pivot through an angle y on the slider to follow the swinging of the wick or of an element carrying it, this pivot being preferably mounted orthogonally on the underside of the support and the point of its projection in the plane of 2 substantially on o passing through the axis of the helical path.
  • This system S3 also serves as a transmission base for the system S4 which transmits the movements to the supporting plane without modification or substantially, the movement parameters of the supporting plane being in fine or/and '/ z and q as defined.
  • system S3 must de facto take up the part of the hydrodynamic force F not taken up by the systems SI and S2, namely essentially the surge component of this force (Fc), and the roll moments M in o, yaw and pitch (Mr/o, Ml/o and Mt/o) related to the offset of F relative to the drive device; if necessary, it must also take up the yaw component (Fe).
  • systems SI and S2 only include the transverse component of F, ie only the heave force (Fp) and the pitching moment at i (Mt/i). Efforts related to the friction of the moving parts in the device are then added to it as in any mechanical system.
  • the S4 system is made up of simple mechanical connection elements allowing the transmission of the fundamental components of the beat ( , p) produced by the cooperation of the systems SI, S2 and S3, to the wick of the carrying plane in the position corresponding to a chosen configuration. , design variants may also exist for the same configuration.
  • the S4 system can be of a very simple composition by simply joining together elements of the same type, as in the basic configuration which will be described later, but it can also be composed of common means allowing the transmission of the movements of a shaft. with here for the primary shaft, a change of direction of tp, an offset of tp and a tilting y additional or replacing the transverse displacement o.
  • the system S4 can thus comprise at least one slideway with a dedicated slider, on which the support or an additional support is mounted.
  • S4 may in particular include: the joining of two substantially aligned shafts, with or without flexible coupling means; the shaft offset remaining parallel via spur gears (gear, pulley-belt, sprockets- chain) ; the angle transmission of shafts in a fixed position relative to each other, by means of bevel gears; and the swinging of one shaft with respect to another, by means of Cardan-type shaft transmission joints or their homokinetic equivalents.
  • the S4 system can in particular comprise a means such as a pestle, characterized by a back and forth movement on its main axis; or an arm, characterized by a transverse displacement or tilting movement of this same main axis.
  • a means such as a pestle, characterized by a back and forth movement on its main axis; or an arm, characterized by a transverse displacement or tilting movement of this same main axis.
  • the wick of the carrying plane is carried without displacement by said pestle or said arm, these elements generally being mutually orthogonal.
  • Variants with in particular two pestles or two arms on either side of the same support plane, rather than a single centrally positioned one are of course possible without departing from the spirit and scope of the invention.
  • S4 can in particular configure a transverse movement of the supporting plane consisting of: an exclusively linear displacement, with preferential installation of a second slide for supplement that of the S3 system; exclusively tilting, with the installation of an axis pivot and a radial shaft slider to follow the linear trajectory o of the crankpin; a tilting and a radial displacement, with the installation of a pivot-slide or a pivot on slide for the same reason; a tilting and a transverse displacement, with the implementation of one or two complementary linear slides and an asynchronous coordination system of the slides as characterized in the guidance assistance system presented below.
  • the SI to S4 systems provide the kinematics necessary for the perfect functioning of the support plane according to the proposed configurations. Nevertheless, in the case of the presence of at least two guide slides along G (in S3 and S4), a drive aimed in particular at limiting the wear of the slides of the slides guiding the transverse movement can be added at a lower cost.
  • a drive aimed in particular at limiting the wear of the slides of the slides guiding the transverse movement can be added at a lower cost.
  • Such a system, denoted S5 is an additional assistance system for slides.
  • a simple and robust embodiment of this system consists in positioning on either side of each slide, a pinion connected by a flexible transmission element of the chain or toothed belt type carrying the slide of the slide by at least one point of attachment, such as a conveyor system.
  • the pinions are then connected between the slides, at least on one side, by a shaft, called connecting shaft, integral with each pinion, so that the movement of a slide on a slide, leads via this system, a movement on the slide of the other slide.
  • a speed adjustment system S6 comprising means for controlling the angle of heel range ⁇ p transmitted via the system S4 to the range d incidence a of work of the carrier plane on its trajectory p by acting in particular on its pitch tilt ⁇ />.
  • the speed adjustment system S6 comprises, for this purpose, means for controlling the range of angle ⁇ f> of the supporting plane during its displacement and/or consisting of means for parametric modification of SI to modify the component T of the trajectory X of the control member acting mainly on S2, i.e. the component T.
  • the modification introduced therefore consists in modifying the range of evolution r of the crank pin, produced by the SL system
  • the modification consists in varying the position of at least four of the sprockets and preferably of the six, so as to widen or narrow, symmetrically with respect to the center o, the component of width r of the trajectory X of the path of the links of the chain. This can be achieved in particular by
  • this pantographic system is mounted on a partition integral with the frame or the machine, one of its pivots, preferably the central one, of which is fixed on the partition while the axial pivots on either side of it, and at least for one of them, slide on openings allowing the transverse clearance or the equivalent with slides.
  • the speed regulation system comprises two or three mechanisms. The first relates to the elements allowing movement of the crankpin, the second relates to the elements allowing the adjustment of its position and the third is specific to the gear-driven anti-epitrochoidal system for correcting parasitic rotation.
  • the modification consists in varying, by an adjustable value A, the radial position of the crankpin on the said driving wheel carrying it during the rotation of it. If the use of an actuator (jack) with rotating connections is excluded, this is obtained by three subsets of complementary elements.
  • the first subassembly is composed in particular of the drive wheel modified so that the crankpin or a slider carrying it can move in the plane of the wheel substantially radially and freely, in a range of positions corresponding to the adjustment of r accepted by the S2 system.
  • the second sub-assembly comprises the crankpin and a counter-crankpin, preferably opposite each other sharing the same axis or on parallel axes, integrally linked together directly or via the radial positioning slide mentioned in the first subassembly.
  • the third sub-assembly comprises a counter-wheel, which will be called displacing, juxtaposed to the crank pin carrier as above modified, normally of the same diameter as the latter and sharing the same axis o, in which a path range spiral cam or the equivalent, which is called a spiral path, is made on its side, opposite the possible positions of the counter-crank pin in order to lead it in part of this path spiral.
  • crankpin and counter-crankpin assembly can be physically held by one or the other wheel, or even by both on respective sliders, or even by neither of the two unilaterally. insofar as the adjustment of the two paths in parallel but crossing planes (the radial path and the spiral path) contribute sufficiently to holding the crank pin perpendicular to the wheels, in its trajectory and for its function.
  • the hypotrochoidal version does not allow the adjustment in question with rigid gear wheels, unlike the antiepitrochoidal where two sub-versions are possible: the version with toothed chain or belt, denoted S6/Sl thoroughly-c, and the geared one, denoted S6/S 1 rap-e.
  • the modification consists in both cases in varying the radial position of the axis of the planetary gear carrying the crank pin on the said drive wheel on which this axis is located, during the rotation of the latter, which is obtained in the same way as for the displacement of the crankpin for the embodiment with the circular trajectory of the previous paragraph. Consequently, the crankpin and the counter-crankpin are replaced in the preceding descriptions by the pivot of the satellite and a counter-pivot, the latter having the same function and the same form as the counter-crankpin. Therefore, insofar as in the antiepitrochoidal system the pivot of the satellite and the crank pin are integral with the same element, the displacement A of the pivot causes the displacement of the crank pin.
  • the displacement A sought requires adjustments to be made to the intermediate transmission elements (roller or satelliton) to ensure, on the one hand, kinematic continuity (chain tension or good gearing between each wheel) and, on the other hand, to cancel or correct a parasitic rotation of the satellite, linked to its displacement, the result of which would be to cause the trajectory 2 of the ellipse to rotate by distorting the pitch setting of the carrier plane.
  • a device is required to fix the differential rotation / of said drive wheel and said displacer wheel but these rotating at the same frequency to produce the expected beat, it is acts more precisely to fix their phase shift.
  • the device which allows this operation can advantageously comprise the system known as a differential, ie a non-plane epicyclic planetary gear, the planetary gears being in separate parallel planes and the satellites orthogonal to these planes on a planet carrier.
  • a differential ie a non-plane epicyclic planetary gear
  • the planetary gears being in separate parallel planes and the satellites orthogonal to these planes on a planet carrier.
  • One of the embodiments here adapted from it is in particular the following: one of the sun gears, called the primary sun gear, is secured by a hollow shaft to a wheel, called the primary follower, meshed on one of the two drive wheels or moving; the second sun gear, whose axis of rotation passes through the hollow shaft of said primary sun gear, is secured by this shaft to a second follower wheel meshed with a wheel called inverter itself meshed with the other wheel to be phase-shifted; the rotation of the planet carrier is directly linked to a control lever which can be manual; the two following wheels
  • the driving wheel sets the primary follower wheel in rotation; which drives the primary sun gear, which puts the planet gears in proper rotation in the opposite direction, which in turn drive the secondary sun gear in rotation but in the opposite direction to the primary sun gear, rotation then transmitted to the secondary follower wheel which in turn transmits it to the inverting wheel which transmits it to the moving wheel, then having a rotation equal to that of the drive wheel, except in a time interval when the planet carrier undergoes a positive or negative control rotation, accelerating or decelerating the secondary sun gear, thus creating a constant x phase shift between the driver and the moving one after the moment when the command has been exerted.
  • the S6 system does not exclusively modify the pitch tilt but also modifies the range of evolution of the transverse movement. which, at constant rotational speed c of the pinion or of said drive wheel, leads to a change in the trajectory // of the carrier plane wick.
  • These two effects can be combined by partially neutralizing each other if the modifications of trajectories 2 are concentric.
  • the angle ⁇ of the trajectory will decrease, decreasing the angle of attack which would have been acquired with the sole decrease in pitch and conversely for a controlled increase in pitch.
  • a setting of the system is therefore chosen where this neutralization effect is non-existent or is not too pronounced to make the adjustment of incidence sufficiently effective.
  • an orientation system S7 may be added aimed at directing the direction of the overall lift produced by the bearing plane or planes.
  • the system thus aims to orient, in an (x,y) plane, the global hydrodynamic resultant of the forces over a beat cycle.
  • the S7 orientation system is applicable to all configurations. It introduces an additional angle that can be configured during operation, denoted p, on the function d of the heeling tilt (p of the primary shaft. This is then transferred via the transmission system S4, to the pitch tilting of the supporting plane, with a possible choice of P over 360°. It therefore directs the lift in a plane (x,y). Consequently, for T-type configurations, the device is equivalent to the action of a rudder on command from a rudder angle For the H-type configuration with a substantially horizontal bearing plane, the device is equivalent to the action of an elevator controlled by a stick.
  • the S7 type orientation system comprises a hollow cylindrical shaft carried without displacement on the support, via the bearings of the latter, called the steering shaft.
  • Said directing shaft is integral with the helical displacement path and with an internal diameter allowing the passage of said primary shaft and, if necessary, intermediate bearings or annular bearings minimizing friction and preventing relative displacements of the shafts.
  • This version also contains an epicyclic gear train of preferentially differential type, that is to say having satellites orthogonal to the two parallel planetary gears: the first shaft, ie the primary shaft being integral with one of the two planetary gears, the second, ie said steering shaft, being integral with the other sun gear, and the planet carrier being assigned to the third shaft, called orientation shaft, linked to a wheel, called orientation wheel, which will control its rotation.
  • the first shaft ie the primary shaft being integral with one of the two planetary gears
  • the second, ie said steering shaft being integral with the other sun gear
  • the planet carrier being assigned to the third shaft, called orientation shaft, linked to a wheel, called orientation wheel, which will control its rotation.
  • the primary shaft and the steering shaft are synchronous but reversed in their heel tilting (opposite direction, even speed) printed by the comings and goings r of the crankpin, via the helical path on the steering shaft; conversely, in the presence of a rotation on the orientation shaft, there is, depending on the direction of the control rotation, an acceleration or a deceleration of the primary shaft leading to a persistent phase shift when stopped control rotation.
  • the control rotation and the phase shift Pz are in a 1/2 ratio.
  • the orientation function is not actually possible at this stage. Indeed, whatever the configuration, the orientation wheel undergoes the transverse displacement a. To connect it to a fixed axis in the frame R (o;x,j,z), a second device is necessary.
  • a simple and reliable solution responding to the function of the latter consists in: on the one hand creating a splined shaft fixed in position, called the control shaft because it will be the control device, positioned parallel to the displacement G and therefore to the system slider of the S3 or S4 system; and on the other hand provide a worm and its complementary wheel, the worm sliding along its axis on the splined control shaft and the complementary wheel being the orientation wheel.
  • a jumper is added to the orientation shaft, linked to the movement of the support or of the shafts carried by it, the wings of which pass on either side of the endless screw so as to drive it in one direction or the other.
  • the wheel orientation can be simply attached to the orientation shaft because the worm gear assembly and orientation wheel also have orthogonal axes, or swinging is possible via a pivot and it is necessary on the one hand to provide a guidance of the slewing wheel on the splined control shaft so as to maintain the orthogonality of the axes of the meshed wheels and the position in plan of the slewing wheel, the rider sliding on the splined shaft being able to take part in this system and, on the other hand, provide a connection between the slewing wheel and the slewing shaft
  • the system presented has the advantage of producing only a very low torque on the control shaft, this being ultimately the helm in the case of a ship, which makes it possible, for example, to drop it during operation, without affecting orientation.
  • the function of the orientation system as previously defined is also operational without flapping movement.
  • the flapping system equipped with the S7 system directing the wick of the carrier plane in a plane (x,y) is transformed directly into a passive rudder, the latter being moreover movable laterally, which can be an advantage, for example for boats listing like a sailboat.
  • those skilled in the art can provide a complementary orientation in the plane (x, z) by mounting the entire device on a turntable.
  • a complementary orientation in the plane (x, z) by mounting the entire device on a turntable.
  • the system can fulfill this function of directional orientation in the plane (x, z).
  • the device for driving a bearing plane in flapping allows a certain number of elementary configurations from the generic so-called T- and H-configurations presented and functional systems producing, adjusting and directing the flapping as above. described, and this, with simplicity and compactness of the device.
  • the advantage of this configuration is the possibility of effective sealing that it offers between the wall of the machine and the support plane or its wick via the installation of a bellows, the slot being able to be greatly reduced or replaced by a kneecap or equivalent.
  • a configuration also possible in this context is that producing a heave movement superimposed on a rolling swing.
  • This case is in fact equivalent to a configuration in roll where the pivot is fictitious and outside the system, this further point moving due to the fact that the bit is carried without movement by a linear slide.
  • This configuration denoted To, is called oscillating.
  • the advantage of this configuration is an oscillating transverse displacement with a distant fictitious pivot.
  • the configuration is called pistoning and denoted Ho.
  • the advantage of this configuration is multiple: the orientation of the mechanism according to the displacement G can be done according to the longitudinal or transverse direction or for any intermediate direction; the seal between the mechanical and hydrodynamic parts can be achieved effectively based on fine adjustments of the parts and/or seals; a double possibility of orientation of the bearing plane is possible along the z and y axes.
  • the so-called piston configuration Ho can be installed in such a way that the heave is not strictly orthogonal to u, ie with a bias.
  • the configuration Ho with this bias will be denoted Ho'.
  • this inclination ) of the transverse movement L introduces a surge component, which is proportional to it.
  • the transverse movement is composed of a swing ⁇ 7 , it is a component of yaw swing which is introduced, ie the composition of a surge and a yaw.
  • the flapping drive device according to one or other of the elementary configurations presented above, allows those skilled in the art to envisage configurations with several bearing planes whose transverse movements are substantially synchronized without departing from the spirit and scope of the invention, the device producing the fundamental kinematic components, the assembly of the systems SI, S2 and S3 being the same and the transmission system S4 sometimes having to be adapted. It goes without saying that this multiplication of carrying planes for the same beat system further increases the interest of the invention.
  • the system is not very disturbing for the fluid.
  • it does not include any fixed element in the fluid to guide the support plane and the minimum number of mobile elements to position it, their dimensions being moreover normally small with regard to the surface of the support plane.
  • the system can produce an exclusively transverse beat with respect to the axis of evolution of the machine, that is to say in particular without surging movement which introduces an asymmetry in the trajectory of evolution of the carrier plane and, consequently, which creates a hydrodynamic operating asymmetry that is detrimental to performance.
  • the ailerons on tilting arm are affected by these problems of asymmetry but the advantage of the system here is to allow the adjustment of the pitch function to this functional asymmetry which can cancel out the consequences, or even present advantages.
  • the kinematic chain producing the alternating beat of the carrying plane leads, in reverse use, to a continuous rotary movement allowing the use or operation of traditional rotating machines (motor, dynamo, pump, etc.); the inversion of the direction of rotation of the rotating machine is moreover equivalent to a phase shift of a half period of the kinematic or hydrodynamic parameters and in particular of the lift.
  • the kinematics of the beat is of the sinusoidal or substantially type, a linear part being possible between vertices for one embodiment.
  • the pitch of the carrier plane generated during the flapping can nevertheless be, at the design stage, modeled in relation to its basic sinusoidal evolution, by approaching for example a more bulging signal so that the performances gain there as reported by Boudis and Al .
  • the device including its control modules, is entirely mechanical and without actuator (without cylinder or electrical system or additional motor) which makes it simple and reliable.
  • the adjustments are conventionally made by rotation of control shafts and the same angular position leads to the same adjustment.
  • the rotating driving source producing or exploiting the beat does not have a position in the center of the system but any position at the periphery, which facilitates its maintenance, its protection or its exploitation.
  • the mechanism is relatively compact and globally flat, that is to say that the beat is generated by a device occupying a limited space in the machine or the casing containing it.
  • This compactness in a casing will allow its isolation, packaging, transport...
  • the size according to G is centered on the median or axial position of the transverse movement of the profiled wing (foil), which makes it simple system placement.
  • a variant consisting in carrying out a mirror pairing of two identical beat mechanisms in the direction of the depth is possible in the majority of cases (for the embodiments presented, if the support does not tilt). This brings a possibility of division of the efforts, balancing and reduction of the flexion of the pivot axes.
  • a wind vane module can be added to the mechanism without damaging the operation or the hydrodynamics of the wing.
  • This module will make it possible to vary the pitch angle of a wing profile, proportionally to its nominal value, including until its cancellation if necessary. This will therefore make it possible to optimize operation at a given speed (search for optimum efficiency) but will also make it possible to accelerate or decelerate the machine, or even to brake it (reversal of thrust), while the speed of rotation of the driving source can remain unchanged.
  • a directional steering module can be added to the mechanism, including by adding to the speed adjustment, without damaging its operation or its hydrodynamics.
  • This module will then make it possible to vary with the ship's helm or its equivalent the direction of the overall lift produced during the beat (resulting from the lift over a cycle) with respect to the direction of evolution.
  • this directional piloting module will then make it possible to orient the machine according to the depth (elevator) which will complete the maneuverability of submerged type gear or allow trim corrections for floating gear (trim).
  • This orientation module is also effective if the beat is stopped and thus the carrying plane can take on the function of passive directional plane (rudder).
  • the profiling of the pestle or winglet or wingtip fence type carrier plane end extensions will be required to play this role of passive rudder.
  • FIG. 1-A a perspective view of a support plane installed on a machine with a generic so-called T-shaped configuration
  • FIG. 1-B a perspective view of a support plane installed on a machine with a generic so-called H configuration
  • FIG. 2-A a perspective view of a support plane on which movements are represented as used in the navy or in aviation for the generic so-called T-shaped configuration;
  • FIG. 2-B a perspective view of a support plane on which movements are represented as used in the navy or in aviation for the generic so-called H-shaped configuration;
  • FIG. 3-A a perspective view of a carrier plane of a first embodiment of a device for driving a carrier plane in swing according to the invention, according to the so-called basic configuration To, with the representation movements produced;
  • FIG. 3-B a perspective view of a support plane of a second embodiment of a drive device for swinging a support plane according to the invention according to the so-called swing configuration Tb, with the representation of the movements products;
  • FIG. 3-C a perspective view of a carrier plane of a third embodiment of a flapping drive device for a carrier plane according to the invention according to a so-called wing configuration Ta, with the representation of the movements produced;
  • FIG. 3-D a perspective view of a carrier plane of a fourth mode of a drive device in beat of a carrier plane according to the invention according to a so-called oscillating configuration
  • FIG. 4-A a perspective view of a bearing plane of the first embodiment of a device for driving a bearing plane in flapping according to the invention, with a surge component linked to the introduction of a bias on , that is the configuration To', with its movements;
  • FIG. 4-B a perspective view of an airfoil of a fifth embodiment of a flapping drive device for an airfoil according to the invention, inducing a surge component, i.e. the so-called caudal configuration Te, with the representation of the movements produced;
  • a surge component i.e. the so-called caudal configuration Te
  • FIG. 4-C a perspective view of a carrier plane of the third embodiment of a drive device in flapping of a carrier plane according to the invention configured with a surge component linked to the introduction of a bias on the pivot axis of let Ta' be the configuration, with its movements;
  • FIG. 4-D a perspective view of a bearing plane of the fourth embodiment of a driving device in flapping of a bearing plane according to the invention with a surge component linked to the introduction of a bias on £ and on the pivot axis of let be the configuration T with its movements;
  • FIG. 5-A a perspective view of a bearing plane of a sixth embodiment of a device for driving a bearing plane in swing according to the invention according to a so-called pistoning configuration Ho, with the representation of the movements products;
  • FIG. 5-B a perspective view of a support plane of the sixth embodiment configured with a surge component linked to the introduction of a bias f on £ , i.e. the configuration Ho', with its movements;
  • FIG. 6-A a perspective view of a first embodiment of the fundamental training device (S1, S2, S3) according to the invention
  • FIG. 6-B a perspective view of a second embodiment of the device basic training (S1, S2, S3) according to the invention.
  • FIG. 7 a perspective view of a first embodiment of the first SI system of the device of the invention, namely Sic;
  • FIG. 8 a perspective view of a second embodiment of the first system Si of the device of the invention, i.e. SI hypo;
  • FIG. 9-A a perspective view of a third embodiment of the first SI system of the device of the invention, i.e. Sl through-c;
  • FIG. 9-B a perspective view of a fourth exemplary embodiment of the first SI system of the device of the invention, i.e. Sl eliminate-e.
  • FIG. 10 a perspective view of a complete device (SI, S2, S3 and S4) for driving a supporting plane in beat with a basic configuration To with the Sl through-c version and equipped with the option of S5syn support;
  • FIG. 11-A a perspective view of an example of the systems S2, S3 and S4 of a driving device in flapping of an airfoil with a standard wing elementary configuration Ta;
  • FIG. 11-B a perspective view of another example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a training device with a Ta wing standard elemental configuration;
  • FIG. 12 a perspective view of an example of the S2, S3, S4 and S5asyn systems of a training device with a standard elementary TQ oscillating configuration
  • FIG. 13 a perspective view of an example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a drive device with a standard elementary configuration called swing, Tb;
  • FIG. 14 a perspective view of an example of systems S2, S3 and S4 of a training device with a standard elementary configuration called caudal, Te;
  • FIG. 15 a perspective view of an example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a drive device with a standard elementary configuration called pistoning, Ho
  • FIG. 16 a perspective view of a speed regulation system S6 in the case where the system SI is a chain or belt with pulleys or sprockets, i.e. S6/Slc.
  • FIG. 17-A a perspective view of an S6 speed regulation system in the case where the SI system is simply a wheel, i.e. S6/Slm,
  • FIG. 17-B a plan view of Figure 17A
  • FIG. 18-A a perspective view of an S6 speed control system in the case where the SI system is a planetary gear set, i.e. S6/Sl through-c,
  • FIG. 18-B a plan view of Figure 18-A.
  • FIG. 19- A a perspective view of an S6 vane control system in the case where the SI system is another variant of the S6/Sl with-e planetary gear;
  • FIG. 19-B a plan view of Figure 19-A
  • FIG. 20-A a perspective view of an S7 orientation system allowing pitch orientation (a controlled phase shift) of the flapping of the airfoil;
  • FIG. 20-B a perspective view of an S7 orientation system providing pitch orientation (a controlled phase shift) of the airfoil beat, in which the primary shaft swings at an angle y;
  • FIG. 21-D different trajectories p of the axis of a carrier plane for different Strouhal numbers St and different types of transverse motion:
  • the profiled carrier plane such as a profiled wing 1 extends with its longitudinal axis substantially orthogonal to the wall 3 of the machine or of the frame on which it is assembled, the transverse movement of said support plane 1 being substantially tangential to this wall 3, knowing that here the wall 3 is defined as part of the physical envelope of the machine or of the housing which contains the drive device according to the invention.
  • This generic configuration is said to be T-shaped.
  • the profiled wing 1 is attached to the flapping drive device by the axis around which it can tilt, designated wick 2 located on the profile of the profiled wing 1 and it undergoes a transverse displacement. The wick 2 passes through a slot 4 made in the wall 3 of the device.
  • the support plane 1 has its longitudinal axis substantially parallel to the wall 3 and the transverse movement is then substantially normal to the latter.
  • This generic configuration is said to be H-shaped and comprises two support planes 1, 1'.
  • the carrying plane 1, 1 ' is attached to the flapping drive device according to the invention by, on the one hand, its tilting axis, namely the wick 2, 2' and on the other hand, by at least one element preferably orthogonal to this axis and carrying it without displacement, called pestle 5.
  • the latter is then substantially normal to the wall of the machine 3 and can pass through the latter, through an opening provided with a Bushing and joint bearing or equivalent, providing guidance and sealing between the mechanical parts, of the drive device, and hydrodynamic parts, of the support plane.
  • the functional systems S1, S2, S3 and S4 constituting the flapping training device according to the invention produce, regulate and orient the flapping with simplicity and compactness allowing a certain number of elementary configurations, starting from generic so-called T-shaped configurations. and in H, various versions of which are described in more detail below.
  • the invention proposes a driving device in flapping of an airfoil such as a profiled wing 1 according to a preferred embodiment for different variants and different configurations.
  • the so-called fundamental flapping drive device which makes it possible to produce both the transverse displacement of a shaft o and its alternating tilting which is called list (p which, when they are directly applied to the wick 2 of a carrying plane 1 are capable of producing respectively the heaving movement X and the pitch tilting
  • Such a drive device said fundamental includes systems SI, S2 and S3 with different variants in particular for the system SI.
  • the S4 system makes it possible to transmit to the airfoil at least the essential heave and pitch tilt movements and is also described as making it possible, from the fundamental flap training device, to obtain the different elementary flap configurations of a wing profiled 1 .
  • the S5 assistance system for slides is detailed, which can be fitted to certain configurations, as well as the S6 and S7 systems, which allow these configurations to be integrated with control for speed adjustment and/or directional orientation control.
  • the device according to the invention therefore consists of a driving device in movement and in combined pivoting of a primary shaft constituting what is called the fundamental device.
  • the fundamental device is characterized, as illustrated in Figures 6-A and 6-B, in that the flapping of the streamlined wing is essentially produced, directly or indirectly, by the cooperation of three mechanical systems: SI, S2 and S3, whose compositions and assembly as we describe below form the drive device in transverse displacement and in alternating pivoting of a primary shaft 200.
  • the SI system is dedicated to the preferentially continuous cyclic movement of a point element or of a set of equivalent elements in function, constituting a control member intended to cooperate with the two other systems S2 and S3, called crankpin 100.
  • This crank pin 100 is most simply made up of a pin or end of cylindrical axis, whose lower base, called the foot, is located in a substantially orthogonal manner on the side of a movable element 101, 103, 104 or 110 according to the variants, causing it along a generally planar trajectory 2, in the form of a curve closed on itself.
  • This curve is preferably convex with an axial or even central symmetry with center o, in the form of a circle, an ellipse or an oblong shape.
  • Such a trajectory 2 therefore consists of a closed curve having a major axis and a minor axis intersecting at a right angle at the center o.
  • This trajectory z can therefore be broken down by projection in the plane into two combined periodic displacement components intersecting at o perpendicularly, which we will call n along the major axis and r along the minor axis, preferably linear (in the plane) and alternating (in time) around with a zero mean value if o is the barycenter of 2, and phase shifted by a quarter turn.
  • the system S2 is itself configured to use the displacement of the control member or crankpin 100 according to its component r, the head of the crankpin 100 being preferably engaged on a helical path 201 normally, of axis substantially coincident with that of the primary shaft which it drives directly or indirectly in rotation, the function (P of transformation of T into ? being linear or not.
  • This axis moreover extends in a plane preferably parallel to that of the trajectory 2 and is, itself or its middle position in the case where said primary shaft displays in this plane an additional alternating swinging movement y, preferably parallel to the component r.
  • the system S2 consists of drive means in pivoting of a primary shaft 200 around its longitudinal axis, producing an alternating tilting of heel cp of said primary shaft 200.
  • These drive means in pivoting are preferably made up of 'a drum cam coaxial with the primary shaft, having a groove forming a helical path 201 in which the head of the crankpin 100 is engaged.
  • This drum cam therefore normally consists of a cylinder or sleeve 202, having the helical groove 201, engaged on the primary shaft 200.
  • the system S3 is dedicated to the minimum structural guidance of the movement components produced by the systems SI and S2 in order to allow the transmission of said movements of displacement u and tilting of heel ⁇ p to the primary shaft 200, at a point on its axis. , whether or not there is an additional balancing y at this point.
  • the system S3 comprises a support 300 on which the primary shaft 200 is mounted, free to rotate on itself.
  • the support 300 consists of a normally planar base and two sides substantially at the ends of the base extending more or less perpendicular thereto and preferably provided with two bearings 304, 304' between which extends the primary shaft 200, drivable in rotation on itself, said primary shaft 200 and the flat base extending preferentially, but therefore not exclusively in parallel planes.
  • the support 300 is further guided by a means in its transverse movement which extends generally parallel to the major axis of the component G in a plane parallel to the plane of the trajectory.
  • the support 300 is thus mounted to slide along a elongated element such as a slide 301 which constitutes this preferred guide means.
  • the support 300 then has a slider 302 cooperating with the slide 301.
  • the base of the support 300 further comprises means for guiding the control member of the SI system, consisting of a through slot 305 through which the crankpin 100 is engaged.
  • crankpin 100 crosses said base of the support through the generally oblong slot 305, or an equivalent device, of direction and length at least equivalent to the maximum component r of the trajectory X of the crankpin 100 and adjusted in the direction of the width normally to crank pin diameter 100.
  • the T component of this trajectory causes the crankpin 100 to be driven in displacement in the helical path 201 and in the slot 305 while the G component causes the in abutment of said pin 100 against the longitudinal edges of the slot 305 which causes the movement of the support 300 along the slide 301.
  • the head of the crank pin 100 after having passed through the slot 305 is engaged in the helical groove 201, and abuts against the edge of the groove according to the component r of movement of the crank pin 100 causing the rotational drive of the primary shaft 200 carrying the groove 201.
  • the positions of the support 300 are either always parallel to each other, hence there is zero, as can be seen in FIG. 6-A, the slider 302 and the support 300 being fixed relative to each other; or they form between them a variable angle y as in FIG. 6-B with in this case the installation of an axis pivot 303 for the connection of the slider 302 on the support 300.
  • the pivot 303 is preferably mounted on the intersection of the orthogonal projection of G and the axis of the helical path on a face of the support opposite its base while the primary shaft and the helical path are in an intermediate position.
  • the movements a and (p of the primary shaft 200 can be transmitted to the support plane 1 when the primary shaft 200 is linked to the wick 2 by means of an additional system S4 whose constitution is dependent on the presence or not of the swings y and and of the relative position of the support plane 1 and of the fundamental driving device.
  • the system S4 therefore transforms in particular the movement of displacement o of the primary shaft 200 into either or else into X and and its heel tilt (p becomes the pitch tilt
  • the drive means on which the crank pin 100 is located to produce the trajectory 2 consist of a flexible element of the roller chain type 110 or equivalent, or a series of parallel chains, moving at a substantially constant speed rn on rectilinear sections between at least two sprockets or 2 sets of coplanar sprockets 111a to ll lf per chain, at least one of the sprockets of which is, directly or indirectly, actuated by a motor or transmits its rotation to a generator, the path 2 therefore having linear sections between the generally circular pinions.
  • means for driving the crankpin 100 comprise, as a mobile element on which the crankpin 100 is installed to carry out its said trajectory A, a satellite 103 of a hypotrochoidal train or else an extension 104 integral with this said satellite wheel, the latter rolling without slipping, generally via a gear, inside a planetary ring 102 fixed in position and generally in rotation, the diameter of the planetary gear being half the diameter of the planetary gear and the planetary gear being maintained in its rotation by a pivot 105 in its center located on a driving wheel 101 or a crank of substantially constant rotational speed a>, directly or indirectly linked to the said rotating machine, the trajectory X therefore being here an ellipse of center o or a segment in the case where the orthogonal projection of the axis of the crank pin 100 is on the perimeter of the satellite, or on the orthogonal projection of the primitive ray in the case of a toothed wheel.
  • the mobile element on which the crank pin 100 is installed to achieve its said trajectory 2 is a satellite 103, or an extension 104 integral with it, which belongs to an anti-epitrochoidal train with gears or toothed pulleys and pinions, defined on the one hand, in that said satellite orbits (rotates at a distance) generally in the same plane around a planet wheel 102 fixed in position and fixed ordinarily in rotation by attachment to a carrier pin 112, due to its holding by a pivot 105 in its center on a drive wheel 101 or a crank with a rotational speed a> substantially constant around the carrier pin 112, located in a parallel plane, directly or indirectly linked to the rotating machine; while on the other hand, the proper rotation of said satellite around its pivot 105 is obtained either by gearing with at least one satellite 106, 106', also held by a pivot (pivot axis) 107, 107' in its center implanted on said drive wheel 101, meshing with the sun gear and
  • a number of optional elements can also be introduced here, such as a balancing weight on the drive wheel or support wheels around the drive wheel.
  • a first variant of the subsystem consists in doubling in particular the teeth of the satellite and of the sun gear on either side of said drive wheel;
  • a second, which can be combined with the first consists in doubling this assembly in a mirror to hold the same crankpin, or two crankpins facing each other, in the centre; i.e. at least three possible variants of the subsystem.
  • the transmission system S4 in this configuration ensures direct transmission of the movements of the primary shaft 200 to the wick 2, by securing, preferably along their axis, of the primary shaft 200 with the wick 2, this securing being able to be done by plates 407 substantially normal to the axes and between which rubber cylinders or the equivalent are positioned to attenuate vibrations, absorb shocks or have elasticity in operation, as shown in Figure 10.
  • Such a configuration having a transverse movement of displacement is obtained with the fundamental driving device represented in FIG. 6A in which the system S3 is configured so that the support 300 extends orthogonal to the slide 301.
  • Such a system can also benefit from an S5 slide assistance system in its synchronous version as illustrated in FIG. dedicated slider 402, to guide the support 300 along ⁇ r with a slider 402, 302 on each slide 401, 301, the two slides 301, 401 being quite distant from each other.
  • the SI system is linked to a rotary machine 8 which when it is a motor generates the beat of the carrier plane and when it is a generator recovers the energy from the beat of the carrier plane 1.
  • FIG 11-A is shown the beat drive device according to the invention consisting of the fundamental device SI, S2, S3 associated with a system S4 which includes a secondary shaft connection 410 or the equivalent between the wick 2 and the frame 3 on which the device is installed, so that the displacement o produces the roll swing.
  • a system S4 which includes a secondary shaft connection 410 or the equivalent between the wick 2 and the frame 3 on which the device is installed, so that the displacement o produces the roll swing.
  • FIG 3-C the so-called standard wing configuration Ta, having a movement transverse with an angle roll swing.
  • the standard configuration Ta therefore preferably comprises a shaft slider 405 along the axis of said bit 2 allowing it to be extended, ie a device of the splined shaft type and corresponding grooved sheath. This can be installed between the wick 2 and the primary shaft
  • connection is made with a shaft transmission joint 406 allowing the angle variation while transmitting the heel rotation (p, but the slider 301 of the S3 system must then prohibit alone or via a complementary slider the rotation of the slider 302 around the slider 301 as indicated in the description.
  • the fundamental drive device S1 to S3 is combined with a system S4 which includes at least one complementary guide rail 401, and preferably a second 401', parallel and relatively spaced from that of S3 (cf. FIG. 12).
  • the system S3 consists of a support 300 pivoting on the slider 302, via the axis pivot 303, As for the transmission system S4, it therefore comprises two slides 401, 401', each of these complementary slides being provided with a slider 402, 402' to drive via a complementary pivot 403, 403' an independent complementary support 400, 400' which will first carry the wick 2 of the support plane without displacement, via a dedicated bearing 404 and for the second if necessary, the primary shaft 200, the supports 300, 400, 400 'being aligned along the axis of the carried shafts, as well as a slide shaft 405 allowing a connection with a relative movement between the primary shaft 200 and the wick 2, namely a device of the splined shaft and wick type and corresponding grooved sheath; and if necessary, a bearing or the equivalent 404 will allow movement of the primary shaft 200 relative to the second complementary support 400'.
  • the axis of a helical path 201 and the T component are non-parallel. Consequently, we will take into account that, by construction, the function of list defined on the helical path is modulated with an asymmetrical wave function between the surge and the ascent of the plane (or its movement towards starboard and its movement towards port). This asymmetry is moreover all the stronger as the component T has a large displacement.
  • the combined flapping drive device making it possible to obtain the so-called standard flapping configuration Tb, visible in FIG. 3-B, having a heave movement E with a support plane offset along the x axis, comprises the drive device fundamental of the systems SI to S3, and a system S4 as illustrated in FIG.
  • the additional slide 401 similar to that described above which also comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and orthogonal to the slides 301, 401, carrying without displacement via bearings, on the one hand, preferably inside the arm 6, a coaxial secondary shaft 410 and secured on one side to the primary shaft 200 and on the other hand to the on the other side, the wick 2 of the support plane 1, the latter being substantially orthogonal to the shafts 200, 410, with two collaborating bevel gears 411 or the equivalent integral, one of said secondary shaft 410 and the other of the wick 2 ) to ensure the transmission of the angle of heel q> to it, as can be seen in FIG. 13.
  • the movement of the support 300 on the slides 301, 401 can include the slide guide system S5 in its synchronous version .
  • Te standard caudal configuration In the so-called swinging configuration denoted Tb, the arm 6 carrying the support plane moves while remaining parallel in its positions; gold to produce the heave of the support plane, one can consider a transformation of this configuration consisting in tilting the arm rather than it moves parallel to the heave. The transverse movement is then not strictly pounding but in an arc of a circle therefore bringing a surge component.
  • This configuration by analogy to that of the caudal fin of fish and marine mammals is called caudal and denoted Te as visible in figure 4-B.
  • the transmission system S4 which comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and pivoting on the frame or the machine 3 as represented in figure 14
  • the so-called standard Te caudal configuration has a transverse pitch tilting motion with an offset bearing plane, as shown in Figure 4-B.
  • the S3 system is configured with a 300 pivoting support, via the axis pivot 303 according to the description of the subsystem;
  • the system S4 comprises an arm 6, generally hollow, cylindrical or profiled, integral with said support 300, preferably carrying inside the arm, a secondary shaft 410 integral linked directly or indirectly to one side of the primary shaft 200 to form the same axis substantially parallel to said arm 6; on the other side the said arm carrying the wick 2 of the bearing plane 1 substantially orthogonal to the shafts 200, 410, two collaborating bevel gear wheels 411 one of which is secured to said secondary shaft 410 and the other to the wick 2 ensuring their connection.
  • the transmission system S4 comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and pivotally mounted relative to the frame or to the machine 3 so that the displacement ⁇ 7 produces the pitch tilting by the intermediary of two opposite pivots 409 not crossing said arm 6; the primary shaft 200 extending inside the arm 6 and in its continuity a secondary shaft 410 being carried without displacement via bearings inside the arm 6 while being parallel to it.
  • connection between the primary shaft 200 and the secondary shaft 410 positioned end-to-end along the same axis is made via sliding means allowing the relative movement of the shafts such a shaft slider 405 allowing their relative movement, ie a device of the splined shaft type and corresponding grooved sheath; on the other side, at its end, the arm 6 carries without displacement the wick 2 of the support plane 1, the latter being substantially orthogonal to the secondary shaft 410; finally, two collaborating bevel gears 411 or the equivalent are integral, one with the secondary shaft 410 and the other with the wick 2, to control the pitch ⁇ /> thereof.
  • the flapping drive device making it possible to obtain the so-called pistoning configuration Ho standard having a transverse displacement movement with a bearing plane offset along the y axis, as illustrated in FIG. 5-A, is that represented in Figure 15.
  • the system S3 is configured with a support 300 orthogonal to o the transmission system S4 comprising meanwhile, for the solidity of the mechanism, preferably, an additional slide 401 with its dedicated slider 402 to guide the support 300 along ⁇ J with a slider 302, 402 on each slide 301, 401, the two slides being relatively distant from each other and also comprising a hollow pestle 5, cylindrical or profile, positioned parallel to the displacement c, secured to the support 300, mounted on said support 300 orthogonally to the primary shaft 200 and sliding in a sleeve 413 secured to the frame or the machine 3.
  • the system further comprises a secondary shaft 410 carried without displacement inside said pestle preferably and being parallel to it.
  • the system S4 also comprises a tertiary shaft 414, perpendicular to the primary shaft 200 and carried without movement by the support 300, the heeling rotation tp of the primary shaft 200 being transmitted to the secondary shaft via the tertiary shaft by two collaborating bevel wheels 415 for the perpendicular shafts or equivalent, further comprising, on the side of the support 300, a pair of generally straight wheels 417, 417', on two distant parallel shafts, one integral with the secondary shaft 410, the other of the tertiary shaft 414, allowing via a gear or a flexible transmission element such as a belt or a chain 416 the transmission of rotation between the secondary 410 and tertiary 414 shafts.
  • a gear or a flexible transmission element such as a belt or a chain 416 the transmission of rotation between the secondary 410 and tertiary 414 shafts.
  • the pestle 5 carries without displacement the wick 2 of the carrying plane 1, the latter being substantially orthogonal to the pestle 5 with two collaborating bevel toothed wheels 411 or equivalent, one integral with the secondary shaft and the other of the bit to control the pitch ⁇ f> of it.
  • This so-called piston configuration Ho can be installed in such a way that the heave does not is not strictly orthogonal to u, that is to say with a bias
  • This configuration denoted Ho' is represented in figure 5-B.
  • this inclination S, of the transverse movement S introduces a surge component, which is proportional to it.
  • the system S4 transforms from the fundamental device S1, S2 S3 the displacement movement a of the primary shaft 200 into either or else into and and its tilting of heel (p becomes the tilting of
  • complementary systems can extend the field of use or the effectiveness of such and such a configuration as presented below, such as the S6 wind speed regulation system or the S7 directional orientation system, or even structurally improve the configuration or complete the kinematics as with the S5 guide system.
  • a slide assistance system named S5, as shown in Figures 10, 11-B, 13, may be added.
  • Figure 12 is mandatory for the Tu configuration in its asynchronous version.
  • the robust embodiment of this system consists in positioning on either side of at least two slideways a pinion 500, 500' connected by a flexible transmission element 501, 501' of the chain or toothed belt type carrying the slider of the slide by at least one attachment point 502, 502', such as a conveying system.
  • the sprockets are then connected between the slideways, at least on one side, by a connecting shaft 503, secured to each pinion, so that the movement of any element connected to a slider on a slideway, causes via this system, a movement on the slide of the other slide or other slides.
  • the displacement of the slides will be asynchronous, which produces a swinging of the primary shaft 200 which is only possible with the presence of at least one independent complementary support 400 (or two in figure 12 with 400 and 400'), the authorization of a swing between the slides 302, 402, 402' and the supports, either via the pivot 303 and a complementary pivot 403, 403' per complementary support and finally, with a deflection to absorb the difference in distance linked to the swinging T between the two slides, either by linking the shafts carried on each support positioned end-to-end along the same axis, in this case the primary shaft 200 and the wick 2, by means of a slide d shaft 405 allowing their relative movement, or a splined shaft type device and corresponding grooved sheath.
  • the swing angle î/′ is determined by the ratio of the diameters of the pinions connected to said connecting shaft 503 and by the amplitude of displacement of any point of the elements carried
  • a vane control system S6 comprises means configured to coordinately change the position of sprockets, at least 4 sprockets and preferably 6, 111a to ll lf, so as to widen or narrow, preferably symmetrically with respect to the direction o, the component T of the trajectory A of the crank pin 100 on the chain 110, which can in particular be obtained, as illustrated in figure 16, by
  • this pantographic system is mounted on a partition 623, parallel to the plane of the gears, integral with the frame or the machine 3 with one of its pivots 624 of articulation, preferably the central one, fixed on the partition 623 then than the lateral axial pivots 625a to 625d, and at least for one of them, will slide on openings 626a to 626d or the equivalent allowing movement in direction G.
  • the speed regulation system S6 comprises means for shifting the radial position of the crankpin 100 on the flank of the driving wheel 101 and of a moving wheel 604 on which it is directly or indirectly guided along a path on each wheel, during the rotation of the latter by means of a controlled phase shift device between the rotations of the driving wheel 101 and of the moving wheel 604 by in particular preferentially installing a differential 800.
  • crankpin 100 on the one hand allowing the displacement, by an adjustable value A, of the radial position of the crankpin 100 on the side of the driving wheel 101 on which it is installed during the rotation of the latter, which is normally obtained by three sets of complementary elements, the first set being composed in particular of said drive wheel 101 in the side of which a path 601 or a slideway is open substantially radially so that the crankpin 100, with an axis substantially orthogonal to the side of the drive wheel 101, or a slider 602 on which it is located , can move freely in the plane of the wheel, in a range of positions corresponding to the adjustment of T accepted by the subsystem S2; the second assembly comprising the crankpin 100 and an equivalent crankpin, called counter-crankpin 600, with a parallel axis, opposite to each other, preferably on the same axis, integrally linked together directly or else via the slider 602 radial positioning located in the first set; the third set comprising a moving wheel 604, juxtaposed to said crank pin-carrying drive wheel
  • the system S6 consists on the other hand in introducing a phase shift system x controlled between the rotations of the driving wheels 101 and moving wheels 604 by preferentially installing a member known as the differential 800, in which: one of the sun gears, named primary sun gear 803 , is secured by a shaft 610 to a wheel, called follower wheel 611, meshed with one of the two driving wheels 101 or moving wheels 604 to be phase-shifted; the secondary sun gear 804 is mounted integral with a second follower wheel 613 meshed for a half width of its teeth on a so-called inverter wheel 615, itself meshed for the other half width on the other wheel to be phase-shifted; and finally in which the satellite carrier 801 secured to a shaft 614 opposite to the two previous ones is directly linked to a control lever which can be manual.
  • the differential 800 in which: one of the sun gears, named primary sun gear 803 , is secured by a shaft 610 to a wheel, called follower wheel 611, meshed with one of the two driving wheels
  • driving wheel 101 and displacing wheel 604 are of the same diameter; the two following wheels 611, 613 and the reversing wheel 615 are of the same diameter; the two sun gears 803, 804 of the differential are also of the same diameter; and the satellite(s) 802 on the planet carrier 801 are of any diameter.
  • the speed regulation system S6 which is common to both versions comprises means for shifting the radial position of the axis o' of the crank pin holder satellite 103 implanted and guided jointly, directly or indirectly, on the side of the driving wheel 101 and of a moving wheel 604, via a path on each wheel, during the rotation of the latter, by means of a phase shift device controlled between the rotations of the drive wheel 101 and of the displacer wheel 604 by installing in particular preferably a differential 800 and consists of: firstly, allowing the displacement, by an adjustable value, of the radial position of the axis o' of the crank pin 103 implanted on the side of the drive wheel 101, during the rotation of the latter, which is normally obtained by three sets of complementary elements the first set being composed in particular of said drive wheel on the side of which a path 601 or a slide is open substantially radially so that the pivot 105 of the satellite 103, substantially orthogonal to the side of the drive wheel, or a slider
  • the equipment consists secondly, as for the S6/Slm version presented above, in introducing a phase shift / controlled system between the rotations of the drive wheel 101 and the moving wheel 604, via the installation of a differential 800 controlling the follower wheels 611 and 613 and reverser 615.
  • this third device is shown in Figures 18-A and 18-B.
  • These means are characterized by the positioning of the pivot 107 of one or more rollers 106, 106' symmetrically with respect to the line (oo') on the side of the drive wheel 101 on which these axes are located, which is normally obtained by three sets of complementary elements the first set is composed in particular of said drive wheel on the side of which a path or a main slide 606, 606' per roller is open so that the pivot 107, 107' of each said roller, substantially orthogonal to the side of said drive wheel, or a dedicated slider 607, 607' on which it is located, can move freely in the plane of the wheel, in a range of positions allowing the tension of the belt or the channel regardless of the satellite tuning position; the second set comprises, for each roller, the pivot 107, 107' of said roller and another parallel pivot, in opposite position, called roller counter-pivot 608, 608', integrally linked together directly or via said
  • Figures 19-A and 19-B show this third additional device for the S6/Sl with-e version.
  • This device is characterized by the positioning of the pivot 107 of the satellite 106 in such a way that it always remains meshed with the sun gear 102 and the satellite 103, which is normally obtained by the following four sets of complementary elements: the first set is composed in particular of said driving wheel on the side of which for said pivot of the satelliton a path or a main slide 606 is open so that the pivot of the satelliton, substantially orthogonal to the side of said driving wheel, or a dedicated slider 607 on which it is installed, can move freely in the plane of the wheel, in a range of position normally in an arc of a circle centered at o; the second set comprises the pivot 107 of said satelliton and another parallel pivot, in opposite position, called counter-pivot of satelliton 608, integrally linked together directly or via said positioning slider being dedicated to them 607; the third set consists in
  • the device S6 also accepts the following variants which can lead to safer operation: the first consists in juxtaposing two drive wheels on either side of the moving wheel; the second, to juxtapose two moving wheels on either side of the driving wheel; with in both cases a third follower wheel linked in rotation to the follower of the doubled wheel to drive the secondary driving or moving wheel.
  • the flapping training device according to the invention may also comprise an orientation system S7, by phase shifting the pitch tilting.
  • the orientation system applicable to all configurations aims to introduce an angle additional, denoted P, adjustable from 0 to 360° during operation, to heel tilting q> of primary shaft 200.
  • P an angle additional
  • FIGS. 20-A and 20-B three or four sets of elements participate make the steering effective.
  • the first set consists in particular, on the one hand, of an elongated hollow cylinder shaft up to the bearings 304, 304' carrying it without displacement on the support 300 of the system S3, called the director shaft 700, generally integrally linked to the cam track helical 201 along its axis, with an internal diameter allowing the passage of the primary shaft 200 and, where appropriate, annular elements minimizing friction and preventing the relative movements of these shafts (bearings or bearings) carried with the bearings 304, 304' of support 300.
  • the second set of elements preferably comprises a set known as the differential 900, that is to say a planetary gear having a planet carrier 901 with satellites 902 of the same diameter, orthogonal to the two planetary gears 903, 904 parallel of the same diameter, the primary shaft 200 being secured to one of the two sun gears 903, the steering shaft 700 being secured to the second sun gear 904, the planet carrier 901 being secured to the third shaft, called orientation shaft 701, carried without displacement by the support 300 preferably via two bearings 702, 702', itself connected in rotation to a wheel, called orientation wheel 703 which controls its rotation.
  • the differential 900 that is to say a planetary gear having a planet carrier 901 with satellites 902 of the same diameter, orthogonal to the two planetary gears 903, 904 parallel of the same diameter, the primary shaft 200 being secured to one of the two sun gears 903, the steering shaft 700 being secured to the second sun gear 904, the planet carrier 901 being secured to the third shaft, called orientation shaft 701, carried without displacement by the support 300
  • the third set of elements consists in allowing the maneuver of said orientation wheel in its displacement movement o and to do so, a simple solution materializes: firstly, with a splined control shaft or the equivalent of a fixed position, named control shaft 704 positioned parallel to the movement o and which can replace a slide 301, 401 of the system S3 or S4; secondly, with an assembly comprising a worm screw 705 meshing with said orientation wheel so that their axes are orthogonal, said worm screw sliding on said splined control shaft allowing the latter to be driven in rotation here and ; thirdly, to ensure the displacement G of the worm, with a substantially U-shaped element, called jumper 706, having the wings of the U passing on either side of the worm 705, possibly being crossed by said splined drive shaft, while its base or any other part attached to it is driven by the movement of the support.
  • the fourth set defines the connection of the orientation wheel 703 with the orientation shaft 701 depending on whether the support 300 of the subsystem S3 swings from the angle y or whether it is orthogonal to the displacement along a.
  • said wheel orientation is simply integral with said orientation shaft and said jumper is integral with the support.
  • the fourth set of elements sets the coupling conditions between orientation shaft 701 and orientation wheel 703 on the one hand and between rider 706 and support 300 on the other hand, namely: in the case without swinging by joining these elements together, the orientation shaft being carried in this case entirely without movement by the support 300, and in the case with a swinging y of the support, the device firstly comprises a two-part orientation shaft with a first part carried fixed by the support 300, while the second part is linked to the first with a shaft slider 707 allowing relative axial movement of the linked shafts and, on the other hand, a shaft transmission joint 708 to allow the free swing y of each part of said orientation shaft; and the device secondly secures said rider to a slider 402 of a slide 401 of the subsystem S4 to carry, orthogonally to the displacement ⁇ r and without proper rotation, the second part of the orientation shaft 701, via another bearing 702ter, due to its guidance combined with the control shaft.

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Abstract

The invention relates to a device for driving a primary shaft (200), characterised in that the device comprises: a system S1 comprising means for driving movement of a control member (100) along a looped trajectory λ having two axial components; a system S2 comprising a means for pivoting the shaft (200) about its longitudinal axis, actuated by the movement of the member (100) along at least one component of λ; a system S3 comprising a means for driving movement of the shaft (200), actuated by the movement of the member (100) along at least the other component of λ, the member (100) projecting from the plane of the components and engaged with both the driving means for pivoting and for moving of the shaft (200), the movement of the member (100) along λ generating a pivoting of the shaft (200) in alternating directions and its movement in alternating directions.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Titre : DISPOSITIF D’ENTRAINEMENT EN BATTEMENT D’UN PLAN PORTEURTitle: TRAINING DEVICE FOR A SUPPORTING PLANE
La présente invention se rapporte à un dispositif d’entraînement d’un plan porteur, de préférence profilé, immergé dans un fluide, permettant d’animer ledit plan d'un battement alternatif composé d'un basculement de tangage et d'un déplacement transversal permettant soit de produire un déplacement soit de récupérer de l’énergie à partir du déplacement du fluide. The present invention relates to a device for driving a carrier plane, preferably profiled, immersed in a fluid, making it possible to animate said plane with an alternating beat composed of a pitch tilting and a transverse displacement. allowing either to produce a displacement or to recover energy from the displacement of the fluid.
Un tel plan porteur profilé est par exemple celui connu sous le nom du terme anglais « foil » et est constitué d’une aile profilée qui se déplace dans l’eau et transmet une force de portance à son support. La vitesse de déplacement du support de l’aile génère sur cette aile en effet une portance hydrodynamique capable de soulever par exemple une coque de bateau, ou une planche de type « windsurf », partiellement ou totalement hors de l’eau. Such a profiled carrier plane is for example that known by the name of the English term "foil" and consists of a profiled wing which moves in the water and transmits a lift force to its support. The speed of movement of the wing support generates on this wing a hydrodynamic lift capable of lifting, for example, a boat hull, or a "windsurf" type board, partially or totally out of the water.
La présente invention se propose donc d’utiliser une telle aile qu’on peut appeler également, hydrofoil, aileron, pelle, palette, aile ou ailette, selon son ampleur et sa fonction, en l’animant d'un battement alternatif composé d'un déplacement linéaire ou en arc de cercle et d'un basculement, pour récupérer l'énergie cinétique d'un fluide ou pour déplacer un engin ou un fluide, entendu qu'on désigne ici par fluide une matière parfaitement déformable (eau, air...). Tous les types de plans porteurs sont utilisables y compris ceux d'une relative souplesse ou ceux à déformation contrôlée. The present invention therefore proposes to use such a wing, which can also be called hydrofoil, aileron, shovel, paddle, wing or fin, depending on its size and function, by animating it with an alternating beat composed of a linear displacement or in an arc of a circle and a tilting, to recover the kinetic energy of a fluid or to move a machine or a fluid, understood that fluid here designates a perfectly deformable material (water, air. ..). All types of support planes can be used, including those with relative flexibility or those with controlled deformation.
L’invention concerne les besoins de développement de trois secteurs en particulier :The invention relates to the development needs of three sectors in particular:
- celui des dispositifs de propulsion pour les engins maritimes ou fluviaux dont le contexte pousse les acteurs à rendre les systèmes moins énergivores toute en possédant de fortes potentialités de manœuvre pour garantir leur autonomie opérationnelle et leur sécurité sans perdre en fiabilité et en étant par ailleurs plus respectueux du milieu : discrétion acoustique et visuelle, plus inoffensif pour la faune ;- that of propulsion devices for maritime or river vehicles, the context of which pushes the actors to make the systems less energy-consuming while possessing strong maneuvering potential to guarantee their operational autonomy and their safety without losing reliability and being moreover more respectful of the environment: acoustic and visual discretion, more harmless to wildlife;
- celui de la production d'énergie dite renouvelable en exploitant la cinétique naturelle du milieu atmosphérique, maritime ou fluvial (courant, marée) avec des attentes concernant l'efficacité, la robustesse, des atouts contre le biofouling, le faible impact sur le milieu naturel et l'adaptation à de nombreux contextes d'exploitation : machines urbaines sur des immeubles, machines fluviales sur le fond, machines marines flottantes ;- that of the production of so-called renewable energy by exploiting the natural kinetics of the atmospheric, maritime or fluvial environment (current, tide) with expectations concerning efficiency, robustness, assets against biofouling, low impact on the environment naturalness and adaptation to many operating contexts: urban machines on buildings, river machines on the bottom, floating marine machines;
- celui du développement des petits ou mini-engins robotisés sous-marins d'exploration, drones aériens ou immergés en charge de missions de prise de vue, de recherche, de surveillance, de prise d'échantillon ou de livraison pour lesquels les plans porteurs battants biomimétiques apporteraient de nombreux avantages. - that of the development of small or mini robotic underwater exploration vehicles, aerial or submerged drones in charge of shooting, research, surveillance, sampling or delivery missions for which the carrying plans biomimetic leaves would bring many benefits.
ETAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
Un système avec un ou plusieurs plans porteurs battants est intrinsèquement meilleur que ceux qui sont en rotation autour d'un moyeu comme ceux d'une hélice ordinaire ou ceux sur un moyeu tubulaire avec les pales dirigées bien souvent vers l'intérieur. Les raisons en sont principalement de trois ordres. A system with one or more flapping airfoils is inherently better than those rotating around a hub like those on an ordinary propeller or those on a tubular hub with the blades often pointing inwards. The reasons are mainly three-fold.
Le premier est d'ordre hydrodynamique et lié à la rotation des pâles qui produit en particulier : un sillage globalement hélicoïdal et non orthogonal ; une pression hydrodynamique le long de la pale variable radialement et non constante ; ne permet pas le calage en incidence optimum sur tout l'allongement de la pale ; le nombre de pales multiplie les pertes par tourbillons marginaux qui s'ajoutent à celle de l'ogive ou du moyeu tubulaire qui les retient. En outre, le basculement alterné du plan porteur oscillant génère en soi une instationnarité hydrodynamique des écoulements (lâché de tourbillons régulièrement) venant globalement augmenter son efficacité dans certaines conditions. The first is of a hydrodynamic nature and linked to the rotation of the blades which produces in particular: a globally helical and non-orthogonal wake; a hydrodynamic pressure along the radially variable and non-constant blade; does not allow optimum angle of attack setting over the entire aspect ratio of the blade; the number of blades multiplies the losses by marginal vortices which are added to that of the warhead or the tubular hub which retains them. In addition, the alternating tilting of the oscillating carrier plane in itself generates a hydrodynamic unsteadiness of the flows (regularly released vortices) which globally increase its effectiveness under certain conditions.
La seconde raison est liée aux cas de dispositifs devant répondre à différentes conditions d'évolution sans perte d'efficacité (allure ou vitesse du fluide) ; ce à quoi tentent de répondre les hélices à pas variable mais la variabilité de la géométrie tridimensionnelle que cela idéalement nécessite (vrillage dynamique des pales, moyeu restreint) bute sur des limites technologiques. The second reason is related to the cases of devices having to respond to different conditions of evolution without loss of efficiency (rate or speed of the fluid); what variable-pitch propellers try to answer, but the variability of the three-dimensional geometry that this ideally requires (dynamic twisting of the blades, restricted hub) comes up against technological limits.
Enfin, pour les engins se déplaçant, le troisième inconvénient de l'hélice est lié à la configuration pour obtenir une manœuvre, soit : l'ajout d'un gouvernail ou le montage de l'hélice sur une nacelle pivotante. La première solution est traditionnelle mais procure une manœuvrabilité limitée ; la seconde améliore grandement cet objectif mais au prix d'une chaine cinématique ou/et électrique complexe dont l'accessibilité est nulle ou restreinte, si bien que son choix pose souvent question. Par ailleurs, dans les deux cas le dispositif complémentaire ajoute une trainée, ce qui baisse les performances de l'ensemble. Finally, for moving machines, the third disadvantage of the propeller is related to the configuration for obtaining a maneuver, either: the addition of a rudder or the mounting of the propeller on a pivoting nacelle. The first solution is traditional but provides limited manoeuvrability; the second greatly improves this objective but at the cost of a complex kinematic or/and electrical chain whose accessibility is nil or restricted, so that its choice often raises questions. Furthermore, in both cases the additional device adds a drag, which lowers the performance of the assembly.
En dehors de la disposition de pales en hélice, deux configurations génériques de fonctionnement de plans porteurs sont possibles : celle d'ailettes montées sur un rotor (ailettes sensiblement perpendiculaires au rotor) et celles des ailes avec un battement alternatif. Apart from the disposition of the blades in a helix, two generic operating configurations of the airfoils are possible: that of fins mounted on a rotor (fins substantially perpendicular to the rotor) and those of the wings with an alternating beat.
Ainsi, pour les pales montées sur un rotor on connaît une première série de systèmes consistant à positionner un ou plusieurs plans porteurs, généralement dans ce cas nommés ailettes, perpendiculairement à un ou deux rotors plans se situant dans un plan tangent à l'écoulement, de tels systèmes étant connus sous le nom de propulseurs cycloïdaux du type Lipp décrit dans WO-A-2002070890 ou Voith-Schneider ainsi que les évolutions de ces systèmes tels que ceux décrits dans WO-A-2014006603, WO-A-2016067251 et WO-A-2017168359 ou les systèmes s'en rapprochant comme par exemple ceux décrits dans WO-A-1988010207. Thus, for the blades mounted on a rotor, a first series of systems consisting of to position one or more carrier planes, generally in this case called fins, perpendicular to one or two plane rotors located in a plane tangent to the flow, such systems being known under the name of cycloidal thrusters of the Lipp type described in WO -A-2002070890 or Voith-Schneider as well as the evolutions of these systems such as those described in WO-A-2014006603, WO-A-2016067251 and WO-A-2017168359 or systems approaching them such as those described in WO-A-1988010207.
Dans ce type de dispositif, la trajectoire d'une ailette dans le fluide est une cycloïde soit une trajectoire relativement tourbillonnaire et fortement dépendante du rapport : vitesse de rotation du rotor co sur vitesse d'avancement u. Ainsi, le calage sur la trajectoire, de l'incidence a d'une ailette n'est pas aisée et dans les faits, une partie parfois importante de la trajectoire n'est pas efficiente voire est contreproductive, limitant par conséquent les performances de ce type de système qui par contre peut offrir une bonne manœuvrabilité. In this type of device, the trajectory of a fin in the fluid is a cycloid, ie a relatively swirling trajectory and highly dependent on the ratio: rotor rotation speed co to forward speed u. Thus, the setting on the trajectory, of the incidence a of a fin is not easy and in fact, a sometimes significant part of the trajectory is not efficient or even counterproductive, consequently limiting the performance of this type of system which on the other hand can offer good manoeuvrability.
Si on s’intéresse maintenant au plan avec un battement alternatif, de nombreux système ont été proposés. On exclut cependant ici de l'art antérieur, de par les inconvénients qu'ils présentent, notamment du fait qu'ils doivent fonctionner à vitesse de translation limitée ou du fait de la nécessité d'organes annexes ou/et de commande complexes, les dispositifs comportant un actionneur principal hydraulique (vérin) ou les systèmes à mouvement principal moteur ou générateur non-rotatif ou nécessitant des rotations alternées. De par leur fiabilité, les systèmes mécaniques aboutissant à une rotation continue sont donc privilégiés. If we are now interested in the plan with an alternative beat, many systems have been proposed. However, we exclude here from the prior art, due to the drawbacks they present, in particular due to the fact that they must operate at a limited translational speed or due to the need for ancillary and/or complex control elements, the devices comprising a main hydraulic actuator (cylinder) or systems with main motor or generator movement that are non-rotating or that require alternate rotations. Because of their reliability, mechanical systems resulting in continuous rotation are therefore preferred.
Ainsi à partir de cette rotation continue technologiquement avantageuse, de très nombreux systèmes, tel que FR-A-1330218, FR-A-2470875, US-A-5401196, FR-A-2797428, WO-A- 2003/062048, WO-A-2004/110859, WO-A-2009/074580, WO-2009/068762, US-A- 2011/0255971, US-A-2014/0328682, utilisent le système manivelle ou roue - maneton - bielle ou bien roue - maneton - levier pour transformer la rotation continue en mouvement alternatif linéaire ou en arc de cercle pour produire les mouvements d'un plan porteur. Cette solution technologique bien que simple et robuste présente néanmoins de nombreux désavantages pour l'application visée : l'axe ou la mèche du plan porteur est latéralement déporté de la roue rendant les dispositifs peu compact et parfois non symétrique par rapport à l'axe du navire ; le réglage d'orientation de l'oscillation de basculement de tangage n'est pas possible sauf à interposer un actionneur complémentaire (vérin) en mouvement permanent sur la bielle ou le levier rendant sa connexion problématique ; pour les besoins d'efficacité hydrodynamique, l'oscillation de basculement n'est pas indépendamment paramétrable. De plus le système bielle - manivelle présente une cinématique de pilonnement en vitesse et en accélération relativement asymétrique (fonction du rapport des longueurs bielle sur manivelle) alors que le tangage tel que produit a une fonction symétrique, d'où un fonctionnement hydrodynamique asymétrique qui réduira l'efficacité. Thus from this technologically advantageous continuous rotation, very many systems, such as FR-A-1330218, FR-A-2470875, US-A-5401196, FR-A-2797428, WO-A-2003/062048, WO -A-2004/110859, WO-A-2009/074580, WO-2009/068762, US-A-2011/0255971, US-A-2014/0328682, use the crank or wheel - crank - connecting rod or wheel system - crank pin - lever to transform continuous rotation into linear alternating motion or arc of a circle to produce the movements of a supporting plane. This technological solution, although simple and robust, nevertheless has many disadvantages for the intended application: the axis or the wick of the carrying plane is laterally offset from the wheel, making the devices not very compact and sometimes not symmetrical with respect to the axis of the ship ; the orientation adjustment of the pitch tilting oscillation is not possible except by interposing an additional actuator (jack) in permanent motion on the connecting rod or the lever making its connection problematic; for hydrodynamic efficiency purposes, the tilting oscillation is not independently parameterizable. In addition, the connecting rod - crank system has a heave kinematics in speed and in relatively asymmetrical acceleration (a function of the ratio of connecting rod to crank lengths) whereas pitch as produced has a symmetric function, hence asymmetric hydrodynamic operation which will reduce efficiency.
Finalement, seuls quelques systèmes sortent de ce schéma pour produire l'oscillation d'un plan porteur, WO-A-2016/004800 notamment avec l'utilisation d'un train planétaire mais dans ce dernier seul le mouvement de translation en roulis est généré. Finally, only a few systems come out of this scheme to produce the oscillation of a carrier plane, WO-A-2016/004800 in particular with the use of a planetary gear but in the latter only the translational movement in roll is generated .
Par ailleurs, dans bien des systèmes, FR-A-1330218, FR-A-2470875, FR-A-2797428, WO-A- 2004/110859, US-A-2011/0255971, des structures porteuses ou guidant l’aile en position dégradent l'hydrodynamique. Furthermore, in many systems, FR-A-1330218, FR-A-2470875, FR-A-2797428, WO-A-2004/110859, US-A-2011/0255971, structures supporting or guiding the wing in position degrade the hydrodynamics.
Enfin l'étanchéité entre la partie hydrodynamique et la partie mécanique est très rarement abordée et semble pas évidente à réaliser dans la plupart des systèmes. Finally, the sealing between the hydrodynamic part and the mechanical part is very rarely addressed and does not seem to be easy to achieve in most systems.
L’ensemble des documents de l’état de la technique présente donc généralement des éléments perturbant le potentiel hydrodynamique du plan porteur et un encombrement du mécanisme limitant les possibilités d'implantation. De plus, la fonction de tangage est, soit non présente en l'état ou uniquement déléguée à la souplesse du profil, soit non réglable en amplitude de manière simple sans actionneur embarqué complémentaire sur une partie en mouvement du mécanisme, voire parfois tournante. De même, la fonction de tangage est non adaptable, celle-ci étant globalement uniquement sinusoïdale ; or comme cela sera explicité des fonctions différentes ont un fort intérêt. De plus, les dispositifs décrits offrant une étanchéité efficace entre la partie hydrodynamique et la partie mécanique sont rares, ce qui induit des limites d'utilisation ou de durabilité. La fonction d'orientation du plan battant lorsqu’elle est en position de pouvoir avoir un rôle de gouvernail (position verticale) est rarement présente ou limitée et ne peut bien souvent pas se faire sans perturber la fonction de déplacement transversal (fonctions non découplées), soit la rotation du moteur ou du générateur. All of the state-of-the-art documents therefore generally present elements disturbing the hydrodynamic potential of the support plane and a size of the mechanism limiting the possibilities of implantation. In addition, the pitching function is either not present as it is or only delegated to the flexibility of the profile, or not easily adjustable in amplitude without an additional on-board actuator on a moving part of the mechanism, or even sometimes rotating. Similarly, the pitch function is non-adaptable, the latter being overall only sinusoidal; however, as will be explained, different functions have a strong interest. In addition, the devices described offering effective sealing between the hydrodynamic part and the mechanical part are rare, which induces limits of use or durability. The orientation function of the flapping plane when it is in a position to be able to have a rudder role (vertical position) is rarely present or limited and very often cannot be done without disturbing the transverse displacement function (non-decoupled functions) , either the rotation of the motor or the generator.
Ainsi, la présente invention propose de lever tout ou partie des barrières ci-avant décrites qui empêchent l'utilisation courante, ce qui ouvrira les possibilités d'utilisation du battement d'un plan porteur pour les applications mentionnées. Thus, the present invention proposes to remove all or part of the barriers described above which prevent current use, which will open up the possibilities of using the flapping of a supporting plane for the applications mentioned.
Présentation de l'invention Presentation of the invention
Dans ce but, l’invention a pour objet principal un dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur, de préférence profilé, le battement combiné étant composé à minima d'un déplacement (translation de pilonement et/ou balancement de roulis ou de tangage) et d'un pivotement de l’axe d'entrainement du plan porteur (basculement de tangage), axe appelé mèche relié à un dispositif d’entraînement d’un arbre primaire en déplacement latéral avec des positions parallèles ou non à son axe longitudinal et en pivotement autour de son axe longitudinal. To this end, the main object of the invention is a device for driving in combined flapping a carrier plane, preferably profiled, the combined flapping being composed at least a displacement (heave translation and/or roll or pitch swing) and a pivoting of the driving axis of the carrier plane (pitch tilting), axis called wick connected to a drive device of a primary shaft in lateral displacement with positions parallel or not to its longitudinal axis and in pivoting around its longitudinal axis.
La présente invention a également pour objet de proposer un dispositif d’entraînement d’un arbre primaire en déplacement (translation et/ou balancement) et en pivotement autour de son axe longitudinal. Another object of the present invention is to propose a device for driving a primary shaft in displacement (translation and/or swinging) and in pivoting around its longitudinal axis.
Ainsi, l’invention concerne un dispositif d’entraînement alternatif d’un arbre primaire en déplacement et en pivotement autour de son axe longitudinal, caractérisé en ce que le dispositif comprend un arbre primaire et trois systèmes fonctionnant en coopération, le premier système SI comprenant des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande selon une trajectoire A en forme de courbe fermée, présentant au moins une première composante axiale T et une seconde composante axiale a. le deuxième système S2 comprenant des moyens d’entraînement en pivotement, d’angle de gîte tp dudit arbre primaire autour de son axe longitudinal, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande selon au moins une composante, de préférence la composante axiale T, de la trajectoire définie par le système SI ; le troisième système S3 comprenant des moyens d’entraînement en déplacement de l’arbre primaire, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande selon l’autre composante, de préférence la composante axiale <T. au moins de la trajectoire A définie par le système SI, ledit organe de commande étant configuré pour s’étendre en saillie du plan (o, r) des dites composantes axiales de sa trajectoire 2 ou d'une projection dans ce plan de celle-ci et être en prise à la fois avec les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire et les moyens d‘ entraînement en déplacement dudit arbre primaire, le déplacement de l’organe de commande le long de la courbe fermée générant à la fois une commande en pivotement (p dans un sens puis dans le sens opposé de l’arbre primaire autour de son axe longitudinal et le déplacement de l’arbre primaire dans une direction et dans la direction opposée. Thus, the invention relates to an alternative drive device for a primary shaft in displacement and in pivoting around its longitudinal axis, characterized in that the device comprises a primary shaft and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising means for driving a control member in displacement along a trajectory A in the form of a closed curve, having at least a first axial component T and a second axial component a. the second system S2 comprising means for driving in pivoting, the angle of heel tp of said primary shaft around its longitudinal axis, configured to be actuated by the movement of said control member according to at least one component, preferably the axial component T, of the trajectory defined by the SI system; the third system S3 comprising drive means in movement of the primary shaft, configured to be actuated by the movement of said control member according to the other component, preferably the axial component <T. at least from the trajectory A defined by the system SI, said control member being configured to extend projecting from the plane (o, r) of the said axial components of its trajectory 2 or from a projection in this plane thereof ci and be engaged both with the pivot drive means of the primary shaft and the displacement drive means of said primary shaft, the movement of the control member along the closed curve generating the times a pivoting control (p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft around its longitudinal axis and the movement of the primary shaft in one direction and in the opposite direction.
Ainsi de manière avantageuse, la coopération de ces trois systèmes à l’aide du seul organe de commande, tel qu’un maneton, permet de transformer le déplacement généralement planaire de l’organe de commande en deux mouvements distincts et coordonnés de l’arbre primaire. Un tel dispositif d’entraînement d’un arbre primaire est particulièrement avantageux pour mettre en œuvre un dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur tel qu’une aile profilée. Thus, advantageously, the cooperation of these three systems with the aid of a single control member, such as a crank pin, makes it possible to transform the generally planar displacement of the control member into two distinct and coordinated movements of the shaft. primary. Such a drive device for a primary shaft is particularly advantageous for implementing a combined flapping drive device for an airfoil such as a streamlined wing.
A cet effet, l’invention concerne également un dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur tel qu’une aile, immergé dans un fluide, pourvu d’un axe d’entraînement appelé mèche, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’entrainement d’un arbre primaire en déplacement et en pivotement autour de son axe longitudinal, comprenant ledit arbre primaire et trois systèmes fonctionnant en coopération, le premier système SI comprenant des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande selon une trajectoire /. en forme de courbe fermée, présentant au moins une première composante axiale r et une seconde composante axiale . le deuxième système S 2 comprenant des moyens d’entraînement en pivotement, d’angle de gîte (p dudit arbre primaire autour de son axe longitudinal, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande selon principalement la composante axiale r de la trajectoire 2 définie par le système SI, selon une fonction E>(r) principale fixant tp ; le troisième système S3 comprenant des moyens d’entraînement en déplacement de l’arbre primaire, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande selon principalement la seconde composante axiale o de la trajectoire 2 définie par le système SI, ledit organe de commande étant configuré pour s’étendre en saillie du plan (C>,T) de sa trajectoire A ou d'une projection dans ce plan de celle-ci et être en prise à la fois avec les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire et les moyens d‘ entraînement en déplacement dudit arbre primaire, le déplacement de l’organe de commande le long de la courbe fermée générant à la fois une commande en pivotement (p dans un sens puis dans le sens opposé de l’arbre primaire autour de son axe longitudinal et le déplacement de l’arbre primaire dans une direction et dans la direction opposée, le dispositif comprenant en outre un système de liaison S4 prévu entre ledit dispositif d’entraînement de l’arbre primaire et l’axe ou mèche du plan porteur pour transmettre les mouvements combinés de déplacement et pivotement de l’arbre primaire à cette mèche. To this end, the invention also relates to a driving device in combined flapping of an airfoil such as a wing, immersed in a fluid, provided with a driving axis called a wick, characterized in that it comprises at least one device for driving a primary shaft in displacement and in pivoting about its longitudinal axis, comprising said primary shaft and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising means for driving in displacement a control member along a trajectory /. in the form of a closed curve, having at least a first axial component r and a second axial component . the second system S 2 comprising drive means in pivoting, heel angle (p of said primary shaft around its longitudinal axis, configured to be actuated by the displacement of said control member mainly according to the axial component r of the trajectory 2 defined by the system SI, according to a main function E>(r) fixing tp; the third system S3 comprising means for driving the primary shaft in displacement, configured to be actuated by the displacement of the said control member mainly according to the second axial component o of the trajectory 2 defined by the system SI, said control member being configured to extend projecting from the plane (C>,T) of its trajectory A or from a projection in this plane of that ci and be engaged both with the pivot drive means of the primary shaft and the displacement drive means of said primary shaft, the movement of the control member along the curve f ermed generating both a pivoting command (p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft around its longitudinal axis and the movement of the primary shaft in one direction and in the opposite direction, the device comprising in furthermore a connecting system S4 provided between said drive device of the primary shaft and the axis or wick of the carrying plane to transmit the combined movements of displacement and pivoting of the primary shaft to this wick.
De manière avantageuse, ce dispositif d’entraînement produit les composantes cinématiques essentielles ou précurseurs du battement combiné fondamental du plan porteur et est toujours formé par la coopération de ces trois systèmes SI, S2 et S3, quelle que soit la configuration. Advantageously, this training device produces the essential kinematic components or precursors of the fundamental combined beat of the carrier plane and is always formed by the cooperation of these three systems S1, S2 and S3, whatever the configuration.
De manière avantageuse, ces mouvements essentiels de l’arbre primaire sont alors directement ou indirectement transmis à la mèche du plan porteur pour former un système effectif minimal via un quatrième système de liaison S4 qui définit la configuration du dispositif. Advantageously, these essential movements of the primary shaft are then directly or indirectly transmitted to the bit of the carrying plane to form a minimum effective system via a fourth link system S4 which defines the configuration of the device.
On parle de configuration pour désigner un mode de réalisation de l'invention changeant le type de positionnement du plan porteur et parfois les composantes de son mouvement par rapport au dispositif engendrant la cinématique essentielle ; une configuration peut contenir plusieurs plans porteurs de composantes de mouvement semblables ou non. On précise, qu'on parle d'un même plan porteur, y compris si celui-ci est divisé en deux parties dans la mesure où les mouvements des deux parties sont identiques et solidaires d'un même axe, nommé mèche, c'est à dire qu'ils restent notamment dans le même plan. We speak of configuration to designate an embodiment of the invention changing the type of positioning of the support plane and sometimes the components of its movement relative to the device generating the essential kinematics; a configuration can contain several bearing planes of similar or dissimilar motion components. We specify that we are talking about the same carrying plane, including if it is divided into two parts insofar as the movements of the two parts are identical and integral with the same axis, called wick, it is to say that they notably remain in the same plane.
Un plan porteur d’un dispositif selon l’invention peut être implanté par rapport à l’engin ou au bâti selon deux types de configuration dits génériques. Selon un premier type de configuration, un plan porteur profilé tel qu’une aile profilée 1 reliée directement ou indirectement à l’arbre primaire peut s’étendre avec son axe longitudinal sensiblement orthogonalement à la paroi de l'engin ou du bâti sur lequel il est assemblé, comme cela est visible sur la figure 1-A, le mouvement transversal dudit plan porteur étant sensiblement tangentiel à cette paroi, sachant qu'on définit ici la paroi comme une partie de l'enveloppe physique de l'engin ou du carter contenant le dispositif d’entraînement selon l’invention Ce type de configuration générique est dit en T avec plusieurs cas possibles, selon le type de mouvement transversal et la présence ou pas d'un déport du plan porteur. A carrying plane of a device according to the invention can be installed relative to the machine or to the frame according to two types of so-called generic configuration. According to a first type of configuration, a profiled carrier plane such as a profiled wing 1 connected directly or indirectly to the primary shaft can extend with its longitudinal axis substantially orthogonally to the wall of the machine or of the frame on which it is assembled, as can be seen in Figure 1-A, the transverse movement of said bearing plane being substantially tangential to this wall, knowing that the wall is defined here as part of the physical envelope of the machine or of the casing containing the drive device according to the invention This type of generic configuration is said to be T-shaped with several possible cases, depending on the type of transverse movement and the presence or not of an offset from the support plane.
Dans le cas le plus simple, l’aile profilée est rattachée directement à l'arbre primaire du dispositif d’entraînement de l’arbre primaire par l’axe autour duquel elle peut basculer, désigné mèche implantée sur le profil de l’aile profilée et elle subit un déplacement transversal linéaire. A cet effet, la mèche traverse une fente ménagée dans la paroi du carter contenant le dispositif d’entraînement pouvant être installé derrière la paroi de l'engin. In the simplest case, the profiled wing is attached directly to the primary shaft of the primary shaft drive device by the axis around which it can tilt, designated wick located on the profile of the profiled wing and it undergoes a linear transverse displacement. For this purpose, the wick passes through a slot in the wall of the housing containing the drive device which can be installed behind the wall of the machine.
Dans un second type de configuration, le plan porteur présente son plan sensiblement parallèle à la paroi et le mouvement transversal est alors sensiblement normal à celle-ci, comme sur la figure 1-B. Ce type de configuration générique est dite en H. Dans ce cas, le plan porteur est rattaché au dispositif d’entraînement selon l’invention par, d'une part, son axe de basculement, à savoir la mèche, et d'autre part, par au moins un élément préférentiellement orthogonal à cet axe et le portant sans déplacement, nommé pilon. Ce dernier est alors sensiblement normal à la paroi de l’engin et peut passer à travers celle-ci, par une ouverture munie d’un palier à coussinet et à joint ou équivalent, assurant le guidage et l'étanchéité entre les parties mécaniques du dispositif d’entraînement et hydrodynamique du plan porteur. En partant de ces configurations génériques (T et H), de nombreuses autres configurations sont possibles, en adaptant le dispositif d’entraînement à la position et aux mouvements d'un ou plusieurs plans porteurs, le cœur du dispositif dit dispositif fondamental produisant les composantes cinématiques essentielles restant le même. In a second type of configuration, the support plane has its plane substantially parallel to the wall and the transverse movement is then substantially normal to the latter, as in FIG. 1-B. This type of generic configuration is said to be H-shaped. In this case, the support plane is attached to the drive device according to the invention by, on the one hand, its tilting axis, namely the wick, and on the other hand , by at least one element preferentially orthogonal to this axis and carrying it without displacement, called pestle. The latter is then substantially normal to the wall of the machine and can pass through the latter, through an opening provided with a bearing with bushing and seal or equivalent, providing guidance and sealing between the mechanical parts of the driving device and hydrodynamics of the carrier plane. Starting from these generic configurations (T and H), many other configurations are possible, by adapting the drive device to the position and movements of one or more supporting planes, the heart of the device called the fundamental device producing the components essential cutscenes remaining the same.
Les mouvements fondamentaux du plan porteur générés par un dispositif selon l’invention sont donc un basculement de tangage <> et un mouvement transversal par rapport à la vitesse u du flux du fluide (relativement à la vitesse du plan porteur ) en amont du plan porteur, ce mouvement transversal pouvant être composé d'un déplacement, noté E, selon sensiblement la direction de pilonnement, ou d'un balancement, noté , de roulis ou de tangage, ou d'une composition d'un déplacement E et d'un balancement ¥( des composantes de cavalement, d'embardée et de lacet pouvant s'y ajouter selon la direction et la courbure du mouvement transversal. The fundamental movements of the carrier plane generated by a device according to the invention are therefore a pitch tilt <> and a transverse movement with respect to the speed u of the flow of the fluid (relative to the speed of the carrier plane) upstream of the carrier plane , this transverse movement possibly being composed of a displacement, denoted E, substantially in the heave direction, or of a rocking, denoted , of rolling or pitching, or of a composition of a displacement E and a sway ¥( surge, yaw and yaw components that can be added depending on the direction and curvature of the transverse movement.
Pour mémoire, aux figures 2-A et 2-B, sont représentés les mouvements utilisés en marine ou en aviation appliqués ici sur un plan porteur tel qu’une aile profilée et dans lesquels P correspond au pilonnement, C au cavalement, E à l’embardée, R au roulis, L au lacet, T au tangage pour une configuration de l’aile profilée dite en T (figure 1-A) et une configuration dite en H (figure 1-B). Dans ces figures, sont également représentées l'orientation principale de la vitesse u du flux du fluide et celle du repère R (o;x,y,z) lié à l'engin ou au bâti. Les directions de u et de l'axe de tangage de l’aile définissent tous les mouvements et toutes les directions. L’axe de tangage peut être entraîné en mouvement par entraînement en rotation résultant en un basculement de tangage et par déplacement transversal qui est soit sensiblement linéaire E, soit pivotant avec un balancement d'angle soit encore curviligne en deux dimensions, voire en trois dimensions. For the record, in Figures 2-A and 2-B, the movements used in the navy or in aviation are represented, applied here to a carrier plane such as a streamlined wing and in which P corresponds to heave, C to surge, E to l yaw, R in roll, L in yaw, T in pitch for a profiled wing configuration called T (figure 1-A) and a configuration called H (figure 1-B). In these figures, are also represented the main orientation of the speed u of the flow of the fluid and that of the reference R (o;x,y,z) linked to the machine or to the frame. The directions of u and the pitch axis of the wing define all movements and all directions. The pitch axis can be driven in motion by rotational drive resulting in pitch tilting and by transverse displacement which is either substantially linear E or pivoted with an angle swing or even curvilinear in two dimensions or even in three dimensions .
Chacun des systèmes obtenus selon l’invention sont des dispositifs mécaniques simples, efficaces et robustes dont l’agencement particulier pour des tâches fonctionnelles distinctes mais coopérantes permet de proposer le dispositif d’entraînement selon l’invention. Each of the systems obtained according to the invention are simple, efficient and robust mechanical devices whose particular arrangement for distinct but cooperating functional tasks makes it possible to propose the drive device according to the invention.
L’invention concerne également un engin comprenant au moins un dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur en tant que moyens de déplacement ou propulsion dudit engin en surface ou immergé dans un fluide. The invention also relates to a machine comprising at least one driving device in combined flapping of a carrying plane as means of displacement or propulsion of said machine on the surface or immersed in a fluid.
L’invention concerne également un dispositif de production énergétique à partir d’un fluide tel que l’eau, l’air, comprenant au moins un dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur en tant que moyen de récupération de l’énergie du fluide. The invention also relates to a device for producing energy from a fluid such as water, air, comprising at least one driving device in combined beat of a carrying plane as a means of recovering energy from the fluid.
Définitions Definitions
Des définitions sont données par la suite concernant des termes qui sont utilisés dans la présente description. Definitions are given below for terms that are used in this specification.
Ainsi, on utilise le terme de satelliton pour désigner une troisième roue se trouvant dans un train planétaire plan composé d'un planétaire et d'un satellite, ce satelliton étant situé dans une position intermédiaire par rapport aux deux précédents, et tournant autour du planétaire à la même vitesse que le satellite. Dans le cas d'un train d'engrenage, le satelliton engrène sur le planétaire et le satellite, mettant ainsi en rotation ce dernier. Dans le cas d'un train de poulies ou de pignons avec une courroie ou une chaîne entre le planétaire et le satellite, l’équivalent de ce satelliton est en position de galet-tendeur et est dénommé galet. Thus, the term satelliton is used to designate a third wheel located in a planetary gear train composed of a sun gear and a satellite, this satelliton being located in an intermediate position with respect to the two previous ones, and rotating around the sun gear. at the same speed as the satellite. In the case of a gear train, the satelliton meshes with the sun gear and the satellite, thus setting the latter in rotation. In the case of a train of pulleys or sprockets with a belt or a chain between the sun gear and the satellite, the equivalent of this satelliton is in the position of a tensioner roller and is called a roller.
Le terme épitrochoïdal est un adjectif relatif à une épitrochoïde qui décrit une courbe plane tracée par un point (soit la trajectoire de ce point) appartenant à un disque ou lui étant solidaire via une allonge, le disque roulant sur la partie externe d'un cercle fixe. Le terme antiépitrochoïdal(e) est utilisé dans la présente invention, pour qualifier un train planétaire semblable produisant une trajectoire avec un point appartenant à un satellite, ou lui étant solidaire via une allonge, la rotation propre du satellite se faisant dans le sens contraire de la rotation autour du planétaire, en étant proportionnelle au rapport des rayons du planétaire sur celui du satellite. Matériellement dès lors le satellite ne touche pas le planétaire et sa rotation propre peut se faire par l'intermédiaire d'un satelliton dans le cas d'un train d'engrenage ordinaire ou par l'intermédiaire d'une courroie ou d'une chaîne entre le satellite et le planétaire dans le cas d'un train de poulies ou de pignons. The term epitrochoidal is an adjective relating to an epitrochoid which describes a plane curve drawn by a point (i.e. the trajectory of this point) belonging to a disc or being attached to it via an extension, the disc rolling on the external part of a circle fixed. The term antiepitrochoidal(e) is used in the present invention, to qualify a similar planetary train producing a trajectory with a point belonging to a satellite, or being integral with it via an extension, the proper rotation of the satellite taking place in the opposite direction of the rotation around the planetary, being proportional to the ratio of the radii of the planetary to that of the satellite. Materially, therefore, the satellite does not touch the sun gear and its own rotation can take place via a satelliton in the case of an ordinary gear train or via a belt or chain. between the satellite and the sun gear in the case of a train of pulleys or pinions.
Des éléments solidaires sont des éléments fixés entre eux sans degré de liberté comme une soudure ou n'autorisant que de faibles mouvements relatifs pour absorber des vibrations ou l'équivalent, via par exemple un ou des éléments élastiques. Solidarity elements are elements fixed together without a degree of freedom such as a weld or allowing only small relative movements to absorb vibrations or the equivalent, via for example one or more elastic elements.
Les arbres ou roues liés sont relatifs à deux roues ou deux arbres dont les liaisons successives assurent la transmission de la rotation, quelle que soit la position respective de ces axes dans l'espace : parallèle, orthogonaux ou toutes positions intermédiaires. De même des roues ou des arbres en lien qualifient le fait que ces roues ou ces arbres sont liés. The linked shafts or wheels relate to two wheels or two shafts whose successive links ensure the transmission of the rotation, whatever the respective position of these axes in space: parallel, orthogonal or any intermediate position. Similarly, wheels or shafts in connection qualify the fact that these wheels or these shafts are linked.
Des abréviations sont utilisées dans la présente description selon la liste suivante : /> : angle de tangage de l’axe du plan porteur (rotation propre de l’axe et du plan porteur)Abbreviations are used in this description according to the following list: />: pitch angle of the axis of the carrier plane (proper rotation of the axis and of the carrier plane)
P : angle additionnel pour un réglage d'orientation de la résultante hydrodynamique P: additional angle for orientation adjustment of the hydrodynamic resultant
Z : déplacement transversal linéaire du plan porteur Z: linear transverse displacement of the support plane
: angle de balancement transversal de la mèche du plan porteur ou d'un élément la portant, selon notamment respectivement un angle de roulis ou de tangage y trajectoire de la mèche du plan porteur (de l'axe de basculement du plan porteur ) dans le fluide f : inclinaison du déplacement transversal par rapport à la direction y correspondant au pilonnement ; cp : angle de gîte de l'arbre primaire (rotation propre de l'arbre) : angle de balancement de l'arbre primaire : angle of transverse swing of the wick of the carrier plane or of an element carrying it, according in particular respectively to a roll or pitch angle y trajectory of the wick of the carrier plane (of the tilting axis of the carrier plane) in the fluid f: inclination of the transverse displacement with respect to the direction y corresponding to the heave; cp: angle of heel of the input shaft (proper rotation of the shaft): swing angle of the input shaft
2 : nom donné à la trajectoire de l’organe de commande ou maneton o : composante transversale principale de la trajectoire À du dénommé maneton 2: name given to the trajectory of the control device or crankpin o: main transverse component of the trajectory A of the so-called crankpin
T : composante transversale secondaire, généralement perpendiculaire à a, de la trajectoire Z du maneton T: secondary transverse component, generally perpendicular to a, of the trajectory Z of the crank pin
A : déplacement de l’organe de commande ou d'un élément le portant pour un réglage d'allure / : angle de déphasage de la roue déplaçante par rapport à la roue entraîneuse nr : vitesse d'une chaîne portant un maneton co : vitesse de rotation d'une roue d'entraînement p : pas du chemin hélicoïdal u : vitesse principale relative du flux du fluide par rapport à l’engin v : vitesse transversale de déplacement du plan porteur , a : angle d'incidence du plan porteur (angle entre la vitesse relative réelle, soit la résultante de u et v, et la corde du profil du plan porteur) A: displacement of the control device or of an element carrying it for speed adjustment /: phase shift angle of the moving wheel with respect to the drive wheel nr: speed of a chain carrying a crankpin co: speed of rotation of a drive wheel p: pitch of the helical path u: relative principal speed of the flow of the fluid with respect to the machine v: transverse speed of displacement of the support plane, a: angle of incidence of the support plane ( angle between the real relative speed, i.e. the resultant of u and v, and the chord of the profile of the carrying plane)
F : force résultante hydrodynamique sur le plan porteur composée d'une portance et d'une traînée F: hydrodynamic resultant force on the airfoil composed of lift and drag
6 : dans le plan de la trajectoire y angle local de celle-ci (par rapport à l'ordonnée x) f : fréquence de battement a : amplitude de battement 6: in the plane of the trajectory y local angle of the latter (compared to the ordinate x) f: beat frequency a: beat amplitude
St : nombre de Strouhal (avec St = a.f/ u) St: Strouhal number (with St = a.f/ u)
R : repère cartésien orthonormé (p;x,y,z) du bâti ou de l'engin sur lequel le dispositif est installé o : axe de rotation de la roue entraîneuse, origine du repère R o’ : axe de rotation du satellite porte maneton o" : axe de rotation d'un satelliton ou d'un galet z : point d'emplanture (d'implantation) de la mèche dans le profil du plan porteur S : fonction de transformation cinématique liée à une configuration : fonction de définition du chemin hélicoïdal. R: orthonormal Cartesian frame (p;x,y,z) of the frame or machine on which the device is installed o: axis of rotation of the driving wheel, origin of the frame R o': axis of rotation of the carrier satellite crank pin o": axis of rotation of a satelliton or a roller z: point of rooting (installation) of the bit in the profile of the support plane S: function of kinematic transformation linked to a configuration: function of definition of the helical path.
Les systèmes fondamentaux The fundamental systems
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif d’entraînement d’un arbre primaire en déplacement latéral et en pivotement autour de son axe longitudinal, comprend un premier système SI comprenant des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande selon une trajectoire en forme de courbe fermée , présentant au moins une première composante axiale T et une seconde composante axiale a, ledit organe de commande s’étendant en saillie dudit plan (o, T) de préférence sensiblement perpendiculaire au plan, c’est-à-dire avec un angle de 90° +/- e°, e étant petit devant 90°, pour de meilleurs ajustements avec les parties commandées ; le deuxième système S2 comprenant des moyens d’entraînement en pivotement, d’angle de gîte (p dudit arbre primaire autour de son axe longitudinal, montés sur un axe de rotation coaxial à l’axe longitudinal de l’arbre et pourvus de moyens de guidage configurés pour coopérer avec l’organe de commande selon une trajectoire de déplacement hélicoïdale dudit organe de commande autour de l’axe longitudinal de l’arbre primaire, le troisième système S3 comprenant des moyens d’entraînement en déplacement latéral de l’arbre primaire, comprenant un support sur lequel l’arbre primaire est monté libre en rotation autour de son axe longitudinal, le support comprenant des moyens de guidage configurés pour coopérer avec l’organe de commande et lui permettre un libre déplacement selon une trajectoire, de préférence linéaire et parallèle à l’axe longitudinal de l’arbre primaire et l’entraînant selon une trajectoire sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal de l’arbre primaire, ainsi qu’un moyen de guidage tel qu’un élément allongé le long duquel le support est monté déplaçable, coulissant ou roulant, ledit moyen de guidage s’étendant sensiblement orthogonal ement, à l’axe longitudinal de l’arbre primaire ou au moyen d’un dispositif équivalent dans cette fonction tels que les systèmes à barres ou à plaques articulées développant une trajectoire rectiligne ou quasi rectiligne tel que le mécanismes de Watt, de Tchebychev, de Peaucellier-Lipkin, de Sarrus ; l’organe de commande étant configuré pour s’étendre en saillie depuis le premier système, en prise avec les moyens de guidage du système S2 et les moyens de guidage du système S3, de sorte que, lors de son déplacement selon la trajectoire 2 définie par le système SI, ledit organe de commande est libre en déplacement dans les moyens de guidage de S3 uniquement selon la composante de la trajectoire parallèle à l’axe longitudinal de l’arbre primaire, l’autre composante de la trajectoire générant l’entraînement en déplacement dudit support le long de l’élément allongé du système S3 ou du dispositif équivalent, tandis que l’organe de commande est entraînable, simultanément, en déplacement le long de la trajectoire de guidage définie par le système S2, en entraînant en rotation les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire, et donc ledit arbre primaire, monté libre en rotation sur le support. According to a first embodiment, the device for driving a primary shaft in lateral displacement and in pivoting around its longitudinal axis, comprises a first system SI comprising means for driving in displacement a control member according to a trajectory in the form of a closed curve, having at least a first axial component T and a second axial component a, said control member extending projecting from said plane (o, T) preferably substantially perpendicular to the plane, i.e. say with an angle of 90° +/- e°, e being small in front of 90°, for better adjustments with the ordered parts; the second system S2 comprising drive means in pivoting, heel angle (p of said primary shaft around its longitudinal axis, mounted on an axis of rotation coaxial with the longitudinal axis of the shaft and provided with means for guides configured to cooperate with the control member along a helical displacement path of said control member around the longitudinal axis of the primary shaft, the third system S3 comprising drive means for lateral displacement of the primary shaft , comprising a support on which the primary shaft is mounted free to rotate about its longitudinal axis, the support comprising guide means configured to cooperate with the control member and allow it free movement along a trajectory, preferably linear and parallel to the longitudinal axis of the primary shaft and driving it along a path substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft, as well as a means of gu idage such as an elongated element along which the support is mounted movable, sliding or rolling, said guide means extending substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft or by means of an equivalent device in this function such as systems with bars or articulated plates developing a rectilinear or quasi-rectilinear trajectory such as the mechanisms of Watt, Tchebychev, Peaucellier-Lipkin, Sarrus; the control member being configured to extend projecting from the first system, in engagement with the guide means of the system S2 and the guide means of the system S3, so that, during its movement along the trajectory 2 defined by the system SI, said control member is free to move in the guide means of S3 only according to the component of the trajectory parallel to the longitudinal axis of the primary shaft, the other component of the trajectory generating the movement of said support along the elongated element of the S3 system or of the equivalent device, while the control member is drivable, simultaneously, in displacement along the guide path defined by the system S2, by driving in rotation the means for pivotally driving the primary shaft, and therefore said primary shaft, mounted free in rotation on the stand.
Système SI IS system
Le système fonctionnel SI qui comprend des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande selon une trajectoire, ou la projection dans un plan de celle-ci, en boucle plane continue, permet à la fois l’entraînement en déplacement transversal de l’aile, 2 et/ou /, ainsi que le déplacement servant de base à son basculement </> par coopération avec les deux systèmes S2 et S3. The functional system SI which comprises means for driving a control member in displacement along a trajectory, or the projection thereof in a plane, in a continuous planar loop, allows both the driving in transverse displacement of the wing, 2 and/or /, as well as the displacement serving as a basis for its tilting </> by cooperation with the two systems S2 and S3.
Il est ainsi composé de moyens permettant la transformation d’une rotation continue de vitesse provenant d’un moteur par exemple, en une trajectoire plane ou de composante plane 2 fermée d'un élément ponctuel, l’organe de commande constitué le plus simplement d’un bout d’axe cylindrique, normal à ce plan, et nommé maneton. La trajectoire dudit maneton produite par le système SI est une courbe fermée, de préférence présentant au moins une symétrie axiale, et de manière plus préférée une courbe fermée symétrique de centre o et continue, présentant préférentiellement ainsi un axe majeur et un axe mineur se coupant à angle droit au centre o. Dès lors, cette trajectoire, nommée 2, peut se décomposer selon ces axes en deux mouvements de déplacement combinés, préférentiellement linéaires, désignés G et r. Ces mouvements sont par nature périodiques, alternatifs si o est interne à 2 et déphasés d'un quart de tour si et r sont perpendiculaires. Le déplacement principal G produit le mouvement transversal du plan porteur et/ou <// via le système S3. De par sa fonction, il est orienté transversalement à la vitesse relative u du fluide. Le déplacement r produit quant à lui le basculement de tangage du plan porteur via le système S2. It is thus composed of means allowing the transformation of a continuous rotation of speed coming from a motor for example, into a flat trajectory or of closed flat component 2 of a point element, the control member consisting most simply of 'a cylindrical shaft end, normal to this plane, and named crank pin. The trajectory of said crank pin produced by the SI system is a closed curve, preferably having at least one axial symmetry, and more preferably a symmetrical closed curve with center o and continuous, thus preferably having a major axis and a minor axis intersecting at right angles to the center o. Therefore, this trajectory, named 2, can be broken down along these axes into two combined displacement movements, preferably linear, designated G and r. These movements are by nature periodic, alternating if o is internal to 2 and out of phase by a quarter turn if and r are perpendicular. The main displacement G produces the transverse movement of the carrying plane and/or <// via the system S3. Due to its function, it is oriented transversely to the relative velocity u of the fluid. The displacement r produces the pitch tilting of the carrying plane via the system S2.
Dans les exemples du système SI selon l’invention, les moyens d’entraînement du système SI sont configurés pour définir la trajectoire A en forme de courbe plane fermée qui présente un axe majeur définissant la composante G et un axe mineur définissant la composante T, cette trajectoire étant en particulier un cercle, une ellipse ou une courbe oblongue. In the examples of the SI system according to the invention, the drive means of the SI system are configured to define the trajectory A in the form of a closed plane curve which has a major axis defining the component G and a minor axis defining the component T, this trajectory being in particular a circle, an ellipse or an oblong curve.
Les moyens d’entraînement du premier système SI, notés Sic peuvent être constitués d’un organe de transmission souple tel qu’une bande, une courroie, une chaîne, entraîné en déplacement dans un plan par au moins deux organes d’entraînement tels que des poulies, des pignons, l’organe de transmission portant le maneton en tant qu’ organe de commande en saillie au-dessus du plan de la trajectoire, ce maneton étant entraîné en déplacement et décrivant une trajectoire dans un plan parallèle. En conséquence, la trajectoire z est plane et la courbe préférentiellement oblongue. The drive means of the first system SI, denoted Sic can consist of a flexible transmission member such as a belt, a belt, a chain, driven in displacement in a plane by at least two drive members such as pulleys, sprockets, the transmission member carrying the crank pin as control member projecting above the plane of the trajectory, this pin being driven in displacement and describing a trajectory in a parallel plane. Consequently, the trajectory z is planar and the curve preferentially oblong.
Les moyens d’entraînement du système SI peuvent être constitués en variante d'un train d'engrenages planétaires, situé préférentiellement dans un plan généralement parallèle au plan de la trajectoire X de l’organe de commande tel qu’un maneton, implanté sur le flanc d’un satellite ou d’une allonge solidaire de celui-ci dont l’axe de rotation o’ est positionné sur le flanc d’une roue ou d’une manivelle nommée entraîneuse du train d’engrenages planétaires, et de type hypocycloïdal, hypotrochoïdal (satellite à l'intérieur d'une couronne) noté Slhypo ou du type épicycloïdal, épitrochoïdal ou antiépitrochoïdal noté SI épi selon la définition donnée ci-avant. La trajectoire est alors plane et la courbe préférentiellement elliptique. The drive means of the SI system may alternatively consist of a planetary gear train, preferably located in a plane generally parallel to the plane of the trajectory X of the control member such as a crank pin, located on the flank of a satellite or of an extension attached to it, the axis of rotation o' of which is positioned on the flank of a wheel or a crank called the drive of the planetary gear train, and of the hypocycloidal type , hypotrochoidal (satellite inside a crown) noted Slhypo or of the epicyclic, epitrochoidal or anti-epitrochoidal type noted SI epi according to the definition given above. The trajectory is then planar and the curve preferentially elliptical.
De manière avantageuse, ces moyens d’entraînement présentent de bons, voire même de très bons rendements de transmission et de plus, sont robustes et économiques Advantageously, these drive means have good, or even very good transmission efficiencies and, moreover, are robust and economical.
Pour une trajectoire en ellipse et en cercle, les deux composantes a et r sont de nature sinusoïdale ; ces composantes étant en dent de scie symétrique à extrémités arrondies pour la forme sensiblement oblongue symétrique. Il va de soi cependant que l'homme du métier peut choisir une autre trajectoire du maneton avec ces mêmes moyens ou d'autres moyens d’entraînement sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. For a trajectory in ellipse and in circle, the two components a and r are of sinusoidal nature; these components being symmetrical sawtooth with rounded ends for the symmetrical substantially oblong shape. It goes without saying, however, that the person skilled in the art can choose another trajectory of the crankpin with these same means or other drive means without departing from the spirit and scope of the invention.
Dans le cas d’une trajectoire 2 plane sensiblement de forme oblongue, le maneton peut être monté solidaire d'un maillon d'une chaîne de transmission à rouleaux ou similaire, tendue entre deux pignons ou deux groupes de pignons coplanaires qui en assurent le maintien et dont au moins l'un des pignons est relié à un moyen d’entraînement en rotation tel qu’un moteur, générateur, pompe.... Ce mode de réalisation du système SI est noté Sic. In the case of a substantially oblong flat trajectory 2, the crank pin can be mounted integral with a link of a transmission chain with rollers or the like, stretched between two sprockets or two groups of coplanar sprockets which ensure its maintenance. and of which at least one of the pinions is connected to a rotation drive means such as a motor, generator, pump, etc. This embodiment of the SI system is denoted Sic.
Dans le cas d’une trajectoire 2 plane circulaire, les moyens d’entraînement du système SI, sont une roue ou une manivelle, ou une série de roues et de manivelles parallèles, tournant à une vitesse sensiblement constante a> autour de leur pivot central et sur laquelle un organe de commande tel qu’un maneton est implanté. Ainsi, l’organe de commande ou maneton est solidaire de la roue ou de la manivelle, nommée entraîneuse, en rotation autour du centre o, et dont la rotation continue est en lien avec un moteur, un générateur ou une pompe. Ce mode de réalisation du système SI est noté Sim. In the case of a circular planar trajectory 2, the drive means of the system SI, are a wheel or a crank, or a series of parallel wheels and cranks, rotating at a substantially constant speed a> around their central pivot and on which a control member such as a crank pin is installed. Thus, the control member or crankpin is integral with the wheel or the crank, called the drive, in rotation around the center o, and whose continuous rotation is linked to a motor, a generator or a pump. This embodiment of the system SI is denoted Sim.
Dans le cas d'une trajectoire plane elliptique, la trajectoire X peut être générée par un train d'engrenage planétaire du type hypotrochoïdal dont le rapport du rayon du planétaire, de centre o, sur le rayon du satellite, de centre o', est égal à 2. Pour rappel, un train hypotrochoïdal est matérialisé par un planétaire tel qu’une couronne fixe en position et rotation et un satellite roulant à l'intérieur de la couronne qui porte le maneton sur l'un de ses flancs ou sur une allonge. Dans ce système, la rotation propre du satellite autour de son centre est le fait de l'engrenage couronne-satellite, la rotation propre du satellite étant par conséquent de sens inverse à celle de son centre autour du centre du planétaire. Quand la trajectoire elliptique devient un segment (T = 0), cela conduit à la solution géométrique connue sous le nom de droite de la Hire caractérisée par un maneton sur la périphérie du satellite, soit pour des roues dentées, sur le rayon dit primitif. Ce mode de réalisation du système SI est noté Slhypo. In the case of an elliptical plane trajectory, the X trajectory can be generated by a hypotrochoidal type planetary gear train whose ratio of the radius of the planetary, with center o, to the radius of the satellite, with center o', is equal to 2. As a reminder, a hypotrochoidal train is materialized by a sun gear such as a crown fixed in position and rotation and a satellite rolling inside the crown which carries the pin on one of its sides or on a elongate. In this system, the proper rotation of the satellite around its center is due to the crown-satellite gear, the proper rotation of the satellite being consequently in the opposite direction to that of its center around the center of the sun gear. When the elliptical trajectory becomes a segment (T = 0), this leads to the geometric solution known as the straight line of the Hire characterized by a crankpin on the periphery of the satellite, or for toothed wheels, on the so-called primitive radius. This embodiment of the SI system is denoted Slhypo.
Un autre mode de réalisation de train planétaire est possible pour produire une ellipse ; c'est le mode de réalisation nommé antiépitrochoïdal tel que défini ci-dessus et noté Slépi-c pour la version à chaîne ou courroie et Slépi-e pour la version à engrenage. Dans ces modes de réalisation du système SI, le rapport des rayons du planétaire sur celui du satellite est égal à 2 ; le planétaire central de centre o est fixe en position et normalement en rotation ; le satellite de centre o' et le ou les satellitons ou bien le ou les galets de tension de centre o" tournent autour de o, via une roue, entraînant leur axe ; et le maneton est préférentiellement positionné sur une allonge solidaire du flanc du satellite de façon à produire une ellipse ayant un certain allongement, soit de rapport O/T préférentiellement supérieur à 2. Comme pour le système hypotrochoïdal, la solution de la Hire est possible quand la distance du maneton au centre du satellite est égale à la distance séparant les axes o et o’ du planétaire et du satellite. Another planetary gear embodiment is possible to produce an ellipse; this is the embodiment called antiepitochoidal as defined above and denoted Slepi-c for the chain or belt version and Slepi-e for the gear version. In these embodiments of the SI system, the ratio of the radii of the planetary to that of the satellite is equal to 2; the central sun gear with center o is fixed in position and normally in rotation; the satellite with center o' and the satellite(s) or the tension roller(s) with center o" rotate around o, via a wheel, driving their axis; and the crankpin is preferably positioned on an extension attached to the side of the satellite so as to produce an ellipse having a certain elongation, i.e. with an O/T ratio preferably greater than 2. As for the hypotrochoidal system, the Hire solution is possible when the distance from the crank pin to the center of the satellite is equal to the distance separating the axes o and o' of the planetary and of the satellite.
Quel que soit le type de train planétaire trochoidal venant d'être cité - l'hypotrochoïdal ou le antiépitrochoïdal - le satellite est mis en rotation, autour de l'axe o commun avec celui du planétaire fixe, préférentiellement par l'intermédiaire d'une roue, nommée également entraîneuse, sur laquelle le pivot du satellite et le cas échéant du satelliton ou du galet sont fixés. Cette roue est donc dans un plan parallèle au train planétaire et opposée au plan de la trajectoire 2 du maneton. La rotation de ladite roue entraîneuse par l’organe d’entraînement ou d'exploitation tel que moteur, générateur, pompe..., ou un système intermédiaire comme un réducteur, peut alors notamment se faire par engrenage ou par transmission souple type courroie ou chaîne. Les modes de réalisation du système SI ci-dessus décrits sont des ensembles minimum d'éléments pour assurer la fonction du système SI. L'ajout d'éléments complémentaires est bien évidemment possible pour équilibrer le système ou pour le renforcer, en particulier : 1) l'ajout d'une masse d'équilibrage à l'opposé du satellite sur la roue ou sur la manivelle entraîneuse ; 2) l'ajout de roues d'appui, avec rotation propre libre autour de ladite roue entraîneuse pour annuler la flexion de son pivot ; 3) l'ajout d'un second satelliton ou d'un second galet tendeur sur la roue entraîneuse ; 4) un satellite et un planétaire notamment à denture double, dans des plans parallèles solidaire des extrémités d'un même axe de pivot, avec une disposition des dentures de part et d'autre de la roue entraîneuse ; enfin 5) avec le système SI, sans ou avec l'un ou l'autre ou plusieurs de ces compléments, doublé en miroir avec un maneton commun, ou des manetons distincts en vis-à-vis, au centre. Whatever the type of trochoidal planetary gear just mentioned - the hypotrochoidal or the antiepitrochoidal - the satellite is set in rotation, around the axis o common with that of the fixed planetary, preferably via a wheel, also called drive, on which the pivot of the satellite and, where applicable, the satelliton or the roller are fixed. This wheel is therefore in a plane parallel to the planetary gear and opposite to the plane of trajectory 2 of the crankpin. The rotation of said drive wheel by the drive or operating member such as motor, generator, pump, etc., or an intermediate system such as a reduction gear, can then in particular be done by gearing or by flexible belt-type transmission or chain. The embodiments of the SI system described above are minimum sets of elements to ensure the function of the SI system. The addition of additional elements is of course possible to balance the system or to reinforce it, in particular: 1) the addition of a balancing mass opposite the satellite on the wheel or on the driving crank; 2) the addition of support wheels, with proper free rotation around said drive wheel to cancel the flexion of its pivot; 3) the addition of a second satelliton or a second tensioner roller on the driving wheel; 4) a planet gear and a sun gear, in particular with double teeth, in parallel planes secured to the ends of the same pivot axis, with an arrangement of the teeth on either side of the drive wheel; finally 5) with the SI system, without or with one or the other or several of these complements, doubled in mirror with a common crankpin, or distinct crankpins facing each other, in the center.
Système S2 S2 system
Le deuxième système S2 commande directement ou indirectement le basculement de tangage du plan porteur à partir de la composante de mouvement secondaire r engendré par le système SL II est unique dans son principe mais infiniment adaptable à la conception. Le système S2 comprend des moyens permettant la transformation de la composante secondaire r du mouvement du maneton selon la trajectoire X en un mouvement alternatif de basculement, d'angle noté <p, dans un plan sensiblement orthogonal à la trajectoire A. A cet effet, le deuxième système S2 comprend des moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire autour de son axe longitudinal, montés sur un axe de rotation coaxial à l’axe longitudinal de l’arbre primaire et pourvus de moyens de guidage configurés pour coopérer avec l’organe de commande selon un chemin de déplacement hélicoïdal autour de l’axe longitudinal de l’arbre primaire tel qu’un cylindre pourvu d’une rainure formant le chemin de came de l’organe de commande tel qu’un maneton, la fonction <P(t) donnant <p, étant linéaire ou non. Ainsi, l’organe de commande ou maneton coopère avec ces moyens de guidage définissant un chemin de guidage de nature hélicoïdale, soit une spirale préférentiellement cylindrique, porté par un axe ou d'axe médian si celui-ci se balance, sensiblement parallèle à T et lié à l’arbre primaire. The second system S2 directly or indirectly controls the pitch tilting of the airfoil from the secondary motion component r generated by the SL II system is unique in its principle but infinitely adaptable to the design. The system S2 comprises means allowing the transformation of the secondary component r of the movement of the crank pin along the trajectory X into an alternating tilting movement, of angle denoted <p, in a plane substantially orthogonal to the trajectory A. For this purpose, the second system S2 comprises means for driving the primary shaft in pivoting about its longitudinal axis, mounted on an axis of rotation coaxial with the longitudinal axis of the primary shaft and provided with guide means configured to cooperate with the control member along a path of helical movement around the longitudinal axis of the primary shaft such as a cylinder provided with a groove forming the cam path of the control member such as a crankpin, the function <P(t) giving <p, being linear or not. Thus, the control member or crankpin cooperates with these guide means defining a guide path of a helical nature, i.e. a preferably cylindrical spiral, carried by an axis or with a median axis if the latter swings, substantially parallel to T and linked to the primary shaft.
Ainsi la composante T de la trajectoire imprime un basculement de gîte d'angle tp aux moyens de guidage comportant le chemin de déplacement hélicoïdal formant chemin de came et à l'arbre primaire qui lui est lié. Cet arbre primaire transmet à son tour directement ou indirectement, via un système de transmission S4, le basculement de gîte (p à la mèche du plan porteur produisant alors son tangage </>, sachant que (p et sont généralement égaux ou sensiblement égaux selon les éléments introduits dans le système S4 pour les besoins de fonctionnement de la configuration. Thus the component T of the trajectory imparts a heeling tilt of angle tp to the guide means comprising the helical displacement path forming the cam path and to the primary shaft which is linked to it. This primary shaft in turn transmits directly or indirectly, via a transmission system S4, the tilting of list (p to the wick of the carrying plane then producing its pitch </>, knowing that (p and are generally equal or substantially equal depending on the elements introduced into the S4 system for the operational needs of the configuration.
Pour les modes de réalisation correspondant à des trajectoires /. circulaires ou elliptiques du maneton, l'onde de gîte (p produite est du type sinusoïdal si une fonction <ï> linéaire est donnée à la conception au chemin de came (<b : (p = (po + 2 n .t/p où p correspond au pas et (po à un déphasage constant). Des transformations non-linéaires peuvent néanmoins être matérialisées. Ainsi le signal sinusoïdal de T pourra se transformer par exemple en fonction ip relativement plus carrée correspondant à un renflement de la sinusoïde (exemple (r) : p = (po + 2 n . |T//?|".signe(r) avec 0 < n < 1) ou en signal non symétrique si un intérêt en est tiré. For the embodiments corresponding to trajectories /. circular or elliptical of the crankpin, the list wave (p produced is of the sinusoidal type if a linear function <ï> is given to the design of the cam path (<b: (p = (po + 2 n .t/p where p corresponds to the step and (po to a constant phase shift). Non-linear transformations can nevertheless be materialized. Thus the sinusoidal signal of T can be transformed for example into a relatively more square function ip corresponding to a bulge of the sinusoid (example (r): p = (po + 2 n . |T//?|".sign(r) with 0 < n < 1) or as an asymmetrical signal if interest is drawn from it.
Par ailleurs, selon que le dispositif d’entraînement du plan porteur est dédié à la propulsion ou qu'il est dédié à la production d'énergie, le tangage est configuré différemment correspondant dans un cas par rapport à l'autre, à un basculement opposé du plan porteur par rapport à la trajectoire de sa mèche. En effet dans le cas d'un dispositif dédié à la production d'énergie, la rotation de tangage doit être plus importante que dans le cas d'un appareil de propulsion. Signalons que l'un et l'autre cas sont in fine définis par l'orientation de la projection de la portance hydrodynamique du plan porteur sur l'axe x : dans le cas productif, la projection de la portance et la vitesse relative u du fluide sont dans le même sens avec captation d'énergie ; elles sont de sens opposé dans le cas propulsif avec la nécessité d'un apport d'énergie. L'accroissement de l'amplitude de l'angle de gîte (p que cela entraîne dans le cas productif pourra matériellement être obtenu par un chemin hélicoïdal de pas plus court, ou avec un même pas, en accroissant la largeur de la plage de déplacement T du maneton. Furthermore, depending on whether the driving device of the carrier plane is dedicated to propulsion or whether it is dedicated to the production of energy, the pitch is configured differently corresponding in one case compared to the other, to a tilting opposite of the carrying plane with respect to the trajectory of its bit. In fact, in the case of a device dedicated to the production of energy, the pitch rotation must be greater than in the case of a propulsion device. Note that both cases are ultimately defined by the orientation of the projection of the hydrodynamic lift of the supporting plane on the x axis: in the productive case, the projection of the lift and the relative speed u of the fluid are in the same direction with energy capture; they are of opposite direction in the propulsive case with the need for a supply of energy. The increase in the amplitude of the angle of heel (p that this entails in the productive case could materially be obtained by a helical path of shorter pitch, or with the same pitch, by increasing the width of the range of displacement T of the crank pin.
A contrario, si on cherche l'annulation du basculement de tangage durant le battement, pour l'arrêt d'une machine productive par exemple, le système S2 le permettra si, d'une part, la fonction <I> du chemin de came hélicoïdal ne comporte pas de terme constant ( ?o=0), d'autre part, si le système SI dans l'une de ses variantes admet r nul quel que soit a, soit pour les systèmes trochoïdaux, la solution de la Hire. On the other hand, if we seek the cancellation of the pitch tilting during the beat, for the stop of a production machine for example, the system S2 will allow it if, on the one hand, the function <I> of the cam path helical does not include a constant term (?o=0), on the other hand, if the SI system in one of its variants admits r null whatever a, or for trochoidal systems, the Hire solution.
Pour la matérialisation du chemin de came hélicoïdal caractérisant le système S2, les moyens d’entraînement en pivotement sont constitués d’un cylindre pourvu d’une rainure ou d'un rail en saillie formant le chemin de came, monté coaxial avec l’arbre primaire. Ainsi, le mode de réalisation le plus simple est une came à rainure dans lequel une rainure, éventuellement traversante, formant le chemin de came, est pratiquée sur le cylindre. Ce cylindre est monté coaxial avec l’arbre primaire, soit sur un bout d’axe issu dudit arbre primaire soit sur un cylindre creux engagé sur l’arbre primaire. Des systèmes alternatifs sont possibles pour limiter le cas échéant les efforts et l’usure sur le maneton et le chemin de came, par exemple avec un système de cames conjuguées et/ou de galet de came. For the materialization of the helical cam track characterizing the S2 system, the pivot drive means consist of a cylinder provided with a groove or a projecting rail forming the cam track, mounted coaxial with the shaft primary. Thus, the simplest embodiment is a groove cam in which a groove, possibly through, forming the cam track, is made on the cylinder. This cylinder is mounted coaxial with the primary shaft, either on a shaft end from said primary shaft or on a hollow cylinder engaged on the primary shaft. Alternative systems are possible to limit the forces and wear on the crank pin and the cam track, for example with a system of mating cams and/or cam rollers.
Système S3 S3 system
Le système S3 permet le guidage structurel des composantes fournies par les systèmes SI et S2 ainsi, les mouvements fondamentaux du battement, à savoir le mouvement de déplacement transversal selon la composante o et le mouvement de basculement de gîte (p, sont exploitables.The S3 system allows the structural guidance of the components provided by the SI and S2 systems thus, the fundamental movements of the flapping, namely the transverse displacement movement according to the component o and the heel tilting movement (p, are exploitable.
Le troisième système S3 comprend des moyens d’entraînement en déplacement latéral de l’arbre primaire, parallèlement ou non à son axe longitudinal, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande selon la trajectoire définie par le système SLThe third system S3 comprises drive means in lateral displacement of the primary shaft, parallel or not to its longitudinal axis, configured to be actuated by the displacement of said control member according to the trajectory defined by the system SL
Selon un mode de réalisation, ces moyens d’entraînement comprennent un support sur lequel l’arbre primaire est monté libre en rotation autour de son axe longitudinal, le support comprenant des moyens de guidage configurés pour coopérer avec l’organe de commande et lui permettre un libre déplacement selon une trajectoire de l’organe de commande sensiblement linéaire, parallèle à l’axe longitudinal de l’arbre primaire. Cette trajectoire généralement linéaire de l’organe de commande entraîne l’arbre primaire selon une trajectoire sensiblement orthogonale à l'axe longitudinal de l'arbre primaire du fait d’un moyen de guidage sensibelement linéaire, le guidant dans cette trajectoire orthogonale tel qu’un élément allongé le long duquel le support est monté déplaçable, coulissant ou roulant, pour en suivre le guidage, ledit moyen de guidage tel qu’une glissière par exemple s’étendant sensiblement orthogonalement à l’axe longitudinal de l’arbre primaire. According to one embodiment, these drive means comprise a support on which the primary shaft is mounted free to rotate around its longitudinal axis, the support comprising guide means configured to cooperate with the control member and allow it free movement along a path of the substantially linear control member, parallel to the longitudinal axis of the primary shaft. This generally linear path of the control member drives the primary shaft along a path substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft due to a substantially linear guide means, guiding it in this orthogonal path such that an elongated element along which the support is mounted so as to be movable, sliding or rolling, to follow its guiding, said guiding means such as a slide for example extending substantially orthogonally to the longitudinal axis of the primary shaft.
Le support est constitué de faces normalement planes orthogonales entre elles et solidaires, présentant au minimum une base et deux côtés opposés aux environs des extrémités de celle- ci. Ce support peut présenter outre la base et les deux côtés, une face opposée à la base, dite face de dessous et un troisième coté pour l'implantation d'éléments. La base et la face de dessous sont sensiblement parallèles au plan de la trajectoire 2 du maneton et l'une ou l'autre ou l'une et l'autre liées à au moins un coulisseau de glissière, soit en lui étant solidaire, soit par un pivot d'axe avec, le cas échéant, un faible débattement de celui-ci possible ou l'équivalent. The support consists of normally planar faces orthogonal to each other and integral, having at least one base and two opposite sides in the vicinity of the ends of the latter. This support may have, in addition to the base and the two sides, a face opposite the base, called the bottom face, and a third side for installing elements. The base and the underside are substantially parallel to the plane of the trajectory 2 of the crank pin and one or the other or both linked to at least one slide slider, either by being integral with it, or by an axis pivot with, if necessary, a small deflection of the latter possible or the equivalent.
Ce support porte au moins l'arbre primaire par l'intermédiaire de paliers ou l'équivalent montés sur ses côtés opposés. La base dudit support est positionnée entre les moyen d’entraînement du maneton dans le système SI (maillon, roue, allonge) et les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire du système S2. Cette base est pourvue de moyens de guidage tels qu’une ouverture oblongue nommée fente, ou l'équivalent, permettant à la fois l’engagement en prise de l’organe de commande et son débattement le long de la fente selon la composante T de la trajectoire 2, la tête de l’organe de commande traversant ladite fente pour venir en prise sur les moyens de guidage de S2, alors que la partie de l’organe de commande dans la fente du support entraîne le support, selon la composante a perpendiculaire à la fente par butée sur ses bords, générant le déplacement de l’arbre primaire selon cette composante n le long de l’élément allongé de S3. This support carries at least the primary shaft via bearings or the equivalent mounted on its opposite sides. The base of said support is positioned between the drive means of the crank pin in the SI system (link, wheel, extension) and the drive means in pivoting of the primary shaft of the S2 system. This base is provided with guide means such as an oblong opening called a slot, or the equivalent, allowing both the engaging engagement of the control member and its displacement along the slot according to the component T of path 2, the head of the control member crossing said slot to come into engagement with the guide means of S2, while the part of the control member in the slot of the support drives the support, according to component a perpendicular to the slot by abutment on its edges, generating the displacement of the primary shaft according to this component n along the elongated element of S3.
Pour éviter l’usure du maneton sur les bords de la fente, un coussinet, un roulement ou tout autre dispositif d'utilité équivalente peut être ajouté, le maneton pouvant aussi être remplacé par un ensemble d'éléments dans cette fonction. To prevent wear of the crank pin on the edges of the slot, a bushing, a bearing or any other device of equivalent utility can be added, the crank pin can also be replaced by a set of elements in this function.
L’élément allongé en tant que moyen de guidage du système S3 est de préférence une glissière préférentiellement linéaire et qui s’étend sensiblement orthogonalement à l’arbre primaire, soit parallèlement à la composante a du déplacement du maneton et orthogonale à sa composante T. Le support est monté coulissant ou roulant sur cette glissière à l’aide d’un coulisseau sur lequel est monté le support soit fixe soit pivotant et pouvant se balancer d’un angle y. De plus, de façon à guider l'arbre primaire dans un plan sensiblement parallèle à la trajectoire z du maneton, cette glissière interdit la rotation selon l'axe de guidage du coulisseau sur la glissière, avec l'utilisation d'un couple glissière - coulisseau non cylindrique ou cannelé, à moins que, dans le système S4, une seconde glissière ou un pivot complémentaire ne soit présent pour guider le même arbre primaire afin de garantir cette condition. The elongated element as the guide means of the system S3 is preferably a preferably linear slideway which extends substantially orthogonally to the primary shaft, i.e. parallel to the component a of the movement of the crank pin and orthogonal to its component T. The support is mounted sliding or rolling on this slide by means of a slider on which the support is mounted, either fixed or pivoting and able to swing through an angle y. In addition, in order to guide the primary shaft in a plane substantially parallel to the trajectory z of the crank pin, this slide prevents rotation along the guide axis of the slide on the slide, with the use of a slide couple - non-cylindrical or splined slider, unless, in the S4 system, a second slider or a complementary pivot is present to guide the same primary shaft in order to guarantee this condition.
On peut également envisager des dispositifs uniquement articulés, sans glissières ni rail pour réaliser ce guidage transversal, tel que le mécanisme plan connu sous le nom de cheval de Tchebychev ou encore le mécanisme tridimensionnel de Sarrus. It is also possible to envisage solely articulated devices, without slides or rails to achieve this transverse guidance, such as the planar mechanism known under the name of Chebyshev's horse or else the three-dimensional mechanism of Sarrus.
Pour les besoins de la configuration définie par S4, dans le cas où les axes longitudinaux de l'arbre primaire et de la glissière de S3 doivent être non toujours strictement orthogonal et permettre un angle y, le support doit être monté pivotant sur le coulisseau. Le support peut ainsi pivoter d'un angle y sur le coulisseau pour suivre le balancement de la mèche ou d'un élément la portant, ce pivot étant préférentiellement monté orthogonalement sur la face du dessous du support et le point de sa projection dans le plan de 2 sensiblement sur o en passant par l'axe du chemin hélicoïdal. Ce système S3 sert également de base de transmission au système S4 qui transmet au plan porteur les mouvements sans modification ou sensiblement, les paramètres de mouvement du plan porteur étant in fine ou/et '/z et q comme défini. Par ailleurs, le système S3 doit reprendre de fait la partie de l'effort hydrodynamique F non repris par les systèmes SI et S2, à savoir essentiellement la composante de cavalement de cet effort (Fc), et les moments M en o de roulis, de lacet et de tangage (Mr/o, Ml/o et Mt/o) liés au déport de F par rapport au dispositif d’entraînement ; il doit aussi reprendre le cas échéant la composante d'embardée (Fe). En effet les systèmes SI et S2 ne reprennent que la composante transversale de F, soit uniquement l'effort de pilonnement (Fp) et le moment de tangage en i (Mt/i). Des efforts liés aux frottements des pièces en mouvement dans le dispositif ensuite s'y ajoutent comme dans tout système mécanique. For the needs of the configuration defined by S4, in the case where the longitudinal axes of the primary shaft and the slide of S3 must not always be strictly orthogonal and allow an angle y, the support must be pivotally mounted on the slider. The support can thus pivot through an angle y on the slider to follow the swinging of the wick or of an element carrying it, this pivot being preferably mounted orthogonally on the underside of the support and the point of its projection in the plane of 2 substantially on o passing through the axis of the helical path. This system S3 also serves as a transmission base for the system S4 which transmits the movements to the supporting plane without modification or substantially, the movement parameters of the supporting plane being in fine or/and '/ z and q as defined. Moreover, the system S3 must de facto take up the part of the hydrodynamic force F not taken up by the systems SI and S2, namely essentially the surge component of this force (Fc), and the roll moments M in o, yaw and pitch (Mr/o, Ml/o and Mt/o) related to the offset of F relative to the drive device; if necessary, it must also take up the yaw component (Fe). Indeed, systems SI and S2 only include the transverse component of F, ie only the heave force (Fp) and the pitching moment at i (Mt/i). Efforts related to the friction of the moving parts in the device are then added to it as in any mechanical system.
Système configurationnel S4 S4 configuration system
Le système S4 est constitué d'élément de liaisons mécaniques simples permettant de transmettre les composantes fondamentales du battement ( , p) produites par la coopération des systèmes SI, S2 et S3, à la mèche du plan porteur dans la position correspondante à une configuration choisie, des variantes de conception pouvant par ailleurs exister pour une même configuration.The S4 system is made up of simple mechanical connection elements allowing the transmission of the fundamental components of the beat ( , p) produced by the cooperation of the systems SI, S2 and S3, to the wick of the carrying plane in the position corresponding to a chosen configuration. , design variants may also exist for the same configuration.
Le système S4 peut être d'une composition très simple en solidarisant simplement des éléments de même type, comme dans la configuration de base qui sera décrite par la suite mais il peut aussi être composé de moyens courants permettant la transmission des mouvements d'un arbre avec ici pour l'arbre primaire, un changement de direction de tp, un déport de tp et un basculement y additionnel ou se substituant au déplacement transversal o. Dans un certain nombre de cas, les moyens de liaison de S4 sont configurés pour réaliser une transmission à l’axe du plan porteur sans modification des mouvements fondamentaux (tp = <j>, o = X et y = = 0), mais dans le cas général il y a une modification de mouvements tel que : ( , 7z,q) = (p,tp) où S est la fonction de modification cinématique dépendante de la composition et de l'architecture du système S4. The S4 system can be of a very simple composition by simply joining together elements of the same type, as in the basic configuration which will be described later, but it can also be composed of common means allowing the transmission of the movements of a shaft. with here for the primary shaft, a change of direction of tp, an offset of tp and a tilting y additional or replacing the transverse displacement o. In a certain number of cases, the connecting means of S4 are configured to carry out a transmission to the axis of the carrying plane without modifying the fundamental movements (tp = <j>, o = X and y = = 0), but in the general case there is a modification of movements such that: ( , 7 z ,q) = (p,tp) where S is the function of kinematic modification dependent on the composition and the architecture of the system S4.
Le système S4 peut comprendre ainsi au moins une glissière avec un coulisseau dédié, sur lequel le support ou un support complémentaire est monté. The system S4 can thus comprise at least one slideway with a dedicated slider, on which the support or an additional support is mounted.
Pour la transmission de l'angle de basculement de gîte tp, S4 peut notamment comporter : la solidarisation de deux arbres sensiblement alignés, avec ou sans moyen d'accouplement souple ; le déport d'arbre restant parallèle via des roues droites (engrenage, poulies-courroie, pignons- chaîne) ; le renvoi d'angle d'arbres en position fixe l'un par rapport à l'autre, au moyen de roues dentées coniques ; et le balancement d'un arbre par rapport à un autre, au moyen de joint de transmission d'arbre type Cardan ou ses équivalents homocinétiques. For the transmission of the heel tilt angle tp, S4 may in particular include: the joining of two substantially aligned shafts, with or without flexible coupling means; the shaft offset remaining parallel via spur gears (gear, pulley-belt, sprockets- chain) ; the angle transmission of shafts in a fixed position relative to each other, by means of bevel gears; and the swinging of one shaft with respect to another, by means of Cardan-type shaft transmission joints or their homokinetic equivalents.
Pour le déport de la mèche du plan porteur, ce qui revient au déport du plan porteur lui-même, le système S4 peut notamment comporter un moyen tel qu’un pilon, caractérisé par un mouvement de va et vient sur son axe principal ; ou un bras, caractérisé par un mouvement transversal de déplacement ou de basculement de ce même axe principal. Dans les deux cas, la mèche du plan porteur est portée sans déplacement par ledit pilon ou ledit bras, ces éléments étant généralement orthogonaux entre eux. Des variantes avec notamment deux pilons ou deux bras de part et d'autre d'un même plan porteur, plutôt qu'un seul positionné de façon centrale sont bien entendu possible sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. For the offset of the wick from the support plane, which amounts to the offset of the support plane itself, the S4 system can in particular comprise a means such as a pestle, characterized by a back and forth movement on its main axis; or an arm, characterized by a transverse displacement or tilting movement of this same main axis. In both cases, the wick of the carrying plane is carried without displacement by said pestle or said arm, these elements generally being mutually orthogonal. Variants with in particular two pestles or two arms on either side of the same support plane, rather than a single centrally positioned one, are of course possible without departing from the spirit and scope of the invention.
En ce qui concerne la transmission du déplacement latéral caractérisé par la composante o du déplacement du maneton, S4 peut notamment configurer un mouvement transversal du plan porteur se composant : d'un déplacement linéaire exclusivement, avec préférentiellement l'installation d'une seconde glissière pour compléter celle du système S3 ; d'un basculement exclusivement, avec la mise en place d'un pivot d'axe et d'une glissière d'arbre radiale pour suivre la trajectoire linéaire o du maneton ; d'un basculement et un déplacement radial, avec l'installation d'un pivot-glissière ou d'un pivot sur glissière pour la même raison ; un basculement et un déplacement transversal, avec la mise en œuvre d'une ou deux glissières linéaires complémentaires et d'un système de coordination asynchrone des coulisseaux tel que caractérisé dans le système d'assistance au guidage présenté par la suite. With regard to the transmission of the lateral displacement characterized by the component o of the displacement of the crankpin, S4 can in particular configure a transverse movement of the supporting plane consisting of: an exclusively linear displacement, with preferential installation of a second slide for supplement that of the S3 system; exclusively tilting, with the installation of an axis pivot and a radial shaft slider to follow the linear trajectory o of the crankpin; a tilting and a radial displacement, with the installation of a pivot-slide or a pivot on slide for the same reason; a tilting and a transverse displacement, with the implementation of one or two complementary linear slides and an asynchronous coordination system of the slides as characterized in the guidance assistance system presented below.
Systèmes d'assistance Assistance systems
Comme expliqué, les systèmes SI à S4, assurent la cinématique nécessaire au parfait fonctionnement du plan porteur selon les configurations proposées. Néanmoins, dans le cas de la présence d'au moins deux glissières de guidage selon G (dans S3 et S4), un entraînement visant notamment à limiter l'usure des coulisseaux des glissières guidant le mouvement transversal peut être ajouté à moindre frais. Un tel système, noté S5, est un système d'assistance additionnel pour glissières. En effet, les coulisseaux, s'ils sont libres de déplacement sur chaque glissière, devront reprendre à eux seul le moment transversal (Mr/o) que subit la mèche ou son support (pilon, bras) sous les pressions hydrodynamiques du plan porteur, ce qui se traduit par un couple au niveau de chaque coulisseau faisant apparaître de fortes pressions localisées sur les organes de glissement quels qu'ils soient (coussinets, patins, billes ou rouleaux), ce qui affecte leur durée de vie. Or, une annulation de ce couple consiste à créer, dans le cas d'un couple de glissière, un couple de forces colinéaires aux glissières, via un système de guidage synchrone du déplacement du coulisseau de chaque glissière, l'ensemble restant libre de se déplacer selon la position o du maneton. As explained, the SI to S4 systems provide the kinematics necessary for the perfect functioning of the support plane according to the proposed configurations. Nevertheless, in the case of the presence of at least two guide slides along G (in S3 and S4), a drive aimed in particular at limiting the wear of the slides of the slides guiding the transverse movement can be added at a lower cost. Such a system, denoted S5, is an additional assistance system for slides. Indeed, the slides, if they are free to move on each slide, will have to alone take up the transverse moment (Mr/o) that the bit or its support (pestle, arm) undergoes under the hydrodynamic pressures of the carrying plane, which results in a torque at the level of each slide causing strong localized pressures to appear on the sliding members, whatever they may be (bearings, pads, balls or rollers), which affects their lifespan. However, a cancellation of this couple consists in creating, in the case of a slide couple, a couple of forces collinear with the slides, via a synchronous guidance system for the movement of the slide of each slide, the assembly remaining free to move according to position o of the crankpin.
Un mode de réalisation simple et robuste de ce système consiste à positionner de part et d'autre de chaque glissière, un pignon relié par un élément de transmission souple type chaîne ou courroie crantée embarquant le coulisseau de la glissière par au moins un point d'attache, tel un système de convoyage. Les pignons, sont ensuite reliés entre les glissières, au moins d'un côté, par un arbre, nommé arbre de liaison, solidaire de chaque pignon, de telle sorte que le déplacement d'un coulisseau sur une glissière, entraîne via ce système, un déplacement sur le coulisseau de l'autre glissière. Deux possibilités sont alors envisageables : dans le cas où l'arbre de liaison relie des pignons de même diamètre, le déplacement au niveau de chaque glissière est synchrone et l'élément porté par un coulisseau sur chaque glissière est, quel que soit le déplacement, orthogonal aux glissières, s'il l'était au départ (version notée S5syn) ; dans le cas contraire le déplacement des coulisseaux est asynchrone, ce qui produit un balancement de l'élément porté, celui-ci devant alors être obligatoirement articulé sur chaque coulisseau (version notée S5asyn). Dans ce dernier cas, l'angle de balancement est déterminé par le rapport des diamètres des pignons liés audit arbre de liaison et par l'amplitude de déplacement d'un des deux coulisseaux ou d'un élément intermédiaire. A simple and robust embodiment of this system consists in positioning on either side of each slide, a pinion connected by a flexible transmission element of the chain or toothed belt type carrying the slide of the slide by at least one point of attachment, such as a conveyor system. The pinions are then connected between the slides, at least on one side, by a shaft, called connecting shaft, integral with each pinion, so that the movement of a slide on a slide, leads via this system, a movement on the slide of the other slide. Two possibilities are then possible: in the case where the connecting shaft connects pinions of the same diameter, the movement at the level of each slide is synchronous and the element carried by a slide on each slide is, whatever the movement, orthogonal to the slides, if it was orthogonal at the start (version noted S5syn); otherwise the movement of the sliders is asynchronous, which produces a rocking of the carried element, the latter then having to be articulated on each slider (version denoted S5asyn). In the latter case, the angle of swing is determined by the ratio of the diameters of the pinions connected to said connecting shaft and by the amplitude of movement of one of the two sliders or of an intermediate element.
Systèmes de réglage Adjustment systems
Aux systèmes SI à S3 associé à S4 composant le mécanisme de battement, peut être ajouté un système de réglage d'allure S6 comprenant des moyens de contrôle de la plage d'angle de gîte <p se transmettant via le système S4 à la plage d’incidence a de travail du plan porteur sur sa trajectoire p en agissant en particulier sur son basculement de tangage </>. Le système de réglage d'allure S6 comprend, à cet effet, des moyens de contrôle de la plage d'angle <f> du plan porteur durant son déplacement et/ou consistant en des moyens de modification paramétrique de SI pour modifier la composante T de la trajectoire X de l’organe de commande agissant principalement sur S2, soit la composante T. La modification introduite consiste donc à modifier la plage d'évolution r du maneton, produite par le système SL To the systems SI to S3 associated with S4 composing the flapping mechanism, can be added a speed adjustment system S6 comprising means for controlling the angle of heel range <p transmitted via the system S4 to the range d incidence a of work of the carrier plane on its trajectory p by acting in particular on its pitch tilt </>. The speed adjustment system S6 comprises, for this purpose, means for controlling the range of angle <f> of the supporting plane during its displacement and/or consisting of means for parametric modification of SI to modify the component T of the trajectory X of the control member acting mainly on S2, i.e. the component T. The modification introduced therefore consists in modifying the range of evolution r of the crank pin, produced by the SL system
Dans le cas du mode de réalisation du système Sic engendrant une trajectoire X sensiblement oblongue avec une chaîne entraînée par quatre ou six pignons, la modification consiste à faire varier de façon coordonnée la position d'au moins quatre des pignons et préférentiellement des six, de façon à élargir ou rétrécir, symétriquement par rapport au centre o, la composante de largeur r de la trajectoire X de cheminement des maillons de la chaîne. Ceci peut notamment être obtenu par In the case of the embodiment of the Sic system generating a substantially oblong trajectory X with a chain driven by four or six sprockets, the modification consists in varying the position of at least four of the sprockets and preferably of the six, so as to widen or narrow, symmetrically with respect to the center o, the component of width r of the trajectory X of the path of the links of the chain. This can be achieved in particular by
- un système structurel à barres articulées de type pantographique à une rangée de losanges dans lequel les six pignons occupent les positions terminales des articulations des losanges d'extrémités; - a structural system with hinged bars of the pantographic type with one row of diamonds in which the six pinions occupy the terminal positions of the joints of the end diamonds;
- un dispositif de commande de la position relative des pignons, donc de la largeur de la trajectoire des maillons de la chaîne, de type vérin à tige filetée liés à deux articulations opposées d'un des losanges du pantographe pour les éloigner ou les rapprocher ; enfin, la modification du pantographe ne se faisant pas à longueur de pourtour circonscrit constante, un troisièmement dispositif de tension où préférentiellement deux barres d'extrémités des deux losanges d'extrémités sont munies d'un vérin automatique type à ressort pour à la fois assurer la tension de la chaîne et modifier automatiquement la longueur des barres Par ailleurs pour sa tenue, ce système pantographique est monté sur une cloison solidaire du bâti ou de l'engin dont l'un de ses pivots, préférentiellement celui qui est central, est fixé sur la cloison alors que les pivots axiaux de part et d'autre de celui-ci, et au moins pour l'un d'entre eux, coulissent sur des ouvertures en permettant le débattement transversal ou l'équivalent avec des glissières. - A device for controlling the relative position of the sprockets, and therefore the width of the path of the links of the chain, of the type with a threaded rod connected to two opposite joints of one of the lozenges of the pantograph to move them apart or bring them closer together; finally, the modification of the pantograph not taking place at a constant circumscribed periphery length, a third tensioning device where preferably two end bars of the two end lozenges are provided with an automatic spring-type cylinder to both ensure the tension of the chain and automatically modify the length of the bars Furthermore, for its holding, this pantographic system is mounted on a partition integral with the frame or the machine, one of its pivots, preferably the central one, of which is fixed on the partition while the axial pivots on either side of it, and at least for one of them, slide on openings allowing the transverse clearance or the equivalent with slides.
Dans le cas de systèmes à maneton sur roue ou sur une allonge solidaire d'une roue, le système de régulation d'allure comporte deux ou trois mécanismes. Le premier est relatif aux éléments permettant le déplacement du maneton, le deuxième est relatif aux éléments permettant le réglage de sa position et le troisième est spécifique au système antiépitrochoïdal à engrenage pour corriger une rotation parasite. In the case of crank pin systems on a wheel or on an extension integral with a wheel, the speed regulation system comprises two or three mechanisms. The first relates to the elements allowing movement of the crankpin, the second relates to the elements allowing the adjustment of its position and the third is specific to the gear-driven anti-epitrochoidal system for correcting parasitic rotation.
Dans le cas du mode de réalisation du système S im engendrant une trajectoire X circulaire, version notée S6/Slm, la modification consiste à faire varier, d'une valeur A ajustable, la position radiale du maneton sur ladite roue entraîneuse le portant durant la rotation de celle-ci. Si on exclut l'utilisation d'un actionneur (vérin) à connexions tournantes, ceci est obtenu par trois sous-ensembles d'éléments complémentaires. Le premier sous-ensemble est composé notamment de la roue entraîneuse modifiée de telle sorte que le maneton ou un coulisseau le portant puisse se déplacer dans le plan de la roue sensiblement radialement et librement, dans une plage de positions correspondant au réglage de r accepté par le système S2. Le second sous- ensemble comprend le maneton et un contre-maneton, préférentiellement opposés l'un de l'autre partageant le même axe ou sur des axes parallèles, liés solidairement ensemble directement ou par l'intermédiaire du coulisseau de positionnement radial cité dans le premier sous-ensemble. Le troisième sous-ensemble comprend une contre-roue, qui sera nommée déplaçante, juxtaposée à l'entraîneuse porte maneton comme ci-dessus modifiée, normalement de même diamètre que celle-ci et partageant le même axe o, dans laquelle une plage de chemin de came en spirale ou l'équivalent, que l'on nomme chemin spiral, est réalisé sur son flanc, en vis-à-vis des positions possibles du contre-maneton dans le but de mener celui-ci dans une partie de ce chemin spiral. In the case of the embodiment of the system S im generating a circular trajectory X, version denoted S6/Slm, the modification consists in varying, by an adjustable value A, the radial position of the crankpin on the said driving wheel carrying it during the rotation of it. If the use of an actuator (jack) with rotating connections is excluded, this is obtained by three subsets of complementary elements. The first subassembly is composed in particular of the drive wheel modified so that the crankpin or a slider carrying it can move in the plane of the wheel substantially radially and freely, in a range of positions corresponding to the adjustment of r accepted by the S2 system. The second sub-assembly comprises the crankpin and a counter-crankpin, preferably opposite each other sharing the same axis or on parallel axes, integrally linked together directly or via the radial positioning slide mentioned in the first subassembly. The third sub-assembly comprises a counter-wheel, which will be called displacing, juxtaposed to the crank pin carrier as above modified, normally of the same diameter as the latter and sharing the same axis o, in which a path range spiral cam or the equivalent, which is called a spiral path, is made on its side, opposite the possible positions of the counter-crank pin in order to lead it in part of this path spiral.
L'ensemble de ces trois sous-ensembles est dès lors fonctionnel de la sorte : si une rotation différentielle nommée / apparaît entre la roue entraîneuse et la roue déplaçante, le contre- maneton guidé conjointement par le chemin radial de l'entraîneuse et le dit chemin spiral de la déplaçante, se déplace radialement sur la roue entraîneuse le portant, ce qui déplace de même le maneton, le tout étant fait pour que le maneton et le contre-maneton restent sur une normale aux roues par des moyens adéquats dans cette fonction. All of these three sub-assemblies are therefore functional in this way: if a differential rotation called / appears between the drive wheel and the moving wheel, the counter-crank pin guided jointly by the radial path of the drive and the said spiral path of the moving one, moves radially on the driving wheel carrying it, which likewise moves the crankpin, the whole being done so that the crankpin and the counter-crankpin remain on a normal to the wheels by means suitable for this function .
Dans la description ci-dessus, il va de soi que l'ensemble maneton et contre-maneton peut être physiquement tenu par l'une ou par l'autre roue, voire par les deux sur des coulisseaux respectifs, voire par aucune des deux unilatéralement dans la mesure où l'ajustement des deux chemins dans des plans parallèles mais se croisant (le chemin radial et le chemin spiral) concourent suffisamment à la tenue du maneton perpendiculairement aux roues, dans sa trajectoire et pour sa fonction. In the above description, it goes without saying that the crankpin and counter-crankpin assembly can be physically held by one or the other wheel, or even by both on respective sliders, or even by neither of the two unilaterally. insofar as the adjustment of the two paths in parallel but crossing planes (the radial path and the spiral path) contribute sufficiently to holding the crank pin perpendicular to the wheels, in its trajectory and for its function.
Dans le cas du mode de réalisation du système Slepi engendrant une trajectoire A elliptique, la version hypotrochoidale ne permet pas le réglage en question avec des roues d'engrenage rigides au contraire de l'antiépitrochoïdale où deux sous-versions sont possibles : la version à chaîne ou courroie crantée, notée S6/Slépi-c, et celle à engrenage, notée S6/S 1 épi-e. In the case of the embodiment of the Slepi system generating an elliptical trajectory A, the hypotrochoidal version does not allow the adjustment in question with rigid gear wheels, unlike the antiepitrochoidal where two sub-versions are possible: the version with toothed chain or belt, denoted S6/Slépi-c, and the geared one, denoted S6/S 1 épi-e.
La modification consiste dans les deux cas à faire varier la position radiale de l'axe du satellite porte maneton sur ladite roue entraîneuse sur laquelle cet axe est implanté, durant la rotation de celle-ci, ce qui est obtenu de la même façon que pour le déplacement du maneton pour le mode de réalisation avec la trajectoire circulaire du paragraphe précédent. Par conséquent, le maneton et le contre-maneton sont remplacés dans les descriptions précédentes par le pivot du satellite et un contre-pivot, ce dernier ayant la même fonction et la même forme que le contre-maneton. De ce fait, dans la mesure où dans le système antiépitrochoïdal le pivot du satellite et le maneton sont solidaires d'un même élément, le déplacement A du pivot provoque le déplacement du maneton. Le déplacement A recherché requiert cependant de faire des ajustements sur les éléments de transmission intermédiaires (galet ou satelliton) pour assurer, d'une part, la continuité cinématique (tension de chaîne ou bon engrenage entre chaque roue) et, d'autre part, pour annuler ou corriger une rotation parasite du satellite, liée à son déplacement, dont le résultat serait de faire pivoter la trajectoire 2 de l'ellipse en faussant le calage de tangage du plan porteur. A cette fin, dans le cas de la version à chaine (S6/S 1 épi-c), il devient, d'une part, obligatoire d'introduire au moins un galet tendeur et, d'autre part pour annuler la rotation parasite, il faut que celui-ci ou ceux-ci soient, quel que soit leur positionnement, toujours en position symétrique par rapport à la droite joignant les axes o du planétaire et o' du satellite. Concernant le positionnement du ou des galets, la méthode est semblable à celle du satellite, soit le croisement de chemin respectivement sur les roues entraîneuse et déplaçante pour guider leur pivot et contre-pivot. Enfin, on peut ajouter, pour un déplacement marginal, un débattement libre du pivot du ou des galets avec la poussée d'un ressort, des galets de renvoi de positions fixes pouvant également compléter le dispositif. The modification consists in both cases in varying the radial position of the axis of the planetary gear carrying the crank pin on the said drive wheel on which this axis is located, during the rotation of the latter, which is obtained in the same way as for the displacement of the crankpin for the embodiment with the circular trajectory of the previous paragraph. Consequently, the crankpin and the counter-crankpin are replaced in the preceding descriptions by the pivot of the satellite and a counter-pivot, the latter having the same function and the same form as the counter-crankpin. Therefore, insofar as in the antiepitrochoidal system the pivot of the satellite and the crank pin are integral with the same element, the displacement A of the pivot causes the displacement of the crank pin. The displacement A sought, however, requires adjustments to be made to the intermediate transmission elements (roller or satelliton) to ensure, on the one hand, kinematic continuity (chain tension or good gearing between each wheel) and, on the other hand, to cancel or correct a parasitic rotation of the satellite, linked to its displacement, the result of which would be to cause the trajectory 2 of the ellipse to rotate by distorting the pitch setting of the carrier plane. To this end, in the case of the chain version (S6/S 1 épi-c), it becomes, on the one hand, mandatory to introduce at least one tensioner roller and, on the other hand, to cancel the parasitic rotation , it or these must be, whatever their position, always in a symmetrical position with respect to the straight line joining the axes o of the sun gear and o' of the satellite. Regarding the positioning of the roller(s), the method is similar to that of the satellite, i.e. crossing paths respectively on the driving and displacing wheels to guide their pivot and counter-pivot. Finally, one can add, for a marginal displacement, a free movement of the pivot of the roller or rollers with the thrust of a spring, fixed position return rollers that can also complete the device.
Dans le cas de la version à engrenage avec un satelliton (S6/S1 épi-e), il faut obligatoirement :In the case of the geared version with a satelliton (S6/S1 épi-e), it is mandatory:
- un seul satelliton sous peine de blocage des engrenages lors du déplacement A ;- a single satelliton under penalty of blocking the gears during movement A;
- que le chemin du pivot du satelliton sur l'entraîneuse soit nécessairement un segment d'arc centré sur o pour l'engrenage planétaire-satelliton ;- that the path of the satelliton pivot on the trainer must necessarily be a segment of arc centered on o for the planetary-satelliton gear;
- que les axes du satellite et du satelliton soient liés par au moins une bielle ou l’équivalent pour assurer l’engrenage satellite-satelliton quel que soit leur déplacement respectif ; et qu'un troisième dispositif décrit ci-après soit installé pour corriger la rotation parasite du satellite. - that the axes of the satellite and the satelliton are linked by at least one connecting rod or the equivalent to ensure the gearing satellite-satellite whatever their respective displacement; and that a third device described below is installed to correct the parasitic rotation of the satellite.
Pour permettre le réglage du système de réglage d'allure S6, un dispositif est nécessaire pour fixer la rotation différentielle / de ladite roue entraîneuse et de ladite roue déplaçante mais celles-ci tournant à la même fréquence pour produire le battement attendu, il s'agit plus exactement de fixer leur déphasage. To enable adjustment of the S6 rate control system, a device is required to fix the differential rotation / of said drive wheel and said displacer wheel but these rotating at the same frequency to produce the expected beat, it is acts more precisely to fix their phase shift.
Le dispositif qui permet cette opération peut comporter avantageusement le système connu sous le nom de différentiel, soit un train planétaire épicycloïdal non plan, les planétaires étant dans des plans parallèles distincts et les satellites orthogonaux à ces plans sur un porte-satellites. L'un des modes de réalisation ici adapté de celui-ci est notamment le suivant : un des planétaires, nommé planétaire primaire, est solidaire par un arbre creux d'une roue, dite suiveuse primaire, engrenée sur l'une des deux roues entraîneuse ou déplaçante ; le second planétaire, dont l'axe de rotation passe dans l'arbre creux dudit planétaire primaire est solidaire par cet arbre d'une seconde roue suiveuse engrenée sur une roue nommée inverseuse elle-même engrenée sur l'autre roue à déphaser ; la rotation du porte satellites est directement lié à un levier de commande pouvant être manuel ; les deux roues suiveuses et la roue inverseuse sont de même diamètre ; les deux planétaires également ; et la roue inverseuse a une denture double ou une largeur de denture double de façon à ce qu'une moitié engrène sur la roue suiveuse, l'autre sur la roue entraîneuse ou déplaçante ; le diamètre des satellites est indifférent. The device which allows this operation can advantageously comprise the system known as a differential, ie a non-plane epicyclic planetary gear, the planetary gears being in separate parallel planes and the satellites orthogonal to these planes on a planet carrier. One of the embodiments here adapted from it is in particular the following: one of the sun gears, called the primary sun gear, is secured by a hollow shaft to a wheel, called the primary follower, meshed on one of the two drive wheels or moving; the second sun gear, whose axis of rotation passes through the hollow shaft of said primary sun gear, is secured by this shaft to a second follower wheel meshed with a wheel called inverter itself meshed with the other wheel to be phase-shifted; the rotation of the planet carrier is directly linked to a control lever which can be manual; the two following wheels and the reversing wheel are of the same diameter; the two planetary also; and the reversing wheel has a double toothing or a double tooth width so that one half meshes with the follower wheel, the other with the driving or displacing wheel; the diameter of the satellites is irrelevant.
Le fonctionnement est alors le suivant : la roue entraîneuse met en rotation la roue suiveuse primaire ; qui entraîne le planétaire primaire, ce qui met en rotation propre les satellites en sens inverse, qui entraînent à leur tour le planétaire secondaire en rotation mais en sens inverse du planétaire primaire, rotation alors transmise à la roue suiveuse secondaire qui la transmet à son tour à la roue inverseuse qui la transmet à la roue déplaçante, ayant alors une rotation égale à celle de la roue entraîneuse, sauf dans un intervalle de temps où le porte satellites subit une rotation de commande positive ou négative, accélérant ou décélérant le planétaire secondaire, créant alors un déphasage x constant entre l'entraîneuse et la déplaçante après le moment où la commande a été exercée. Operation is then as follows: the driving wheel sets the primary follower wheel in rotation; which drives the primary sun gear, which puts the planet gears in proper rotation in the opposite direction, which in turn drive the secondary sun gear in rotation but in the opposite direction to the primary sun gear, rotation then transmitted to the secondary follower wheel which in turn transmits it to the inverting wheel which transmits it to the moving wheel, then having a rotation equal to that of the drive wheel, except in a time interval when the planet carrier undergoes a positive or negative control rotation, accelerating or decelerating the secondary sun gear, thus creating a constant x phase shift between the driver and the moving one after the moment when the command has been exerted.
Dans le cas d’une version S6/Slépi-e, il convient de produire sur le satellite une rotation corrective égale et inverse à la rotation parasite subite, ce qui s'opère si on produit une rotation du planétaire de même valeur et de même sens que le déplacement angulaire de l'axe du satelliton, c'est-à-dire dans ce cas égale au déphasage %. Matériellement une solution simple de ce dispositif consiste à solidariser sur l'arbre du levier de commande une roue, dite de commande actionnant un réducteur agissant sur l'arbre lié solidairement au planétaire du train antiépitrochoïdal. Dans ce dispositif, selon la description préférentielle décrite, le rapport de réduction des rotations de l'arbre de commande sur celui de l'arbre planétaire est égal à 2 fois le rapport des rayons des roues suiveuses sur déplaçante. In the case of an S6/Slepi-e version, it is necessary to produce on the satellite a corrective rotation equal and inverse to the sudden parasitic rotation, which takes place if a rotation of the planetary wheel is produced of the same value and of the same meaning that the angular displacement of the axis of the satelliton, that is to say in this case equal to the phase shift %. Materially, a simple solution of this device consists in securing to the shaft of the control lever a so-called control wheel actuating a reduction gear acting on the shaft integrally linked to the sun gear of the anti-epitrochoidal gear. In this device, according to the preferred description described, the reduction ratio of the rotations of the control shaft to that of the planetary shaft is equal to 2 times the ratio of the radii of the following wheels to the moving wheels.
Pour les réalisations proposées ci-dessus, le système S6 ne modifie pas exclusivement le basculement de tangage mais modifie aussi la plage d'évolution du mouvement transversal . ce qui, à vitesse de rotation c constante du pignon ou de ladite roue entraîneuse, conduit à un changement de la trajectoire // de la mèche du plan porteur. Ces deux effets peuvent se conjuguer en se neutralisant en partie si les modifications de trajectoires 2 sont concentriques. Ainsi pour une diminution de tangage <> commandée visant à augmenter l'incidence a, l'angle 6 de la trajectoire diminuera, diminuant l'incidence qui aurait été acquise avec la seule diminution du tangage et inversement pour une augmentation de tangage commandée. On choisit donc un paramétrage du système où cet effet de neutralisation est inexistant ou n'est pas trop prononcé pour rendre suffisamment effectif le réglage d'incidence. Il faut néanmoins souligner que le mode de réalisation du système fondamental créant une forme oblongue ou une ellipse de plus long allongement d'axe selon n sera beaucoup moins sensible à ce phénomène, un déplacement A commandé du maneton étant proportionnellement plus faible selon G que celui selon T, en effet : A / max(| |) < A / max(|T|) For the embodiments proposed above, the S6 system does not exclusively modify the pitch tilt but also modifies the range of evolution of the transverse movement. which, at constant rotational speed c of the pinion or of said drive wheel, leads to a change in the trajectory // of the carrier plane wick. These two effects can be combined by partially neutralizing each other if the modifications of trajectories 2 are concentric. Thus for a controlled decrease in pitch <> aiming to increase the angle of attack a, the angle θ of the trajectory will decrease, decreasing the angle of attack which would have been acquired with the sole decrease in pitch and conversely for a controlled increase in pitch. A setting of the system is therefore chosen where this neutralization effect is non-existent or is not too pronounced to make the adjustment of incidence sufficiently effective. It should nevertheless be emphasized that the embodiment of the fundamental system creating an oblong shape or an ellipse with the longest axis elongation along n will be much less sensitive to this phenomenon, a controlled displacement A of the crankpin being proportionally lower along G than that according to T, indeed: A / max(| |) < A / max(|T|)
Systèmes d'orientation Orientation systems
A ces systèmes composant le dispositif de battement selon l'une ou l'autre des configurations génériques, peut être ajouté un système d'orientation S7 visant à diriger la direction de la portance globale produite par le ou les plans porteurs. Le système vise ainsi à orienter, dans un plan (x,y), la résultante hydrodynamique globale des efforts sur un cycle de battement. To these systems making up the flapping device according to one or other of the generic configurations, an orientation system S7 may be added aimed at directing the direction of the overall lift produced by the bearing plane or planes. The system thus aims to orient, in an (x,y) plane, the global hydrodynamic resultant of the forces over a beat cycle.
Le système d'orientation S7 est applicable à toutes les configurations. Il introduit un angle additionnel paramétrable durant le fonctionnement, noté p, sur la fonction d du basculement de gîte (p de l'arbre primaire. Celui-ci se reporte alors par l'intermédiaire du système de transmission S4, sur le basculement de tangage du plan porteur, avec un choix de P possible sur 360°. Il oriente donc la portance dans un plan (x,y). En conséquence, pour les configurations de type en T, le dispositif est équivalent à l'action d'un gouvernail sur commande d'un angle de barre. Pour la configuration de type en H avec un plan porteur sensiblement horizontal, le dispositif est équivalent à l'action d'une gouverne de profondeur contrôlée par un manche. The S7 orientation system is applicable to all configurations. It introduces an additional angle that can be configured during operation, denoted p, on the function d of the heeling tilt (p of the primary shaft. This is then transferred via the transmission system S4, to the pitch tilting of the supporting plane, with a possible choice of P over 360°. It therefore directs the lift in a plane (x,y). Consequently, for T-type configurations, the device is equivalent to the action of a rudder on command from a rudder angle For the H-type configuration with a substantially horizontal bearing plane, the device is equivalent to the action of an elevator controlled by a stick.
Le système d'orientation de type S7 comprend un arbre cylindrique creux porté sans déplacement sur le support, via les paliers de celui-ci, nommé arbre directeur. Ledit arbre directeur est solidaire du trajet de déplacement hélicoïdal et d'un diamètre intérieur permettant le passage dudit arbre primaire et, le cas échéant, des coussinets ou roulements annulaires intermédiaires minimisant les frottements et interdisant les déplacements relatifs des arbres. Cette version contient aussi un train d'engrenage épicycloïdal de type préférentiellement différentiel, c'est-à-dire ayant des satellites orthogonaux aux deux planétaires parallèles : le premier arbre, i.e l’arbre primaire étant solidaire d'un des deux planétaires, le second, i.e ledit arbre directeur, étant solidaire de l'autre planétaire, et le porte satellites étant affecté au troisième arbre, nommé arbre d'orientation, lié à une roue, nommée roue d'orientation, qui en commandera la rotation. Ces éléments coopèrent alors de la façon suivante : en l'absence de mouvement de rotation de commande sur l'arbre d'orientation, l'arbre primaire et l'arbre directeur sont synchrones mais inversés dans leur basculement de gîte (sens opposé, même vitesse) imprimé par le va et vient r du maneton, via le trajet hélicoïdal sur l'arbre directeur ; à contrario, en présence d'une rotation sur l'arbre d'orientation, on assiste, selon le sens de la rotation de commande, à une accélération ou à une décélération de l'arbre primaire conduisant à un déphasage persistant à l'arrêt de la rotation de commande. Selon le mode de réalisation préférentiel décrit, la rotation de commande et le déphasage Pz sont dans un rapport 1/2. The S7 type orientation system comprises a hollow cylindrical shaft carried without displacement on the support, via the bearings of the latter, called the steering shaft. Said directing shaft is integral with the helical displacement path and with an internal diameter allowing the passage of said primary shaft and, if necessary, intermediate bearings or annular bearings minimizing friction and preventing relative displacements of the shafts. This version also contains an epicyclic gear train of preferentially differential type, that is to say having satellites orthogonal to the two parallel planetary gears: the first shaft, ie the primary shaft being integral with one of the two planetary gears, the second, ie said steering shaft, being integral with the other sun gear, and the planet carrier being assigned to the third shaft, called orientation shaft, linked to a wheel, called orientation wheel, which will control its rotation. These elements then cooperate in the following way: in the absence of control rotation movement on the orientation shaft, the primary shaft and the steering shaft are synchronous but reversed in their heel tilting (opposite direction, even speed) printed by the comings and goings r of the crankpin, via the helical path on the steering shaft; conversely, in the presence of a rotation on the orientation shaft, there is, depending on the direction of the control rotation, an acceleration or a deceleration of the primary shaft leading to a persistent phase shift when stopped control rotation. According to the preferred embodiment described, the control rotation and the phase shift Pz are in a 1/2 ratio.
La fonction d'orientation n'est cependant à ce stade pas effectivement possible. En effet, quelle que soit la configuration, la roue d'orientation subit le déplacement transversal a. Pour relier celle-ci à un axe fixe dans le repère R (o;x,j,z), un second dispositif est nécessaire. However, the orientation function is not actually possible at this stage. Indeed, whatever the configuration, the orientation wheel undergoes the transverse displacement a. To connect it to a fixed axis in the frame R (o;x,j,z), a second device is necessary.
Une solution simple et fiable répondant à la fonction de celui-ci consiste à : d'une part créer un arbre cannelé fixe en position, nommé arbre de commande car il sera l'organe de commande, positionné parallèlement au déplacement G et donc au système de glissière du système S3 ou S4 ; et d'autre part prévoir une vis sans fin et sa roue complémentaire, la vis sans fin coulissant selon son axe sur l'arbre de commande cannelé et la roue complémentaire étant la roue d'orientation.A simple and reliable solution responding to the function of the latter consists in: on the one hand creating a splined shaft fixed in position, called the control shaft because it will be the control device, positioned parallel to the displacement G and therefore to the system slider of the S3 or S4 system; and on the other hand provide a worm and its complementary wheel, the worm sliding along its axis on the splined control shaft and the complementary wheel being the orientation wheel.
Pour assurer maintenant le déplacement o de la vis sans fin, on ajoute sur l'arbre d'orientation un cavalier, lié au déplacement du support ou des arbres portés par celui-ci, dont les ailes passent de part et d'autre de la vis sans fin de façon à l'entraîner dans un sens ou dans l'autre. Pour définir la liaison roue d'orientation sur arbre d'orientation selon la configuration choisie, soit la liaison support sur coulisseau ne permet pas le balancement et une orthogonalité entre la glissière et l'arbre primaire existe à tout instant, dans ce cas la roue d'orientation peut être simplement solidaire de l'arbre d'orientation du fait que le montage vis sans fin et roue d'orientation ont aussi des axes orthogonaux, soit le balancement est possible via un pivot et il faut d'une part prévoir un guidage de la roue d'orientation sur l'arbre de commande cannelé de façon à conserver l’orthogonalité des axes des roues engrenées et la position en plan de la roue d'orientation, le cavalier coulissant sur l'arbre cannelé pouvant participer à ce système et, d'autre part, prévoir une liaison entre la roue d'orientation et l'arbre d'orientation avec un joint de transmission de type Cardan ou équivalent et une glissière d'arbre pour compenser la longueur de l'arbre d'orientation liée à son balancement entre deux points guidés par des glissières parallèles. To now ensure the movement o of the endless screw, a jumper is added to the orientation shaft, linked to the movement of the support or of the shafts carried by it, the wings of which pass on either side of the endless screw so as to drive it in one direction or the other. To define the orientation wheel connection on the orientation shaft according to the chosen configuration, either the support connection on the slider does not allow swinging and an orthogonality between the slide and the primary shaft exists at all times, in this case the wheel orientation can be simply attached to the orientation shaft because the worm gear assembly and orientation wheel also have orthogonal axes, or swinging is possible via a pivot and it is necessary on the one hand to provide a guidance of the slewing wheel on the splined control shaft so as to maintain the orthogonality of the axes of the meshed wheels and the position in plan of the slewing wheel, the rider sliding on the splined shaft being able to take part in this system and, on the other hand, provide a connection between the slewing wheel and the slewing shaft with a Cardan or equivalent type transmission joint and a shaft slider to compensate for the length of the shaft. orientation related to so n swinging between two points guided by parallel guides.
Le système présenté a l'avantage de ne produire qu'un très faible couple sur l'arbre de commande, celui-ci étant in fine la barre dans le cas d'un navire, ce qui permet de par exemple lâcher celle-ci durant le fonctionnement, sans affecter l'orientation. La fonction du système d'orientation telle que précédemment définie est également opérationnelle sans mouvement de battement. Ainsi, dans le cas d'une configuration en T, le système de battement équipé du système S7 orientant la mèche du plan porteur dans un plan (x,y) se transforme directement en gouvernail passif, celui-ci étant de plus déplaçable latéralement, ce qui peut constituer un avantage, par exemple pour les bateaux gîtant comme un voilier. The system presented has the advantage of producing only a very low torque on the control shaft, this being ultimately the helm in the case of a ship, which makes it possible, for example, to drop it during operation, without affecting orientation. The function of the orientation system as previously defined is also operational without flapping movement. Thus, in the case of a T configuration, the flapping system equipped with the S7 system directing the wick of the carrier plane in a plane (x,y) is transformed directly into a passive rudder, the latter being moreover movable laterally, which can be an advantage, for example for boats listing like a sailboat.
Pour la configuration en H, l'homme de l'art pourra prévoir une orientation complémentaire dans le plan (x, z) en montant l'ensemble du dispositif sur un plateau tournant. Ainsi moyennant, soit l'adoption d'un pilon en partie profilé sur une certaine surface, soit une modification du plan porteur consistant à ajouter une partie de plan plus ou moins perpendiculaire, de type ailette plus connue sous le terme anglais « winglet » ou de type clôture à aileron connue sous le terme anglais « wingtip fence », le système peut remplir cette fonction d'orientation directionnelle dans le plan (x, z). For the H-shaped configuration, those skilled in the art can provide a complementary orientation in the plane (x, z) by mounting the entire device on a turntable. Thus, by means of either the adoption of a partially profiled pestle on a certain surface, or a modification of the supporting plane consisting of adding a part of a more or less perpendicular plane, of the fin type better known by the English term "winglet" or of the wingtip fence type known by the English term “wingtip fence”, the system can fulfill this function of directional orientation in the plane (x, z).
Configurations élémentaires Basic configurations
Le dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention permet un certain nombre de configurations élémentaires à partir des configurations génériques dites en T et en H présentées et des systèmes fonctionnels produisant, réglant et orientant le battement comme ci-dessus décrit, et ce, avec simplicité et compacité du dispositif. The device for driving a bearing plane in flapping according to the invention allows a certain number of elementary configurations from the generic so-called T- and H-configurations presented and functional systems producing, adjusting and directing the flapping as above. described, and this, with simplicity and compactness of the device.
Ainsi, on peut obtenir une configuration dite de base notée To avec un mouvement transversal de pilonnement pur, en partant de la configuration générique en T, c'est-à-dire dans le cas où le mouvement transversal de la mèche du plan porteur est linéaire, composé uniquement d'un déplacement et que celui-ci est orthogonal à u. L'intérêt de cette configuration To est sa simplicité. Thus, one can obtain a so-called basic configuration denoted To with a pure heave transverse movement, starting from the generic T configuration, i.e. in the case where the transverse movement of the carrier plane wick is linear, composed only of a displacement and that this one is orthogonal to u. The advantage of this To configuration is its simplicity.
A partir de la configuration de base To avec un plan porteur orthogonal au plan (o;x, ), on peut envisager une configuration déportant le plan porteur de la paroi selon x avec l'installation d'un bras tenant son axe de basculement. Cette configuration, notée Tb, est dite battante. L'intérêt de cette configuration réside dans ce déport permettant de mettre ce bras sur la partie arrière d'un engin. From the basic configuration To with a bearing plane orthogonal to the plane (o;x, ), one can envisage a configuration offsetting the bearing plane of the wall along x with the installation of an arm holding its tilting axis. This configuration, denoted Tb, is called swing. The advantage of this configuration lies in this offset allowing this arm to be placed on the rear part of a machine.
Toujours à partir de la configuration de base To avec un plan porteur sensiblement orthogonal au plan (o;x,y), on peut aussi envisager une configuration faisant évoluer progressivement le pilonnement des sections du plan porteur en fonction de leur éloignement à la paroi. La plus évidente est celle produisant uniquement un balancement de roulis du plan porteur, d'angle , à partir d'un point de pivotement faisant partie physiquement du système ou de l'engin. Cette configuration sera nommée ailaire et notée Ta. Dans le cas où le système est doublé en miroir, on a un dispositif ressemblant à des ailes battantes ou des nageoires pectorales. Outre le potentiel lié au biomimétisme, l'intérêt de cette configuration est la possibilité d'étanchéité efficace qu'elle offre entre la paroi de l'engin et le plan porteur ou sa mèche via l'installation d'un soufflet, la fente pouvant être très réduite ou remplacée par une rotule ou l'équivalent. Still starting from the basic configuration To with a support plane substantially orthogonal to the plane (o;x,y), it is also possible to envisage a configuration which gradually changes the heave of the sections of the support plane according to their distance from the wall. Most obvious is that producing only a rolling sway of the airfoil, angle, from a pivot point that is physically part of the system or machine. This configuration will be named wing and denoted Ta. In the case where the system is doubled in mirror, we have a device resembling flapping wings or pectoral fins. In addition to the potential linked to biomimicry, the advantage of this configuration is the possibility of effective sealing that it offers between the wall of the machine and the support plane or its wick via the installation of a bellows, the slot being able to be greatly reduced or replaced by a kneecap or equivalent.
Une configuration aussi possible dans ce cadre est celle produisant un mouvement de pilonnement superposé à un balancement de roulis. Ce cas équivaut en fait à une configuration en roulis où le pivot est fictif et à l'extérieur du système, ce point de plus se déplaçant du fait que la mèche est portée sans déplacement par une glissière linéaire. Cette configuration, notée To, est nommée oscillante. L'intérêt de cette configuration est un déplacement transversal oscillant à pivot fictif éloigné. A configuration also possible in this context is that producing a heave movement superimposed on a rolling swing. This case is in fact equivalent to a configuration in roll where the pivot is fictitious and outside the system, this further point moving due to the fact that the bit is carried without movement by a linear slide. This configuration, denoted To, is called oscillating. The advantage of this configuration is an oscillating transverse displacement with a distant fictitious pivot.
Partant de la configuration générique en H, dans le cas où le mouvement transversal de la mèche est composé d'un déplacement orthogonal à u, la configuration est dénommée pistonnante et notée Ho. L'intérêt de cette configuration est multiple : l'orientation du mécanisme selon le déplacement G peut se faire selon la direction longitudinale ou transversale ou pour n'importe quelle direction intermédiaire ; l'étanchéité entre les parties mécanique et hydrodynamique peut être réalisée efficacement à base d'ajustements fins des pièces et/ou de joints ; une double possibilité d'orientation du plan porteur est possible selon les axes z et y. Starting from the generic H configuration, in the case where the transverse movement of the drill bit is made up of a displacement orthogonal to u, the configuration is called pistoning and denoted Ho. The advantage of this configuration is multiple: the orientation of the mechanism according to the displacement G can be done according to the longitudinal or transverse direction or for any intermediate direction; the seal between the mechanical and hydrodynamic parts can be achieved effectively based on fine adjustments of the parts and/or seals; a double possibility of orientation of the bearing plane is possible along the z and y axes.
Il est possible d’introduire dans ces configurations un mouvement transversal induisant un cavalement. It is possible to introduce in these configurations a transverse movement inducing surge.
Ainsi, dans la configuration dite battante notée Tb, le bras portant le plan porteur se déplace en restant parallèle dans ses positions ; or pour produire le pilonnement du plan porteur, on peut envisager une transformation de cette configuration consistant à faire basculer le bras plutôt qu'il ne se déplace parallèlement pour le pilonnement. Le mouvement transversal n'est alors pas strictement pilonnant mais en arc de cercle apportant par conséquent une composante de cavalement. Cette configuration par analogie à celle de la nageoire caudale des poissons et des mammifères marins est nommée caudale et notée Te. Les intérêts de cette configuration résident en la possibilité d'étanchéité efficace entre la partie mécanique et la partie hydrodynamique et dans son positionnement à l'instar d'une nageoire caudale. Sur la configuration de base To, y compris ses déclinaisons avec un basculement de roulis (Ta et To), le mouvement transversal de pilonnement I. ou de balancement W est strictement orthogonal à la vitesse relative du fluide par rapport à l'engin, soit à la vitesse u. Néanmoins il est bien entendu possible d'organiser l'installation du dispositif dans l'engin ou sur son support pour que le mouvement transversal ne soit pas strictement orthogonal à u, soit qu'il soit incliné d'un angle que nous nommons différent de 90°. On note ces configurations To', Ta', Ta' pour celles dérivant respectivement de To, Ta, To. Thus, in the so-called swinging configuration denoted Tb, the arm carrying the support plane moves while remaining parallel in its positions; however, to produce the heave of the support plane, one can consider a transformation of this configuration consisting in tilting the arm rather than it moves parallel for the heave. The transverse movement is then not strictly pounding but in an arc of a circle therefore bringing a surge component. This configuration by analogy to that of the caudal fin of fish and marine mammals is called caudal and denoted Te. The advantages of this configuration lie in the possibility of effective sealing between the mechanical part and the hydrodynamic part and in its positioning like a caudal fin. On the basic configuration To, including its variations with a rolling tilt (Ta and To), the transverse movement of heave I. or rocking W is strictly orthogonal to the relative speed of the fluid with respect to the machine, i.e. at speed u. Nevertheless it is of course possible to organize the installation of the device in the machine or on its support so that the transverse movement is not strictly orthogonal to u, or that it is inclined at an angle which we call different from 90°. We denote these configurations To', Ta', Ta' for those deriving respectively from To, Ta, To.
De même la configuration dite pistonnante Ho peut être installée de telle sorte que le pilonnement ne soit pas strictement orthogonal à u, c'est-à-dire avec un biais La configuration Ho avec ce biais sera noté Ho'. Dans les faits, cette inclinaison ) du mouvement transversal L introduit, une composante de cavalement, qui lui est proportionnelle. Si le mouvement transversal est composé d'un balancement ï7, c'est une composante de balancement de lacet qui est introduite, soit la composition d'un cavalement et d'une embardée. Similarly, the so-called piston configuration Ho can be installed in such a way that the heave is not strictly orthogonal to u, ie with a bias. The configuration Ho with this bias will be denoted Ho'. In fact, this inclination ) of the transverse movement L introduces a surge component, which is proportional to it. If the transverse movement is composed of a swing ï 7 , it is a component of yaw swing which is introduced, ie the composition of a surge and a yaw.
Hydrodynamiquement une composante de cavalement va directement impacter la forme de la trajectoire // de l'axe du plan porteur dans le fluide. Pour mesurer un tel effet de cavalement, sont présentées sur les figures 21 -A, 21 -B, 21-C et 21-D, pour différents nombres de Strouhal St (St = a.f/ u avec a amplitude et f fréquence du battement, u vitesse relative du fluide) et pour un pilonnement de nature sinusoïdale, les trajectoires de différentes typologies possibles avec la présente invention. Ainsi, St = oo (ou w=0) sur figure 21 -A, St = 1,00 sur figure 21 -B, St= 0,50 sur figure 21-C, St = 0,25 sur figure 21-D ; type A linéaire sans biais ( =0) ; type B linaire avec un biais de 30° ; type C avec un bras de 1,41m se balançant à +/-45°. Hydrodynamically a surge component will directly impact the shape of the trajectory // of the axis of the carrying plane in the fluid. To measure such a surge effect, are presented in figures 21 -A, 21 -B, 21-C and 21-D, for different Strouhal numbers St (St = af/ u with a amplitude and f beat frequency, u relative velocity of the fluid) and for a heave of sinusoidal nature, the trajectories of different types possible with the present invention. Thus, St=oo (or w=0) in figure 21-A, St=1.00 in figure 21-B, St=0.50 in figure 21-C, St=0.25 in figure 21-D; type A linear without bias (=0); type B linear with a 30° bias; type C with a 1.41m arm swinging at +/-45°.
Pour comparaison sont également données des trajectoires issues de mouvements transversaux d'ailerons sur rotor, en rotation continue dans le plan pilonnement-cavalement comme pour les systèmes connus sous les noms de Von Schneider, Lipp ou les systèmes en dérivant. Ceci constitue le type D sur les figures précédentes avec un mouvement circulaire de rayon 1,00m. Dans tous les cas la fonction de pilonnement est purement sinusoïdale de fréquence f= 1,00 et d'amplitude a = 2,00m. For comparison, trajectories resulting from transverse movements of ailerons on the rotor, in continuous rotation in the heave-surge plane, as for the systems known under the names of Von Schneider, Lipp or systems derived therefrom, are also given. This constitutes type D in the previous figures with a circular movement of radius 1.00m. In all cases the heave function is purely sinusoidal with frequency f= 1.00 and amplitude a = 2.00m.
Les cas des systèmes sur rotor se détachent nettement de par leur forte dissymétrie par rapport à l'axe des abscisses avec un effet de brassage manifeste au-dessus d'un nombre de Strouhal de 1/2. The cases of rotor systems stand out clearly due to their strong asymmetry with respect to the abscissa axis with a clear mixing effect above a Strouhal number of 1/2.
Or, dans la mesure où l'incidence de travail a des profils d'un plan porteur a une plage de valeur optimale restreinte autour de 10-20° et que cette incidence a est l'angle entre le tangage produit par le système et l'angle de la trajectoire 0, la forme de la trajectoire définit la fonction de tangage idéale pour atteindre l'efficacité optimale. However, insofar as the incidence of work has profiles of a supporting plane has a range of value optimum restricted around 10-20° and that this incidence a is the angle between the pitch produced by the system and the angle of the trajectory 0, the shape of the trajectory defines the ideal pitch function to achieve optimum efficiency.
L'évolution de cet angle des trajectoires, sur une période, pour les différents systèmes, est montrée sur les figures 22 représentant la pente 0 de la trajectoire q de l'axe d'un plan porteur pour différents nombres de Strouhal St et différents types de mouvement transversal. Il ressort que, sauf pour le cas transversal strictement perpendiculaire, les fonctions idéales de tangage à générer sont rapidement complexes quand la composante de cavalement est importante, le cas du rotor étant particulièrement problématique, ce qui dans ses applications affecte les rendements. The evolution of this angle of the trajectories, over a period, for the different systems, is shown in figures 22 representing the slope 0 of the trajectory q of the axis of a carrier plane for different Strouhal numbers St and different types of transverse movement. It appears that, except for the strictly perpendicular transverse case, the ideal pitch functions to be generated are quickly complex when the surge component is important, the case of the rotor being particularly problematic, which in its applications affects the yields.
Néanmoins, le cas de l'inclinaison du mouvement transversal (cas B ou C) n'est pas sans intérêt et de fait il se retrouve chez les animaux, ce qui n'est pas fortuit. En effet dans ce cas on constate que la trajectoire p comporte nettement deux phases correspondant respectivement à l'équivalent de l'abattée et à la remontée du plan. Or dans le cadre d'une évolution soumise à un champ de gravité, la portance dans la direction opposée à ce champ doit être plus importante que dans l'autre sens en contrepartie de bénéficier du surcroît de puissance qu'apporte le poids ; alors que la phase de remontée peut être réduite à un planage. Par ailleurs, nous signalons que le rendement d'un système présentant cette dissymétrie peut être équivalent à celui des trajectoires symétriques selon par exemple S. C. Lich & Al. [S. C. Licht, M. S. Wibawa, F. S. Hover, M. S. Triantafyllou ; Journal ofExperimental Biology ; In-line motion causes high thrust and efficiency in flapping foils that use power downstroke ; 2010 213: 63- 71; doi: 10.1242/jeb.O31708], Or cette possibilité demande une fonction de tangage adaptée sur chacune des demi-périodes que le mécanisme de l'invention permet en jouant sur la fonction (P du chemin hélicoïdal du système S2 ou/et /l du maneton produite par le système SI. Nevertheless, the case of the inclination of the transverse movement (case B or C) is not without interest and in fact it is found in animals, which is not fortuitous. In fact, in this case, it can be seen that the trajectory p clearly comprises two phases corresponding respectively to the equivalent of the downstroke and the ascent of the plane. However, in the context of an evolution subject to a field of gravity, the lift in the direction opposite to this field must be greater than in the other direction in return for benefiting from the additional power provided by the weight; whereas the ascent phase can be reduced to planing. Furthermore, we point out that the efficiency of a system exhibiting this asymmetry can be equivalent to that of symmetrical trajectories according to, for example, S. C. Lich & Al. [S. C. Licht, M.S. Wibawa, F.S. Hover, M.S. Triantafyllou; Journal of Experimental Biology; In-line motion causes high thrust and efficiency in flapping foils that use power downstroke; 2010 213: 63-71; doi: 10.1242/jeb.O31708], but this possibility requires a pitch function adapted to each of the half-periods that the mechanism of the invention allows by playing on the function (P of the helical path of the system S2 or/and /l of the crankpin produced by the SI system.
Configurations à plusieurs plans Multiplane configurations
Le dispositif d’entraînement en battement selon L'invention, selon l'une ou l'autre des configurations élémentaires ci-dessus présentées, permet à l'homme du métier d'envisager des configurations à plusieurs plans porteurs dont les mouvements transversaux sont sensiblement synchronisés sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention, le dispositif produisant les composantes cinématiques fondamentales, l'assemblage des systèmes SI, S2 et S3, étant le même et le système de transmission S4 étant parfois à adapter. Il va de soi que cette multiplication des plans porteurs pour un même système de battement accroît encore l’intérêt de l'invention. The flapping drive device according to the invention, according to one or other of the elementary configurations presented above, allows those skilled in the art to envisage configurations with several bearing planes whose transverse movements are substantially synchronized without departing from the spirit and scope of the invention, the device producing the fundamental kinematic components, the assembly of the systems SI, S2 and S3 being the same and the transmission system S4 sometimes having to be adapted. It goes without saying that this multiplication of carrying planes for the same beat system further increases the interest of the invention.
Qualités remarquables de l'invention Outstanding qualities of the invention
Quelle que soit la déclinaison du battement choisi pour être adaptée à l'application visée et outre les diverses configurations possibles, l'invention se remarque par rapport aux systèmes de plan porteur battant existants ou décrits en ce qu'elle a les qualités et propriétés génériques suivantes Whatever the declination of the beat chosen to be adapted to the intended application and in addition to the various possible configurations, the invention is remarkable with respect to the systems of swing support plan existing or described in that it has the qualities and generic properties following
Le système est peu perturbant pour le fluide. Il ne comporte en particulier aucun élément fixe dans le fluide pour guider le plan porteur et le minimum d'éléments mobiles pour le positionner, leurs dimensions étant par ailleurs normalement faibles au regard de la surface du plan porteur. The system is not very disturbing for the fluid. In particular, it does not include any fixed element in the fluid to guide the support plane and the minimum number of mobile elements to position it, their dimensions being moreover normally small with regard to the surface of the support plane.
Pour les applications immergées ou en contact avec le milieu marin notamment, la moitié des configurations élémentaires (Ta, Te, Ho) permettent de réaliser simplement une étanchéité entre la partie hydrodynamique et la partie mécanique, au moyen par exemple de joint ou soufflet. For submerged applications or in contact with the marine environment in particular, half of the elementary configurations (Ta, Te, Ho) make it possible to simply create a seal between the hydrodynamic part and the mechanical part, for example by means of a seal or bellows.
Le système peut produire un battement exclusivement transversal par rapport à l'axe d'évolution de l'engin, c'est-à-dire en particulier sans mouvement de cavalement qui introduit une dissymétrie dans la trajectoire d'évolution du plan porteur et, par voie de conséquence, qui crée une dissymétrie de fonctionnement hydrodynamique nuisant aux performances. Les ailerons sur bras basculant sont concernés par ces problématiques de dissymétrie mais l'avantage du système est ici de permettre l'ajustement de la fonction de tangage à cette dissymétrie fonctionnelle ce qui peut en annuler les conséquences, voire présenter des avantages. The system can produce an exclusively transverse beat with respect to the axis of evolution of the machine, that is to say in particular without surging movement which introduces an asymmetry in the trajectory of evolution of the carrier plane and, consequently, which creates a hydrodynamic operating asymmetry that is detrimental to performance. The ailerons on tilting arm are affected by these problems of asymmetry but the advantage of the system here is to allow the adjustment of the pitch function to this functional asymmetry which can cancel out the consequences, or even present advantages.
La chaîne cinématique produisant le battement alternatif du plan porteur aboutit, en utilisation inverse, à un mouvement rotatif continu permettant l'emploi ou l'exploitation des machines tournantes traditionnelles (moteur, dynamo, pompe, etc.) ; l'inversion du sens de rotation de la machine tournante équivaut par ailleurs à un déphasage d'une demi période des paramètres cinématiques ou hydrodynamiques et en particulier de la portance. The kinematic chain producing the alternating beat of the carrying plane leads, in reverse use, to a continuous rotary movement allowing the use or operation of traditional rotating machines (motor, dynamo, pump, etc.); the inversion of the direction of rotation of the rotating machine is moreover equivalent to a phase shift of a half period of the kinematic or hydrodynamic parameters and in particular of the lift.
La cinématique du battement est du type sinusoïdal ou sensiblement, une partie linéaire étant possible entre sommets pour un mode de réalisation. Le tangage du plan porteur engendré pendant le battement peut néanmoins être, à la conception, modelé par rapport à son évolution sinusoïdale de base, en se rapprochant par exemple d'un signal plus renflé pour que les performances y gagnent comme rapporté par Boudis et Al. [A. Boudis, A. Benzaoui, H. Oualli, O. Guerril, M. Mekadem ; 4ème Séminaire International sur les Energies Nouvelles et Renouvelables ; Investigation Numérique de L’Extraction de L’Energie par une Aile Oscillante ; Ghardaïa - Algérie - 24 - 25 Octobre 2016], The kinematics of the beat is of the sinusoidal or substantially type, a linear part being possible between vertices for one embodiment. The pitch of the carrier plane generated during the flapping can nevertheless be, at the design stage, modeled in relation to its basic sinusoidal evolution, by approaching for example a more bulging signal so that the performances gain there as reported by Boudis and Al . [AT. Boudis, A. Benzaoui, H. Oualli, O. Guerril, M. Mekadem; 4th International Seminar on New Energies and Renewables; Numerical Investigation of Energy Extraction by an Oscillating Wing; Ghardaïa - Algeria - 24 - 25 October 2016],
Le dispositif, y compris ses modules de pilotage, est entièrement mécanique et sans actionneur (sans vérin ni système électrique ou moteur complémentaire) ce qui le rend simple et fiable. Les réglages se font classiquement par rotation d'axes de commande et une même position angulaire conduit à un même réglage. The device, including its control modules, is entirely mechanical and without actuator (without cylinder or electrical system or additional motor) which makes it simple and reliable. The adjustments are conventionally made by rotation of control shafts and the same angular position leads to the same adjustment.
La source motrice tournante produisant ou exploitant le battement n'a pas une position au centre du système mais une position quelconque en périphérie ce qui facilite son entretien, sa protection ou son exploitation. The rotating driving source producing or exploiting the beat does not have a position in the center of the system but any position at the periphery, which facilitates its maintenance, its protection or its exploitation.
Le mécanisme est relativement compact et globalement plan, c'est à dire que le battement est engendré par un dispositif occupant une place limitée dans l'engin ou le carter le contenant. Cette compacité dans un carter en permettra l'isolement, le conditionnement, le transport... De plus l'encombrement selon G est axé sur la position médiane ou axiale du mouvement transversal de l’aile profilée (foil), ce qui rend simple le placement du système. The mechanism is relatively compact and globally flat, that is to say that the beat is generated by a device occupying a limited space in the machine or the casing containing it. This compactness in a casing will allow its isolation, packaging, transport... In addition, the size according to G is centered on the median or axial position of the transverse movement of the profiled wing (foil), which makes it simple system placement.
Une variante consistant à réaliser un jumelage miroir de deux mécanismes identiques de battement dans le sens de la profondeur est possible dans la majorité des cas (pour les modes de réalisation présentés, si le support ne bascule pas). Ceci apporte une possibilité de division des efforts, d'équilibrage et de réduction de la flexion des axes de pivot. A variant consisting in carrying out a mirror pairing of two identical beat mechanisms in the direction of the depth is possible in the majority of cases (for the embodiments presented, if the support does not tilt). This brings a possibility of division of the efforts, balancing and reduction of the flexion of the pivot axes.
Un module de régulation d'allure peut être ajouté au mécanisme sans détériorer le fonctionnement ou l'hydrodynamique de l’aile. Ce module permettra de faire varier l'angle de tangage d'un profil de l’aile, proportionnellement à sa valeur nominale, y compris jusqu'à son annulation si nécessaire. Ceci permettra donc d'optimiser le fonctionnement à une vitesse donnée (recherche de l'optimum de rendement) mais permettra également d'accélérer ou de décélérer l'engin, voire de le freiner (inversion de poussée), alors que la vitesse de rotation de la source motrice peut rester inchangée. A wind vane module can be added to the mechanism without damaging the operation or the hydrodynamics of the wing. This module will make it possible to vary the pitch angle of a wing profile, proportionally to its nominal value, including until its cancellation if necessary. This will therefore make it possible to optimize operation at a given speed (search for optimum efficiency) but will also make it possible to accelerate or decelerate the machine, or even to brake it (reversal of thrust), while the speed of rotation of the driving source can remain unchanged.
Un module de pilotage directionnel peut être ajouté au mécanisme y compris en s'ajoutant au réglage d'allure, sans en détériorer le fonctionnement ou l'hydrodynamique. Ce module permettra alors de faire varier avec la barre du navire ou son équivalent la direction de la portance globale produite durant le battement (résultante de la portance sur un cycle) par rapport à la direction d'évolution. Dans le cas de configuration en H avec un pilon sensiblement vertical, ce module de pilotage directionnel permettra alors d'orienter l'engin selon la profondeur (gouverne de profondeur) ce qui complétera la manœuvrabilité des engins de type immergé ou permettra des corrections d'assiette des engins flottant (trim). Ce module d'orientation est de plus opérant si le battement est à l'arrêt et ainsi le plan porteur pourra prendre la fonction de plan directionnel passif (gouvernail). Ceci participera également à la performance de l'engin du fait que l'appareil de propulsion et le gouvernail seront confondus, en annulant au passage les interactions hydrodynamiques néfastes possibles entre des appendices distincts. Cette orientation possible du plan y compris à l'arrêt pourra aussi permettre à l’aile battante de jouer le rôle de plan porteur sustentateur passif. Pour la configuration en H montée sur un plateau tournant le profilage du pilon ou des extensions d'extrémité de plan porteur de type winglet ou wingtip fence seront à prévoir pour jouer ce rôle de gouvernail passif. A directional steering module can be added to the mechanism, including by adding to the speed adjustment, without damaging its operation or its hydrodynamics. This module will then make it possible to vary with the ship's helm or its equivalent the direction of the overall lift produced during the beat (resulting from the lift over a cycle) with respect to the direction of evolution. In the case of an H configuration with a substantially vertical pestle, this directional piloting module will then make it possible to orient the machine according to the depth (elevator) which will complete the maneuverability of submerged type gear or allow trim corrections for floating gear (trim). This orientation module is also effective if the beat is stopped and thus the carrying plane can take on the function of passive directional plane (rudder). This will also contribute to the performance of the machine due to the fact that the propulsion apparatus and the rudder will be confused, by canceling in passing the possible harmful hydrodynamic interactions between distinct appendages. This possible orientation of the plane, including when stationary, may also allow the flapping wing to act as a passive lift carrier plane. For the H configuration mounted on a turntable, the profiling of the pestle or winglet or wingtip fence type carrier plane end extensions will be required to play this role of passive rudder.
Présentation des figures Presentation of figures
On décrira maintenant l’invention plus en détails en référence aux figures lesquelles représentent : The invention will now be described in more detail with reference to the figures which represent:
[Fig. 1-A] une vue en perspective d’un plan porteur implanté sur un engin avec une configuration générique dite en T ; [Fig. 1-A] a perspective view of a support plane installed on a machine with a generic so-called T-shaped configuration;
[Fig. 1-B] une vue en perspective d’un plan porteur implanté sur un engin avec une configuration générique dite en H ; [Fig. 1-B] a perspective view of a support plane installed on a machine with a generic so-called H configuration;
[Fig. 2-A] une vue en perspective d’un plan porteur sur lequel sont représentés des mouvements tels qu'utilisés en marine ou en aviation pour la configuration générique dite en T ; [Fig. 2-A] a perspective view of a support plane on which movements are represented as used in the navy or in aviation for the generic so-called T-shaped configuration;
[Fig. 2-B] une vue en perspective d’un plan porteur sur lequel sont représentés des mouvements tels qu'utilisés en marine ou en aviation pour la configuration générique dite en H ; [Fig. 2-B] a perspective view of a support plane on which movements are represented as used in the navy or in aviation for the generic so-called H-shaped configuration;
[Fig. 3-A] une vue en perspective d’un plan porteur d’un premier mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention, selon la configuration dite de base To, avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 3-A] a perspective view of a carrier plane of a first embodiment of a device for driving a carrier plane in swing according to the invention, according to the so-called basic configuration To, with the representation movements produced;
[Fig. 3-B] une vue en perspective d’un plan porteur d’un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention selon la configuration dite battante Tb, avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 3-B] a perspective view of a support plane of a second embodiment of a drive device for swinging a support plane according to the invention according to the so-called swing configuration Tb, with the representation of the movements products;
[Fig. 3-C] une vue en perspective d’un plan porteur d’un troisième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention selon une configuration dite ailaire Ta, avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 3-C] a perspective view of a carrier plane of a third embodiment of a flapping drive device for a carrier plane according to the invention according to a so-called wing configuration Ta, with the representation of the movements produced;
[Fig. 3-D] une vue en perspective d’un plan porteur d’un quatrième mode de d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention selon une configuration dite oscillante To réalisation avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 3-D] a perspective view of a carrier plane of a fourth mode of a drive device in beat of a carrier plane according to the invention according to a so-called oscillating configuration To realization with the representation of the movements produced ;
[Fig. 4-A] une vue en perspective d’un plan porteur du premier mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention, avec une composante de cavalement liée à l’introduction d‘un biais sur , soit la configuration To', avec ses mouvements ; [Fig. 4-A] a perspective view of a bearing plane of the first embodiment of a device for driving a bearing plane in flapping according to the invention, with a surge component linked to the introduction of a bias on , that is the configuration To', with its movements;
[Fig. 4-B] une vue en perspective d’un plan porteur d’un cinquième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention, induisant une composante de cavalement, soit la configuration dite caudale Te, avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 4-B] a perspective view of an airfoil of a fifth embodiment of a flapping drive device for an airfoil according to the invention, inducing a surge component, i.e. the so-called caudal configuration Te, with the representation of the movements produced;
[Fig. 4-C] une vue en perspective d’un plan porteur du troisième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention configuré avec une composante de cavalement liée à l’introduction d‘un biais sur l’axe de pivotement de soit la configuration Ta', avec ses mouvements ; [Fig. 4-C] a perspective view of a carrier plane of the third embodiment of a drive device in flapping of a carrier plane according to the invention configured with a surge component linked to the introduction of a bias on the pivot axis of let Ta' be the configuration, with its movements;
[Fig. 4-D] une vue en perspective d’un plan porteur du quatrième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention avec une composante de cavalement liée à l’introduction d‘un biais sur £ et sur l’axe de pivotement de soit la configuration T avec ses mouvements ; [Fig. 4-D] a perspective view of a bearing plane of the fourth embodiment of a driving device in flapping of a bearing plane according to the invention with a surge component linked to the introduction of a bias on £ and on the pivot axis of let be the configuration T with its movements;
[Fig. 5-A] une vue en perspective d’un plan porteur d’un sixième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur selon l’invention selon une configuration dite pistonnante Ho, avec la représentation des mouvements produits ; [Fig. 5-A] a perspective view of a bearing plane of a sixth embodiment of a device for driving a bearing plane in swing according to the invention according to a so-called pistoning configuration Ho, with the representation of the movements products;
[Fig. 5-B] une vue en perspective d’un plan porteur du sixième mode de réalisation configurés avec une composante de cavalement liée à l’introduction d‘un biais f sur £ , soit la configuration Ho', avec ses mouvements ; [Fig. 5-B] a perspective view of a support plane of the sixth embodiment configured with a surge component linked to the introduction of a bias f on £ , i.e. the configuration Ho', with its movements;
[Fig. 6-A] une vue en perspective d’un premier mode de réalisation du dispositif d’entraînement fondamental (SI, S2, S3) selon l’invention ; [Fig. 6-A] a perspective view of a first embodiment of the fundamental training device (S1, S2, S3) according to the invention;
[Fig. 6-B] une vue en perspective d’un deuxième mode de réalisation du dispositif d’entraînement fondamental (SI, S2, S3) selon l’invention ; [Fig. 6-B] a perspective view of a second embodiment of the device basic training (S1, S2, S3) according to the invention;
[Fig. 7] une vue en perspective d’un premier exemple de réalisation du premier système SI du dispositif de l’invention, soit Sic ; [Fig. 7] a perspective view of a first embodiment of the first SI system of the device of the invention, namely Sic;
[Fig. 8] une vue en perspective d’un deuxième exemple de réalisation du premier système Si du dispositif de l’invention soit SI hypo ; [Fig. 8] a perspective view of a second embodiment of the first system Si of the device of the invention, i.e. SI hypo;
[Fig. 9-A] une vue en perspective d’un troisième exemple de réalisation du premier système SI du dispositif de l’invention soit Slépi-c ; [Fig. 9-A] a perspective view of a third embodiment of the first SI system of the device of the invention, i.e. Slépi-c;
[Fig. 9-B] une vue en perspective d’un quatrième exemple de réalisation du premier système SI du dispositif de l’invention soit Slépi-e. [Fig. 9-B] a perspective view of a fourth exemplary embodiment of the first SI system of the device of the invention, i.e. Slépi-e.
[Fig. 10] une vue en perspective d’un dispositif complet (SI, S2, S3 et S4) d’entraînement en battement d’un plan porteur avec une configuration de base To avec la version Slépi-c et équipé de l'option d'assistance S5syn ; [Fig. 10] a perspective view of a complete device (SI, S2, S3 and S4) for driving a supporting plane in beat with a basic configuration To with the Slépi-c version and equipped with the option of S5syn support;
[Fig. 11-A] une vue en perspective d’un exemple des systèmes S2, S3 et S4 d'un dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur avec une configuration élémentaire standard ailaire Ta ; [Fig. 11-A] a perspective view of an example of the systems S2, S3 and S4 of a driving device in flapping of an airfoil with a standard wing elementary configuration Ta;
[Fig. 11-B] une vue en perspective d’un autre exemple des systèmes S2, S3 et S4 avec l'option S5syn d'un dispositif d’entraînement avec une configuration élémentaire standard ailaire Ta ; [Fig. 11-B] a perspective view of another example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a training device with a Ta wing standard elemental configuration;
[Fig. 12] une vue en perspective d’un exemple des systèmes S2, S3, S4 et S5asyn d'un dispositif d’entraînement avec une configuration élémentaire standard oscillante TQ ; [Fig. 12] a perspective view of an example of the S2, S3, S4 and S5asyn systems of a training device with a standard elementary TQ oscillating configuration;
[Fig. 13] une vue en perspective d’un exemple des systèmes S2, S3 et S4 avec l'option S5syn d'un dispositif d’entraînement avec une configuration élémentaire standard dite battante, Tb; [Fig. 13] a perspective view of an example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a drive device with a standard elementary configuration called swing, Tb;
[Fig. 14] une vue en perspective d’un exemple des systèmes S2, S3 et S4 d'un dispositif d’entraînement avec une configuration élémentaire standard dite caudale, Te ; [Fig. 14] a perspective view of an example of systems S2, S3 and S4 of a training device with a standard elementary configuration called caudal, Te;
[Fig. 15] une vue en perspective d’un exemple des systèmes S2, S3 et S4 avec l'option S5syn d'un dispositif d’entraînement avec une configuration élémentaire standard dite pistonnante, Ho [Fig. 15] a perspective view of an example of the S2, S3 and S4 systems with the S5syn option of a drive device with a standard elementary configuration called pistoning, Ho
[Fig. 16] une vue en perspective d’un système de régulation d'allure S6 dans le cas où le système SI est une chaîne ou une courroie avec des poulies ou des pignons, soit S6/Slc. [Fig. 16] a perspective view of a speed regulation system S6 in the case where the system SI is a chain or belt with pulleys or sprockets, i.e. S6/Slc.
[Fig. 17-A] une vue en perspective d’un système de régulation d'allure S6 dans le cas où le système SI est simplement une roue, soit S6/Slm, [Fig. 17-A] a perspective view of an S6 speed regulation system in the case where the SI system is simply a wheel, i.e. S6/Slm,
[Fig. 17-B] une vue en plan de la figure 17A ; [Fig. 17-B] a plan view of Figure 17A;
[Fig. 18-A] une vue en perspective d’un système de régulation d'allure S6 dans le cas où le système SI est un train planétaire soit S6/Slépi-c, [Fig. 18-A] a perspective view of an S6 speed control system in the case where the SI system is a planetary gear set, i.e. S6/Slépi-c,
[Fig. 18-B] une vue en plan de la figure 18-A. [Fig. 18-B] a plan view of Figure 18-A.
[Fig. 19- A] une vue en perspective d’un système de régulation d'allure S6 dans le cas où le système SI est une autre variante de train planétaire S6/Slépi-e ; [Fig. 19- A] a perspective view of an S6 vane control system in the case where the SI system is another variant of the S6/Slépi-e planetary gear;
[Fig. 19-B] une vue en plan de la figure 19-A ; [Fig. 19-B] a plan view of Figure 19-A;
[Fig. 20-A] une vue en perspective d’un système d'orientation S7 permettant une orientation du tangage (un déphasage contrôlé) du battement du plan porteur ; [Fig. 20-A] a perspective view of an S7 orientation system allowing pitch orientation (a controlled phase shift) of the flapping of the airfoil;
[Fig. 20-B] une vue en perspective d’un système d'orientation S7 permettant une orientation du tangage (un déphasage contrôlé) du battement du plan porteur, dans lequel l’arbre primaire se balance d'un angle y ; [Fig. 20-B] a perspective view of an S7 orientation system providing pitch orientation (a controlled phase shift) of the airfoil beat, in which the primary shaft swings at an angle y;
[Fig. 21 -A] ; [Fig. 21-A];
[Fig. 21 -B] ; [Fig. 21-B];
[Fig. 21-C] ; [Fig. 21-C];
[Fig. 21-D] ; différentes trajectoires p de l'axe d'un plan porteur pour différents nombres de Strouhal St et différents types de mouvement transversal : [Fig. 21-D]; different trajectories p of the axis of a carrier plane for different Strouhal numbers St and different types of transverse motion:
[Fig. 22-A] ; [Fig. 22-A];
[Fig. 22-B] ; [Fig. 22-B];
[Fig. 22-C] ; [Fig. 22-C];
[Fig. 22-D] la pente 0 de la trajectoire u de l'axe d'un plan porteur pour différents nombres de Strouhal St et différents types de mouvement transversal : Présentation générique [Fig. 22-D] the slope 0 of the trajectory u of the axis of a carrier plane for different Strouhal numbers St and different types of transverse motion: Generic presentation
Selon un premier type de configuration possible d’un plan porteur sur un engin tel qu’illustré à la figure 1-A, le plan porteur profilé tel qu’une aile profilée 1 s’étend avec son axe longitudinal sensiblement orthogonal à la paroi 3 de l'engin ou du bâti sur lequel il est assemblé, le mouvement transversal dudit plan porteur 1 étant sensiblement tangentiel à cette paroi 3, sachant qu'on définit ici la paroi 3 comme une partie de l'enveloppe physique de l'engin ou du carter qui contient le dispositif d’entraînement selon l’invention. Cette configuration générique est dite en T. Dans le cas représenté, l’aile profilée 1 est rattachée au dispositif d’entraînement en battement par l’axe autour duquel elle peut basculer, désigné mèche 2 implantée sur le profil de l’aile profilée 1 et elle subit un déplacement transversal. La mèche 2 traverse une fente 4 ménagée dans la paroi 3 de l’engin. According to a first type of possible configuration of a carrier plane on a machine as illustrated in Figure 1-A, the profiled carrier plane such as a profiled wing 1 extends with its longitudinal axis substantially orthogonal to the wall 3 of the machine or of the frame on which it is assembled, the transverse movement of said support plane 1 being substantially tangential to this wall 3, knowing that here the wall 3 is defined as part of the physical envelope of the machine or of the housing which contains the drive device according to the invention. This generic configuration is said to be T-shaped. In the case shown, the profiled wing 1 is attached to the flapping drive device by the axis around which it can tilt, designated wick 2 located on the profile of the profiled wing 1 and it undergoes a transverse displacement. The wick 2 passes through a slot 4 made in the wall 3 of the device.
Dans un second type de configuration d’un plan porteur sur un engin tel que représenté à la figure 1-B, le plan porteur 1 présente son axe longitudinal sensiblement parallèle à la paroi 3 et le mouvement transversal est alors sensiblement normal à celle-ci. Cette configuration générique est dite en H et comporte deux plans porteurs 1, 1’. Dans ce cas, le plan porteur 1, 1 ’ est rattaché au dispositif d’entraînement en battement selon l’invention par, d'une part, son axe de basculement, à savoir la mèche 2, 2’ et d'autre part, par au moins un élément préférentiellement orthogonal à cet axe et le portant sans déplacement, nommé pilon 5. Ce dernier est alors sensiblement normal à la paroi de l’engin 3 et peut passer à travers celle-ci, par une ouverture munie d’un palier à coussinet et à joint ou équivalent, assurant le guidage et l'étanchéité entre les parties mécaniques, du dispositif d’entraînement, et hydrodynamique, du plan porteur. In a second type of configuration of a support plane on a machine as represented in FIG. 1-B, the support plane 1 has its longitudinal axis substantially parallel to the wall 3 and the transverse movement is then substantially normal to the latter. . This generic configuration is said to be H-shaped and comprises two support planes 1, 1'. In this case, the carrying plane 1, 1 'is attached to the flapping drive device according to the invention by, on the one hand, its tilting axis, namely the wick 2, 2' and on the other hand, by at least one element preferably orthogonal to this axis and carrying it without displacement, called pestle 5. The latter is then substantially normal to the wall of the machine 3 and can pass through the latter, through an opening provided with a Bushing and joint bearing or equivalent, providing guidance and sealing between the mechanical parts, of the drive device, and hydrodynamic parts, of the support plane.
Les systèmes fonctionnels SI, S2, S3 et S4 constituant le dispositif d’entraînement en battement selon l’invention produisent, règlent et orientent le battement avec une simplicité et une compacité permettant un certain nombre de configurations élémentaires, partant des configurations génériques dites en T et en H, dont diverses déclinaisons sont décrites plus en détails par la suite. The functional systems S1, S2, S3 and S4 constituting the flapping training device according to the invention produce, regulate and orient the flapping with simplicity and compactness allowing a certain number of elementary configurations, starting from generic so-called T-shaped configurations. and in H, various versions of which are described in more detail below.
Ainsi, l’invention propose un dispositif d’entraînement en battement d'un plan porteur tel qu’une aile profilée 1 selon un mode de réalisation préférentiel pour différentes variantes et différentes configurations. A cet effet, sont distinguées conformément aux présentations précédentes les parties suivantes : le dispositif d’entraînement en battement dit fondamental qui permet de produire à la fois le déplacement transversal d'un arbre o et son basculement alternatif qu’on appelle gîte (p qui, lorsqu’ils sont directement appliqués à la mèche 2 d'un plan porteur 1 sont susceptibles d'en produire respectivement le mouvement de pilonnement X et le basculement de tangage (f Un tel dispositif d’entraînement dit fondamental comprend les systèmes SI, S2 et S3 avec différentes variantes notamment pour le système SI. Thus, the invention proposes a driving device in flapping of an airfoil such as a profiled wing 1 according to a preferred embodiment for different variants and different configurations. To this end, the following parts are distinguished in accordance with the previous presentations: the so-called fundamental flapping drive device which makes it possible to produce both the transverse displacement of a shaft o and its alternating tilting which is called list (p which, when they are directly applied to the wick 2 of a carrying plane 1 are capable of producing respectively the heaving movement X and the pitch tilting (f Such a drive device said fundamental includes systems SI, S2 and S3 with different variants in particular for the system SI.
Le système S4 permet de transmettre au plan porteur au moins les mouvements essentiels de pilonnement et de basculement de tangage et est également décrit comme permettant à partir du dispositif d’entraînement en battement fondamental d'obtenir les différentes configurations élémentaires de battement d'une aile profilée 1 . De même, est détaillé le système S5 d’assistance pour glissières qui peut équiper certaines configurations ainsi que les systèmes S6 et S7 permettant d'intégrer à ces configurations un pilotage pour le réglage d'allure et/ou un pilotage d'orientation directionnelle. The S4 system makes it possible to transmit to the airfoil at least the essential heave and pitch tilt movements and is also described as making it possible, from the fundamental flap training device, to obtain the different elementary flap configurations of a wing profiled 1 . Likewise, the S5 assistance system for slides is detailed, which can be fitted to certain configurations, as well as the S6 and S7 systems, which allow these configurations to be integrated with control for speed adjustment and/or directional orientation control.
Le dispositif selon l’invention est donc constitué d’un dispositif d’entraînement en déplacement et en pivotement combiné d’un arbre primaire constituant ce qu’on appelle le dispositif fondamental. The device according to the invention therefore consists of a driving device in movement and in combined pivoting of a primary shaft constituting what is called the fundamental device.
Le dispositif fondamental est caractérisé, comme illustré aux figures 6-A et 6-B, en ce que le battement de l’aile profilée est essentiellement produit, directement ou indirectement, par la coopération de trois systèmes mécaniques : SI, S2 et S3, dont les compositions et l'assemblage comme nous le décrivons ci-dessous forment le dispositif d’entraînement en déplacement transversal et en pivotement alternatif d’un arbre primaire 200. The fundamental device is characterized, as illustrated in Figures 6-A and 6-B, in that the flapping of the streamlined wing is essentially produced, directly or indirectly, by the cooperation of three mechanical systems: SI, S2 and S3, whose compositions and assembly as we describe below form the drive device in transverse displacement and in alternating pivoting of a primary shaft 200.
Système fondamental fundamental system
Le système SI est dédié au mouvement cyclique préférentiellement continu d'un élément ponctuel ou d’un ensemble d'éléments équivalent dans la fonction, constituant un organe de commande destiné à coopérer avec les deux autres systèmes S2 et S3, nommé maneton 100. Ce maneton 100 est le plus simplement constitué d’un pion ou bout d’axe cylindrique, dont la base inférieure, nommée le pied, est implantée de façon sensiblement orthogonale sur le flanc d'un élément mobile 101, 103, 104 ou 110 selon les variantes, l'entraînant selon une trajectoire 2 généralement plane, en forme de courbe fermée sur elle-même. Cette courbe est de préférence convexe avec une symétrique axiale voire centrale de centre o, sous forme d’un cercle, d’une ellipse ou d'une forme oblongue. The SI system is dedicated to the preferentially continuous cyclic movement of a point element or of a set of equivalent elements in function, constituting a control member intended to cooperate with the two other systems S2 and S3, called crankpin 100. This crank pin 100 is most simply made up of a pin or end of cylindrical axis, whose lower base, called the foot, is located in a substantially orthogonal manner on the side of a movable element 101, 103, 104 or 110 according to the variants, causing it along a generally planar trajectory 2, in the form of a curve closed on itself. This curve is preferably convex with an axial or even central symmetry with center o, in the form of a circle, an ellipse or an oblong shape.
Une telle trajectoire 2 est donc constituée d’une courbe fermée présentant un axe majeur et un axe mineur se coupant à angle droit au centre o. Cette trajectoire z peut dès lors se décomposer par projection dans le plan en deux composantes de déplacement périodiques combinées se coupant en o perpendiculairement, que nous nommerons n selon l'axe majeur et r selon l’axe mineur, préférentiellement linéaires (dans le plan) et alternatives (dans le temps) autour d'une valeur moyenne nulle si o est le barycentre de 2, et déphasées d'un quart de tour. Plusieurs types de mécanisme et modes de réalisation de ce système SI sont possibles comme décrit par la suite. Such a trajectory 2 therefore consists of a closed curve having a major axis and a minor axis intersecting at a right angle at the center o. This trajectory z can therefore be broken down by projection in the plane into two combined periodic displacement components intersecting at o perpendicularly, which we will call n along the major axis and r along the minor axis, preferably linear (in the plane) and alternating (in time) around with a zero mean value if o is the barycenter of 2, and phase shifted by a quarter turn. Several types of mechanism and embodiments of this SI system are possible as described below.
Le système S2 est quant à lui configuré pour utiliser le déplacement de l’organe de commande ou maneton 100 selon sa composante r, la tête du maneton 100 étant engagée de préférence sur un chemin hélicoïdal 201 normalement, d'axe sensiblement confondu avec celui de l'arbre primaire qu'il entraîne directement ou indirectement en rotation, la fonction (P de transformation de T en ? étant linéaire ou non. Cet axe s’étend par ailleurs dans un plan préférentiellement parallèle à celui de la trajectoire 2 et est, lui-même ou sa position médiane dans le cas où ledit arbre primaire affiche dans ce plan un mouvement additionnel de balancement alternatif y, préférentiellement parallèle à la composante r. The system S2 is itself configured to use the displacement of the control member or crankpin 100 according to its component r, the head of the crankpin 100 being preferably engaged on a helical path 201 normally, of axis substantially coincident with that of the primary shaft which it drives directly or indirectly in rotation, the function (P of transformation of T into ? being linear or not. This axis moreover extends in a plane preferably parallel to that of the trajectory 2 and is, itself or its middle position in the case where said primary shaft displays in this plane an additional alternating swinging movement y, preferably parallel to the component r.
Ainsi, le système S2 est constitué de moyens d’entraînement en pivotement d’un arbre primaire 200 autour de son axe longitudinal, produisant un basculement alternatif de gîte cp dudit arbre primaire 200. Ces moyens d’entraînement en pivotement sont constitués de préférence d’une came tambour coaxiale avec l’arbre primaire, présentant une rainure formant un chemin hélicoïdal 201 dans laquelle la tête du maneton 100 est engagée. Cette came tambour est donc normalement constituée d’un cylindre ou manchon 202, présentant la rainure hélicoïdale 201, engagé sur l’arbre primaire 200. Thus, the system S2 consists of drive means in pivoting of a primary shaft 200 around its longitudinal axis, producing an alternating tilting of heel cp of said primary shaft 200. These drive means in pivoting are preferably made up of 'a drum cam coaxial with the primary shaft, having a groove forming a helical path 201 in which the head of the crankpin 100 is engaged. This drum cam therefore normally consists of a cylinder or sleeve 202, having the helical groove 201, engaged on the primary shaft 200.
Le système S3 est dédié au guidage structurel minimum des composantes de mouvement produites par les systèmes SI et S2 afin de permettre la transmission desdits mouvements de déplacement u et de basculement de gîte <p à l'arbre primaire 200, en un point de son axe, en présence ou non en ce point d’un balancement y additionnel. The system S3 is dedicated to the minimum structural guidance of the movement components produced by the systems SI and S2 in order to allow the transmission of said movements of displacement u and tilting of heel <p to the primary shaft 200, at a point on its axis. , whether or not there is an additional balancing y at this point.
A cet effet, le système S3 comprend un support 300 sur lequel l’arbre primaire 200 est monté, libre en rotation sur lui-même. Le support 300 est constitué d’une base normalement plane et de deux côtés sensiblement aux extrémités de la base s’étendant plus ou moins perpendiculaire à celle-ci et pourvue de préférence de deux paliers 304, 304’ entre lesquels s’étend l’arbre primaire 200, entraînable en rotation sur lui-même, ledit arbre primaire 200 et la base plane s’étendant préférentiellement, mais non exclusivement donc dans des plans parallèles. Le support 300 est en outre guidé par un moyen dans son déplacement transversal qui s’étend généralement parallèlement à l'axe majeur de la composante G dans un plan parallèle au plan de la trajectoire Le support 300 est ainsi monté coulissant le long d’un élément allongé tel qu’une glissière 301 qui constitue ce moyen de guidage préféré. Le support 300 présente alors un coulisseau 302 coopérant avec la glissière 301. To this end, the system S3 comprises a support 300 on which the primary shaft 200 is mounted, free to rotate on itself. The support 300 consists of a normally planar base and two sides substantially at the ends of the base extending more or less perpendicular thereto and preferably provided with two bearings 304, 304' between which extends the primary shaft 200, drivable in rotation on itself, said primary shaft 200 and the flat base extending preferentially, but therefore not exclusively in parallel planes. The support 300 is further guided by a means in its transverse movement which extends generally parallel to the major axis of the component G in a plane parallel to the plane of the trajectory. The support 300 is thus mounted to slide along a elongated element such as a slide 301 which constitutes this preferred guide means. The support 300 then has a slider 302 cooperating with the slide 301.
La base du support 300 comporte en outre des moyens de guidage de l’organe de commande du système SI, constitués d’une fente traversante 305 au travers de laquelle est engagé le maneton 100. The base of the support 300 further comprises means for guiding the control member of the SI system, consisting of a through slot 305 through which the crankpin 100 is engaged.
Ainsi, le maneton 100 traverse ladite base du support par la fente 305 en général oblongue, ou un dispositif équivalent, de direction et de longueur au moins équivalente à la composante r maximale de la trajectoire X du maneton 100 et ajustée dans le sens de la largeur normalement au diamètre du maneton 100. Thus, the crankpin 100 crosses said base of the support through the generally oblong slot 305, or an equivalent device, of direction and length at least equivalent to the maximum component r of the trajectory X of the crankpin 100 and adjusted in the direction of the width normally to crank pin diameter 100.
Pour permettre la coopération des systèmes SI, S2 et S3 ceux-ci sont superposés dans des plans préférentiellement, pour la compacité du système, parallèles, de sorte que le maneton 100 est entraîné selon la trajectoire 2 définie dans un plan PI, coopère avec le support 300 en traversant la fente 305 du support 300 dans un plan P2 puis est engagé dans le chemin hélicoïdal lié à l’arbre primaire 200 situé dans un plan P3. To allow the cooperation of the systems SI, S2 and S3 these are superposed in planes preferably, for the compactness of the system, parallel, so that the crank pin 100 is driven along the trajectory 2 defined in a plane PI, cooperates with the support 300 by crossing the slot 305 of the support 300 in a plane P2 then is engaged in the helical path connected to the primary shaft 200 located in a plane P3.
Ainsi, lors de l’entraînement du maneton 100 en translation selon la trajectoire 2, la composante T de cette trajectoire provoque l’entraînement en déplacement du maneton 100 dans le chemin hélicoïdal 201 et dans la fente 305 alors que la composante G provoque la mise en butée dudit maneton 100 contre les bords longitudinaux de la fente 305 ce qui engendre le déplacement du support 300 le long de la glissière 301. Thus, when the crankpin 100 is driven in translation along the trajectory 2, the T component of this trajectory causes the crankpin 100 to be driven in displacement in the helical path 201 and in the slot 305 while the G component causes the in abutment of said pin 100 against the longitudinal edges of the slot 305 which causes the movement of the support 300 along the slide 301.
La tête du maneton 100 après avoir traversé le fente 305 est engagée dans la rainure hélicoïdale 201, et bute contre le bord de la rainure selon la composante r de déplacement du maneton 100 provoquant l’entraînement en rotation de l’arbre primaire 200 portant la rainure 201. The head of the crank pin 100 after having passed through the slot 305 is engaged in the helical groove 201, and abuts against the edge of the groove according to the component r of movement of the crank pin 100 causing the rotational drive of the primary shaft 200 carrying the groove 201.
Les positions du support 300 sont soit toujours parallèles entre elles, d'où y nul, comme on peut le voir à la figure 6- A, le coulisseau 302 et le support 300 étant fixes l’un par rapport à l’autre ; soit elles forment entre elles un angle y variable comme sur la figure 6-B avec dans ce cas l'installation d'un pivot d'axe 303 pour la liaison du coulisseau 302 sur le support 300. Le pivot 303 est monté de préférence sur l'intersection de la projection orthogonale de G et de l'axe du chemin hélicoïdal sur une face du support opposée à sa base alors que l'arbre primaire et le chemin hélicoïdal sont en position intermédiaire. The positions of the support 300 are either always parallel to each other, hence there is zero, as can be seen in FIG. 6-A, the slider 302 and the support 300 being fixed relative to each other; or they form between them a variable angle y as in FIG. 6-B with in this case the installation of an axis pivot 303 for the connection of the slider 302 on the support 300. The pivot 303 is preferably mounted on the intersection of the orthogonal projection of G and the axis of the helical path on a face of the support opposite its base while the primary shaft and the helical path are in an intermediate position.
Ainsi les mouvements a et (p de l'arbre primaire 200 peuvent être transmis au plan porteur 1 lorsque l'arbre primaire 200 est lié à la mèche 2 par l'intermédiaire d'un système additionnel S4 dont la constitution est dépendante de la présence ou non des balancements y et et de la position relative du plan porteur 1 et du dispositif d’entraînement fondamental. Le système S4 transforme donc en particulier le mouvement de déplacement o de l'arbre primaire 200 en ou ou bien en X et et son basculement de gîte (p devient le basculement de tangage Thus the movements a and (p of the primary shaft 200 can be transmitted to the support plane 1 when the primary shaft 200 is linked to the wick 2 by means of an additional system S4 whose constitution is dependent on the presence or not of the swings y and and of the relative position of the support plane 1 and of the fundamental driving device.The system S4 therefore transforms in particular the movement of displacement o of the primary shaft 200 into either or else into X and and its heel tilt (p becomes the pitch tilt
Partant de cette définition, différentes variantes de réalisation du système SI sont possibles pour obtenir une trajectoire 2 du maneton 100 à partir d'une rotation originelle motrice, génératrice ou fonctionnelle comme un moteur, un générateur, ou encore une pompe, nommés par la suite machine tournante. Starting from this definition, different embodiment variants of the system SI are possible to obtain a trajectory 2 of the crankpin 100 from an original driving, generating or functional rotation such as a motor, a generator, or even a pump, named hereafter rotating machine.
Comme illustré à la figure 7, les moyens d’entraînement sur lequel le maneton 100 est implanté pour réaliser la trajectoire 2 sont constitués d’un élément souple de type chaîne à rouleaux 110 ou équivalent, ou une série de chaînes parallèles, se déplaçant à une vitesse sensiblement constante rn sur des tronçons rectilignes entre au moins deux pignons ou 2 ensembles de pignons 111a à l l lf coplanaires par chaîne dont au moins l'un des pignons est, directement ou indirectement, actionné par un moteur ou transmet sa rotation à un générateur, la trajectoire 2 ayant par conséquent des tronçons linéaires entres les pignons généralement circulaires. As illustrated in FIG. 7, the drive means on which the crank pin 100 is located to produce the trajectory 2 consist of a flexible element of the roller chain type 110 or equivalent, or a series of parallel chains, moving at a substantially constant speed rn on rectilinear sections between at least two sprockets or 2 sets of coplanar sprockets 111a to ll lf per chain, at least one of the sprockets of which is, directly or indirectly, actuated by a motor or transmits its rotation to a generator, the path 2 therefore having linear sections between the generally circular pinions.
Comme illustré figure 8, des moyens d’entraînement du maneton 100 comprennent, en tant qu’ élément mobile sur lequel le maneton 100 est implanté pour réaliser sa dite trajectoire À, un satellite 103 d'un train hypotrochoïdal ou bien une allonge 104 solidaire de cette dite roue satellite, celle-ci roulant sans glisser, via généralement un engrenage, à l'intérieur d'une couronne planétaire 102 fixe en position et générale ment en rotation, le diamètre du satellite étant la moitié du diamètre du planétaire et le satellite étant maintenu dans sa rotation par un pivot 105 en son centre implanté sur une roue entraîneuse 101 ou une manivelle de vitesse de rotation sensiblement constante a>, en lien directement ou indirectement avec la dite machine tournante, la trajectoire X étant par conséquent ici une ellipse de centre o ou un segment dans le cas où la projection orthogonale de l'axe du maneton 100 est sur le périmètre du satellite, soit sur la projection orthogonale du rayon primitif dans le cas d'une roue dentée. As illustrated in FIG. 8, means for driving the crankpin 100 comprise, as a mobile element on which the crankpin 100 is installed to carry out its said trajectory A, a satellite 103 of a hypotrochoidal train or else an extension 104 integral with this said satellite wheel, the latter rolling without slipping, generally via a gear, inside a planetary ring 102 fixed in position and generally in rotation, the diameter of the planetary gear being half the diameter of the planetary gear and the planetary gear being maintained in its rotation by a pivot 105 in its center located on a driving wheel 101 or a crank of substantially constant rotational speed a>, directly or indirectly linked to the said rotating machine, the trajectory X therefore being here an ellipse of center o or a segment in the case where the orthogonal projection of the axis of the crank pin 100 is on the perimeter of the satellite, or on the orthogonal projection of the primitive ray in the case of a toothed wheel.
Comme illustré figures 9- A et 9-B, l'élément mobile sur lequel le maneton 100 est implanté pour réaliser sa dite trajectoire 2 est un satellite 103, ou une allonge 104 solidaire de celui-ci, qui appartient à un train antiépitrochoïdal à engrenages ou à poulies dentées et à pignons, défini d'une part, en ce que ledit satellite gravite (tourne à distance) généralement dans le même plan autour d'une roue planétaire 102 fixe en position et fixe ordinairement en rotation par solidarisation à un axe porteur 112, du fait de son maintien par un pivot 105 en son centre sur une roue entraîneuse 101 ou une manivelle de vitesse de rotation a> sensiblement constante autour de l'axe porteur 112, située dans un plan parallèle, en lien directement ou indirectement avec la machine tournante ; alors que d'autre part, la rotation propre dudit satellite autour de son pivot 105 est obtenue soit par engrenage avec au moins un satelliton 106 , 106’, également tenu par un pivot (axe de pivotement) 107, 107’ en son centre implanté sur ladite roue entraîneuse 101, engrenant sur le planétaire et le satellite, ou bien par une courroie dentée 108 ou une chaîne tendue entre ces mêmes éléments, devenant alors des poulies ou des pignons, avec éventuellement un ou plusieurs galets 106 intermédiaires modifiant le trajet de la courroie ou de la chaîne ; et que par ailleurs, pour l'application visée, le diamètre du satellite est moitié moins grand que celui du planétaire, ce qui se traduit par une trajectoire z en forme d'ellipse de centre o ou, dans un cas particulier de paramétrage, en forme de segment permettant normalement d'annuler in fine le tangage f> du plan porteur en tous lieux de son mouvement transversal. As illustrated in Figures 9-A and 9-B, the mobile element on which the crank pin 100 is installed to achieve its said trajectory 2 is a satellite 103, or an extension 104 integral with it, which belongs to an anti-epitrochoidal train with gears or toothed pulleys and pinions, defined on the one hand, in that said satellite orbits (rotates at a distance) generally in the same plane around a planet wheel 102 fixed in position and fixed ordinarily in rotation by attachment to a carrier pin 112, due to its holding by a pivot 105 in its center on a drive wheel 101 or a crank with a rotational speed a> substantially constant around the carrier pin 112, located in a parallel plane, directly or indirectly linked to the rotating machine; while on the other hand, the proper rotation of said satellite around its pivot 105 is obtained either by gearing with at least one satellite 106, 106', also held by a pivot (pivot axis) 107, 107' in its center implanted on said drive wheel 101, meshing with the sun gear and the satellite, or else by a toothed belt 108 or a chain stretched between these same elements, then becoming pulleys or sprockets, possibly with one or more intermediate rollers 106 modifying the path of belt or chain; and that moreover, for the intended application, the diameter of the satellite is half as large as that of the sun gear, which results in a trajectory z in the form of an ellipse with center o or, in a particular case of parameterization, in form of segment normally making it possible to cancel in fine the pitch f> of the carrying plane in all places of its transverse movement.
Dans un but structurel, un certain nombre d'éléments facultatifs peuvent ici aussi être introduits, comme une masse d'équilibrage sur la roue entraîneuse ou des roues d'appui autour de la roue entraîneuse. De même, une première variante du sous-système consiste à doubler notamment les dentures du satellite et du planétaire de part et d'autre de ladite roue entraîneuse ; une seconde, cumulable avec la première, consiste à doubler cet ensemble en miroir pour tenir le même maneton, ou deux manetons en vis-à-vis, au centre ; soit au minimum trois variantes possibles du sous-système. For structural purposes, a number of optional elements can also be introduced here, such as a balancing weight on the drive wheel or support wheels around the drive wheel. Similarly, a first variant of the subsystem consists in doubling in particular the teeth of the satellite and of the sun gear on either side of said drive wheel; a second, which can be combined with the first, consists in doubling this assembly in a mirror to hold the same crankpin, or two crankpins facing each other, in the centre; i.e. at least three possible variants of the subsystem.
Concernant le système de liaison/transmission S4, seul le système S4 dit standard est décrit, celui-ci étant défini en ce qu'il minimise le nombre des éléments nécessaires pour obtenir la configuration élémentaire, sachant que celle-ci pourra être inadéquate pour une configuration à plusieurs plans porteurs. Dans ce même esprit de simplicité, on ne décrit que le mode de réalisation des configurations élémentaires dont les déplacements de l'arbre primaire 200 et de la mèche 2 se font dans le même plan pour les configurations notées To, Ta et To OU sensiblement pour la Ho et pour laquelle la mèche 2 est sensiblement normale au plan du déplacement de l'arbre primaire 200 pour les configurations Tb et Te. D'autres éléments peuvent être ajoutés à ces configurations élémentaires standards par un homme du métier pour les adapter à une configuration à plusieurs plans ou changer la position de ces plans sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. Concerning the link/transmission system S4, only the so-called standard system S4 is described, this being defined in that it minimizes the number of elements necessary to obtain the elementary configuration, knowing that this could be inadequate for a multi-plane configuration. In this same spirit of simplicity, only the embodiment of the elementary configurations is described whose movements of the primary shaft 200 and of the wick 2 take place in the same plane for the configurations denoted To, Ta and To OR substantially for the Ho and for which the bit 2 is substantially normal to the plane of movement of the primary shaft 200 for the configurations Tb and Te. Other elements can be added to these standard elementary configurations by a person skilled in the art for the adapt to a configuration with several planes or change the position of these planes without departing from the spirit and scope of the invention.
Configuration standard de base To Basic standard configuration To
Ainsi à la figure 3 -A, on présente une configuration élémentaire (mode de réalisation du dispositif) avec un mouvement transversal de pilonnement pur, en partant de la configuration générique en T, c'est-à-dire dans le cas où le mouvement transversal de la mèche 2 est linéaire, composé uniquement d'un déplacement T et que celui-ci est orthogonal à u, cette configuration dite de base étant notée To. L'intérêt de cette configuration est sa simplicité. Le système de transmission S4 dans cette configuration assure une transmission directe des mouvements de T arbre primaire 200 à la mèche 2, par une solidarisation, préférentiellement selon leur axe, de l'arbre primaire 200 avec la mèche 2, cette solidarisation pouvant se faire par des platines 407 sensiblement normales aux axes et entre lesquelles des cylindres en caoutchouc ou l'équivalent sont positionnés pour atténuer des vibrations, absorber des chocs ou avoir une élasticité dans le fonctionnement, comme visible à la figure 10. Thus in Figure 3 -A, an elementary configuration (embodiment of the device) is presented with a pure heave transverse movement, starting from the generic T-shaped configuration, that is to say in the case where the movement transverse of the wick 2 is linear, composed only of a displacement T and that this is orthogonal to u, this so-called basic configuration being denoted To. The advantage of this configuration is its simplicity. The transmission system S4 in this configuration ensures direct transmission of the movements of the primary shaft 200 to the wick 2, by securing, preferably along their axis, of the primary shaft 200 with the wick 2, this securing being able to be done by plates 407 substantially normal to the axes and between which rubber cylinders or the equivalent are positioned to attenuate vibrations, absorb shocks or have elasticity in operation, as shown in Figure 10.
Une telle configuration ayant un mouvement transversal de déplacement , est obtenue avec le dispositif d’entraînement fondamental représenté à la figure 6A dans lequel le système S3 est configuré pour que le support 300 s’étende orthogonal à la glissière 301. Un tel système peut également bénéficier d’un système d'assistance de glissières S5 dans sa version synchrone comme illustré à la figure 10. Pour la solidité du mécanisme, on a de plus intérêt à ce que le système de transmission S4 comporte également une glissière complémentaire 401, avec son coulisseau dédié 402, pour assurer le guidage du support 300 selon <r avec un coulisseau 402, 302 sur chaque glissière 401, 301, les deux glissières 301, 401 étant assez éloignées l'une de l'autre. Comme on peut le voir, le système SI est lié à une machine rotative 8 qui lorsqu’elle est un moteur engendre le battement du plan porteur et lorsqu’elle est un générateur récupère l’énergie du battement du plan porteur 1. Such a configuration having a transverse movement of displacement, is obtained with the fundamental driving device represented in FIG. 6A in which the system S3 is configured so that the support 300 extends orthogonal to the slide 301. Such a system can also benefit from an S5 slide assistance system in its synchronous version as illustrated in FIG. dedicated slider 402, to guide the support 300 along <r with a slider 402, 302 on each slide 401, 301, the two slides 301, 401 being quite distant from each other. As can be seen, the SI system is linked to a rotary machine 8 which when it is a motor generates the beat of the carrier plane and when it is a generator recovers the energy from the beat of the carrier plane 1.
Configuration standard ailaire Ta Ta wing standard configuration
A la figure 11-A est représenté le dispositif d’entraînement en battement selon l’invention constitué du dispositif fondamental SI, S2, S3 associé à un système S4 qui comporte une liaison à arbre secondaire 410 ou l'équivalent entre la mèche 2 et le bâti 3 sur lequel le dispositif est implanté, de façon à ce que le déplacement o produise le balancement de roulis . On obtient ainsi, représentée à la figure 3-C, la configuration dite ailaire standard Ta, ayant un mouvement transversal avec un balancement de roulis d'angle . In Figure 11-A is shown the beat drive device according to the invention consisting of the fundamental device SI, S2, S3 associated with a system S4 which includes a secondary shaft connection 410 or the equivalent between the wick 2 and the frame 3 on which the device is installed, so that the displacement o produces the roll swing. We thus obtain, shown in Figure 3-C, the so-called standard wing configuration Ta, having a movement transverse with an angle roll swing.
La mise en œuvre du balancement de roulis se fait dans tous les cas avec le système S4 comprenant des moyens de liaison à rotule tels qu’un pivot basculant 408 ou équivalent et des moyens de liaison à glissière tels qu’une glissière d'arbre 405 entre ladite mèche 2 et l'arbre primaire 200 permettant leur liaison en rotation et leur déplacement relatif En effet, au balancement doit s'ajouter la libre rotation de la mèche 2 pour son basculement de tangage </>. Il faut cependant aussi assurer un déplacement relatif par rapport au bâti 3 dans le repère R d'un élément du fait de la linéarité du déplacement a dans ce repère et non de sa forme en arc de cercle par rapport au pivot de ladite rotule 408. The implementation of roll sway is done in all cases with the S4 system comprising ball-and-socket connection means such as a tilting pivot 408 or equivalent and sliding connection means such as a shaft slide 405 between said wick 2 and the shaft primary 200 allowing their connection in rotation and their relative displacement Indeed, to the swinging must be added the free rotation of the wick 2 for its pitch tilting </>. However, it is also necessary to ensure a relative movement with respect to the frame 3 in the reference R of an element due to the linearity of the movement a in this reference and not of its arcuate shape with respect to the pivot of said ball joint 408.
Plusieurs modes de réalisation sont alors possibles dont : un coulissement de l'axe du pivot par rapport au bâti ; un coulissement de l'arbre par rapport au pivot ou un coulissement permettant l'allongement de l'arbre. La configuration standard Ta privilégie cette dernière solution dans la mesure où c'est la seule qui n’entraîne pas de déplacement radial du plan porteur par rapport au repère R du bâti, ce déplacement radial étant potentiellement préjudiciable à la portance en augmentant la tramée induite. Several embodiments are then possible, including: sliding of the axis of the pivot relative to the frame; a sliding of the shaft relative to the pivot or a sliding allowing the lengthening of the shaft. The standard configuration Ta favors the latter solution insofar as it is the only one which does not cause radial displacement of the support plane with respect to the frame reference R, this radial displacement being potentially detrimental to the lift by increasing the induced frame. .
La configuration standard Ta comporte donc préférentiellement une glissière d'arbre 405 selon l'axe de ladite mèche 2 permettant son allongement, soit un dispositif de type arbre cannelé et fourreau rainuré correspondant. Celle-ci pourra s'installer entre la mèche 2 et l'arbre primaireThe standard configuration Ta therefore preferably comprises a shaft slider 405 along the axis of said bit 2 allowing it to be extended, ie a device of the splined shaft type and corresponding grooved sheath. This can be installed between the wick 2 and the primary shaft
200 comme sur la figure 11-A ou entre l'arbre primaire 200 et le cylindre du chemin hélicoïdal200 as in figure 11-A or between the primary shaft 200 and the cylinder of the helical path
201 si les paliers 304, 304bis sur le support 300 permettent un déplacement tout en figeant la position axiale de la came tambour 202. 201 if the bearings 304, 304bis on the support 300 allow movement while freezing the axial position of the drum cam 202.
Deux possibilités de réalisation concernent maintenant la direction du support 300 portant en particulier l'arbre primaire 200 dans le système S3. En effet, soit le support 300 suit le balancement transversal de roulis , d'où y = W, ce qui suppose alors que le choix de la liaison avec le coulisseau de guidage 302 sur la glissière 301 est le pivot d'axe 303, ou bien alors le support 300 reste orthogonal au système de guidage par glissière 301. Dans le premier cas avec un support 300 basculant (figure 11-A), la liaison entre l'arbre primaire 200 et la mèche 2 est une solidarisation simple d'arbres à l'instar de la configuration To de la figure 10 ; dans le second cas avec un support 300 restant orthogonal à u (figure 11-B), la liaison se fait avec un joint de transmission d'arbre 406 permettant la variation d'angle tout en transmettant la rotation de gîte (p, mais la glissière 301 du système S3 doit alors interdire à elle seule ou via une glissière complémentaire la rotation du coulisseau 302 autour de la glissière 301 comme indiqué dans la description. Two possible embodiments now relate to the direction of the support 300 carrying in particular the primary shaft 200 in the system S3. Indeed, either the support 300 follows the transverse roll swing, hence y = W, which then assumes that the choice of the connection with the guide slider 302 on the slide 301 is the axis pivot 303, or well then the support 300 remains orthogonal to the slide guide system 301. In the first case with a tilting support 300 (FIG. 11-A), the connection between the primary shaft 200 and the wick 2 is a simple connection of shafts like the configuration To of FIG. 10; in the second case with a support 300 remaining orthogonal to u (FIG. 11-B), the connection is made with a shaft transmission joint 406 allowing the angle variation while transmitting the heel rotation (p, but the slider 301 of the S3 system must then prohibit alone or via a complementary slider the rotation of the slider 302 around the slider 301 as indicated in the description.
Le choix de l'une ou l'autre de ces deux dernières possibilités change la fonction cinématique E de transformation de tp en </>. Du fait de la position non parallèle entre l'axe du chemin hélicoïdal 201 et la composante r dans le cas d'un support 300 suivant le basculement , le concepteur prendra en compte que la fonction de gîte définie sur ledit chemin de came hélicoïdal sera modulée avec une fonction d'onde dissymétrique entre l'abattée et la remontée du plan (ou son mouvement vers tribord et son mouvement vers bâbord). Cette dissymétrie sera par ailleurs d'autant plus forte que la composante r a un grand débattement. Dans le cas maintenant d'un support 300 restant orthogonal à o, on prend en compte que si on adopte un joint de transmission d'arbre 406 non homocinétique, la fonction de gîte définie sur le chemin de came hélicoïdal 201 est modulée avec une fonction d'onde dépendant directement de l'angle de roulis . The choice of one or the other of these last two possibilities changes the kinematic function E of transformation of tp into </>. Due to the non-parallel position between the axis of the helical path 201 and the component r in the case of a support 300 following tilting, the designer will take into account that the function of list defined on said helical cam path will be modulated with an asymmetrical wave function between the downstroke and the ascent of the plane (or its movement towards starboard and its movement towards port). This asymmetry will moreover be all the greater as the component has a large clearance. In the case now of a support 300 remaining orthogonal to o, it is taken into account that if a non-homokinetic shaft transmission joint 406 is adopted, the heel function defined on the helical cam path 201 is modulated with a function wave directly dependent on the roll angle.
Configuration standard oscillante TQ TQ Oscillating Standard Configuration
Pour obtenir la configuration dite oscillante TQ standard ayant un mouvement transversal avec un balancement de roulis d'angle superposé à un déplacement , illustrée à la figure 3-D, le dispositif d’entraînement fondamental SI à S3 est associé à un système S4 qui comporte au moins une glissière de guidage complémentaire 401, et préférentiellement une seconde 401’, parallèles et relativement espacées de celle de S3 (cf. figure 12). To achieve the so-called standard TQ oscillating configuration having transverse motion with angle roll sway superimposed on displacement, shown in Figure 3-D, the fundamental drive device S1 to S3 is combined with a system S4 which includes at least one complementary guide rail 401, and preferably a second 401', parallel and relatively spaced from that of S3 (cf. FIG. 12).
Le mode de réalisation le plus simple et le plus efficace pour obtenir la configuration est le suivant : le système S3 est constitué d’un support 300 pivotant sur le coulisseau 302, via le pivot d'axe 303, Quant au système de transmission S4, il comporte donc deux glissières 401, 401’, chacune de ces glissières complémentaires étant munie d'un coulisseau 402, 402’ pour entraîner par un pivot complémentaire 403, 403’ un support complémentaire 400, 400’ indépendant qui portera pour le premier la mèche 2 du plan porteur sans déplacement, via un palier 404 dédié et pour le second le cas échéant, l'arbre primaire 200, les supports 300, 400, 400’ étant alignés selon l'axe des arbres portés, ainsi qu’une glissière d'arbre 405 permettant une liaison avec un déplacement relatif entre l'arbre primaire 200 et la mèche 2, à savoir un dispositif de type arbre et mèche cannelés et fourreau rainuré correspondant ; et le cas échéant, un palier ou l'équivalent 404 permettra le déplacement de l'arbre primaire 200 par rapport au second support complémentaire 400’. Enfin le mécanisme sera complété par le système d'assistance de glissière S5 entraînant deux coulisseaux au minimum de façon asynchrone, cet asynchronisme assurant le balancement de roulis de la mèche 2 et y du support, avec y = . Du fait du basculement y du support, l'axe d'un chemin hélicoïdal 201 et la composante T sont non parallèles. En conséquence on prendra en compte que, par construction, la fonction de gîte définie sur le chemin hélicoïdal est modulée avec une fonction d'onde dissymétrique entre l'abattée et la remontée du plan (ou son mouvement vers tribord et son mouvement vers bâbord). Cette dissymétrie est par ailleurs d'autant plus forte que la composante T a un grand débattement. The simplest and most effective embodiment for obtaining the configuration is as follows: the system S3 consists of a support 300 pivoting on the slider 302, via the axis pivot 303, As for the transmission system S4, it therefore comprises two slides 401, 401', each of these complementary slides being provided with a slider 402, 402' to drive via a complementary pivot 403, 403' an independent complementary support 400, 400' which will first carry the wick 2 of the support plane without displacement, via a dedicated bearing 404 and for the second if necessary, the primary shaft 200, the supports 300, 400, 400 'being aligned along the axis of the carried shafts, as well as a slide shaft 405 allowing a connection with a relative movement between the primary shaft 200 and the wick 2, namely a device of the splined shaft and wick type and corresponding grooved sheath; and if necessary, a bearing or the equivalent 404 will allow movement of the primary shaft 200 relative to the second complementary support 400'. Finally, the mechanism will be completed by the slide assistance system S5 driving at least two slides asynchronously, this asynchrony ensuring the rolling swing of the bit 2 and y of the support, with y = . Due to the y tilting of the support, the axis of a helical path 201 and the T component are non-parallel. Consequently, we will take into account that, by construction, the function of list defined on the helical path is modulated with an asymmetrical wave function between the surge and the ascent of the plane (or its movement towards starboard and its movement towards port). This asymmetry is moreover all the stronger as the component T has a large displacement.
Configurations To', Ta', Ta' Configurations To', Ta', Ta'
Il est possible d’introduite dans ces configurations To, Ta, To un mouvement transversal induisant un cavalement. Ainsi, alors que dans la configuration de base To, y compris ses déclinaisons avec un balancement de roulis Ta et To, le mouvement transversal de pilonnement E ou de basculement T est strictement orthogonal à la vitesse relative du fluide par rapport à l'engin, soit à la vitesse u, il est possible d'organiser l'installation du dispositif dans l'engin ou sur son support pour que le mouvement transversal ne soit pas strictement orthogonal à u, soit qu'il soit incliné d'un angle que nous nommons différent de 90°. Ces configurations To', Ta', Tri sont respectivement représentées aux figures 4-A, 4-C et 4-D pour celles dérivant respectivement de To, Ta, Tn. It is possible to introduce into these configurations To, Ta, To a transverse movement inducing surge. Thus, while in the basic configuration To, including its variations with a rolling swing Ta and To, the transverse movement of heave E or tilting T is strictly orthogonal to the relative speed of the fluid with respect to the machine, either at speed u, it is possible to organize the installation of the device in the machine or on its support so that the transverse movement is not strictly orthogonal to u, or it is inclined at an angle that we call it different from 90°. These configurations To′, Ta′, Tri are respectively represented in FIGS. 4-A, 4-C and 4-D for those deriving respectively from To, Ta, Tn.
Configuration standard battante Th Standard swing configuration Th
Le dispositif d’entraînement en battement combiné permettant d’obtenir la configuration dite battante Tb standard, visible à la figure 3 -B, ayant un mouvement de pilonnement E avec un plan porteur déporté selon l'axe x, comprend le dispositif d’entraînement fondamental des systèmes SI à S3, et un système S4 comme illustré à la figure 13, pourvu de la glissière complémentaire 401 similaire à celui décrit ci-dessus qui comprend également un bras creux 6, cylindrique ou profilé, solidaire du support 300 et orthogonal aux glissières 301, 401, portant sans déplacement via des paliers, d'une part, préférentiellement à l'intérieur du bras 6, un arbre secondaire 410 coaxial et solidaire d'un coté à l'arbre primaire 200 et d'autre part de l'autre côté, la mèche 2 du plan porteur 1, celle-ci étant sensiblement orthogonale aux arbres 200, 410, avec deux roues dentées coniques collaborantes 411 ou l'équivalent solidaires, l'une dudit arbre secondaire 410 et l'autre de la mèche 2 ) pour assurer la transmission de l'angle de gîte q> à celle-ci, comme cela est visible à la figure 13. Par ailleurs, le déplacement du support 300 sur les glissières 301, 401 peut inclure le système de guidage de glissières S5 dans sa version synchrone. The combined flapping drive device making it possible to obtain the so-called standard flapping configuration Tb, visible in FIG. 3-B, having a heave movement E with a support plane offset along the x axis, comprises the drive device fundamental of the systems SI to S3, and a system S4 as illustrated in FIG. 13, provided with the additional slide 401 similar to that described above which also comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and orthogonal to the slides 301, 401, carrying without displacement via bearings, on the one hand, preferably inside the arm 6, a coaxial secondary shaft 410 and secured on one side to the primary shaft 200 and on the other hand to the on the other side, the wick 2 of the support plane 1, the latter being substantially orthogonal to the shafts 200, 410, with two collaborating bevel gears 411 or the equivalent integral, one of said secondary shaft 410 and the other of the wick 2 ) to ensure the transmission of the angle of heel q> to it, as can be seen in FIG. 13. Furthermore, the movement of the support 300 on the slides 301, 401 can include the slide guide system S5 in its synchronous version .
Configuration standard caudale Te Dans la configuration dite battante notée Tb, le bras 6 portant le plan porteur se déplace en restant parallèle dans ses positions ; or pour produire le pilonnement du plan porteur, on peut envisager une transformation de cette configuration consistant à faire basculer le bras plutôt qu'il ne se déplace parallèlement au pilonnement. Le mouvement transversal n'est alors pas strictement pilonnant mais en arc de cercle apportant par conséquent une composante de cavalement. Cette configuration par analogie à celle de la nageoire caudale des poissons et des mammifères marins est nommée caudale et notée Te comme visible à la figure 4-B. Ainsi, partant du dispositif fondamental des systèmes SI à S3, on associe le système de transmission S4 qui comporte un bras creux 6, cylindrique ou profilé, solidaire du support 300 et pivotant sur le bâti ou l'engin 3 comme représenté dans la figure 14. La configuration dite caudale Te standard a un mouvement transversal de basculement de tangage avec un plan porteur déporté, comme illustré dans la figure 4-B. Te standard caudal configuration In the so-called swinging configuration denoted Tb, the arm 6 carrying the support plane moves while remaining parallel in its positions; gold to produce the heave of the support plane, one can consider a transformation of this configuration consisting in tilting the arm rather than it moves parallel to the heave. The transverse movement is then not strictly pounding but in an arc of a circle therefore bringing a surge component. This configuration by analogy to that of the caudal fin of fish and marine mammals is called caudal and denoted Te as visible in figure 4-B. Thus, starting from the fundamental device of the systems SI to S3, the transmission system S4 is associated which comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and pivoting on the frame or the machine 3 as represented in figure 14 The so-called standard Te caudal configuration has a transverse pitch tilting motion with an offset bearing plane, as shown in Figure 4-B.
Le mode de réalisation le plus simple et le plus efficace de la configuration est le suivant : le système S3 est configuré avec un support 300 pivotant, via le pivot d'axe 303 conformément à la description du sous-système ; le système S4 comprend un bras 6, généralement creux, cylindrique ou profilé, solidaire dudit support 300, portant préférentiellement à l'intérieur du bras, un arbre secondaire 410 solidaire lié directement ou indirectement d'un côté de l'arbre primaire 200 pour former un même axe sensiblement parallèle audit bras 6 ; de l'autre côté le dit bras portant la mèche 2 du plan porteur 1 sensiblement orthogonale aux arbres 200, 410, deux roues dentées coniques collaborantes 411 solidaires pour l'une dudit arbre secondaire 410 et pour l'autre de la mèche 2 assurant leur liaison. Ainsi, le système de transmission S4 comporte un bras creux 6, cylindrique ou profilé, solidaire du support 300 et monté pivotant par rapport au bâti ou à l'engin 3 de façon à ce que le déplacement <7 produise le basculement de tangage par l'intermédiaire de deux pivots 409 opposés ne traversant pas ledit bras 6 ; l'arbre primaire 200 se prolongeant à l'intérieur du bras 6 et dans sa continuité un arbre secondaire 410 étant porté sans déplacement via des paliers à l'intérieur du bras 6 en lui étant parallèle. D'un côté, la liaison entre l'arbre primaire 200 et l'arbre secondaire 410 positionnés bout-à-bout selon le même axe se fait par l'intermédiaire par l'intermédiaire de moyens de coulissement permettant le déplacement relatif des arbres tels qu’une glissière d'arbre 405 permettant leur déplacement relatif, soit un dispositif de type arbres cannelés et fourreau rainuré correspondant ; de l'autre côté, à son extrémité, le bras 6 porte sans déplacement la mèche 2 du plan porteur 1, celle-ci étant sensiblement orthogonale à l'arbre secondaire 410 ; enfin, deux roues dentées coniques collaborantes 411 ou l'équivalent sont solidaires l'une de l'arbre secondaire 410 et l'autre de la mèche 2, pour contrôler le tangage </> de celle-ci. Configuration standards pistonnantes Ho et Ho' The simplest and most efficient embodiment of the configuration is as follows: the S3 system is configured with a 300 pivoting support, via the axis pivot 303 according to the description of the subsystem; the system S4 comprises an arm 6, generally hollow, cylindrical or profiled, integral with said support 300, preferably carrying inside the arm, a secondary shaft 410 integral linked directly or indirectly to one side of the primary shaft 200 to form the same axis substantially parallel to said arm 6; on the other side the said arm carrying the wick 2 of the bearing plane 1 substantially orthogonal to the shafts 200, 410, two collaborating bevel gear wheels 411 one of which is secured to said secondary shaft 410 and the other to the wick 2 ensuring their connection. Thus, the transmission system S4 comprises a hollow arm 6, cylindrical or profiled, integral with the support 300 and pivotally mounted relative to the frame or to the machine 3 so that the displacement <7 produces the pitch tilting by the intermediary of two opposite pivots 409 not crossing said arm 6; the primary shaft 200 extending inside the arm 6 and in its continuity a secondary shaft 410 being carried without displacement via bearings inside the arm 6 while being parallel to it. On the one hand, the connection between the primary shaft 200 and the secondary shaft 410 positioned end-to-end along the same axis is made via sliding means allowing the relative movement of the shafts such a shaft slider 405 allowing their relative movement, ie a device of the splined shaft type and corresponding grooved sheath; on the other side, at its end, the arm 6 carries without displacement the wick 2 of the support plane 1, the latter being substantially orthogonal to the secondary shaft 410; finally, two collaborating bevel gears 411 or the equivalent are integral, one with the secondary shaft 410 and the other with the wick 2, to control the pitch </> thereof. Ho and Ho' pistoning standard configuration
Le dispositif d’entraînement en battement selon l’invention permettant d’obtenir la configuration dite pistonnante Ho standard ayant un mouvement transversal de déplacement avec un plan porteur déporté selon l'axe y, comme illustré dans la figure 5-A, est celui représenté à la figure 15. The flapping drive device according to the invention making it possible to obtain the so-called pistoning configuration Ho standard having a transverse displacement movement with a bearing plane offset along the y axis, as illustrated in FIG. 5-A, is that represented in Figure 15.
Le mode de réalisation le plus simple et le plus efficace est le suivant : le système S3 est configuré avec un support 300 orthogonal à o le système de transmission S4 comportant quant à lui, pour la solidité du mécanisme, préférentiellement, une glissière complémentaire 401 avec son coulisseau dédié 402 pour assurer le guidage du support 300 selon <J avec un coulisseau 302, 402 sur chaque glissière 301, 401, les deux glissières étant relativement éloignées l'une de l'autre et comportant également un pilon creux 5, cylindrique ou profilé, positionné parallèlement au déplacement c, solidaire du support 300, monté sur ledit support 300 orthogonalement à l’arbre primaire 200 et coulissant dans une chemise 413 solidaire du bâti ou de l'engin 3. Le système comporte en outre un arbre secondaire 410 porté sans déplacement à l'intérieur dudit pilon préférentiellement et lui étant parallèle. Le système S4 comporte aussi un arbre tertiaire 414, perpendiculaire à l'arbre primaire 200 et porté sans déplacement par le support 300, la rotation de gîte tp de l'arbre primaire 200 étant transmis à l’arbre secondaire via l'arbre tertiaire par deux roues coniques collaborantes 415 pour les arbres ou équivalent perpendiculaires, comportant de plus, du côté du support 300, un couple de roues généralement droites 417, 417’, sur deux arbres parallèles distants, l'une solidaire de l'arbre secondaire 410, l'autre de l'arbre tertiaire 414, permettant via un engrenage ou un élément de transmission souple tel qu’une courroie ou encore une chaîne 416 la transmission de la rotation entre les arbres secondaire 410 et tertiaire 414. Enfin du côté opposé ou côté plan porteur, le pilon 5 porte sans déplacement la mèche 2 du plan porteur 1, celle-ci étant sensiblement orthogonale au pilon 5 avec deux roues dentées coniques collaborantes 411 ou équivalent solidaires l'une de l'arbre secondaire et l'autre de la mèche pour contrôler le tangage <f> de celle-ci. The simplest and most effective embodiment is as follows: the system S3 is configured with a support 300 orthogonal to o the transmission system S4 comprising meanwhile, for the solidity of the mechanism, preferably, an additional slide 401 with its dedicated slider 402 to guide the support 300 along <J with a slider 302, 402 on each slide 301, 401, the two slides being relatively distant from each other and also comprising a hollow pestle 5, cylindrical or profile, positioned parallel to the displacement c, secured to the support 300, mounted on said support 300 orthogonally to the primary shaft 200 and sliding in a sleeve 413 secured to the frame or the machine 3. The system further comprises a secondary shaft 410 carried without displacement inside said pestle preferably and being parallel to it. The system S4 also comprises a tertiary shaft 414, perpendicular to the primary shaft 200 and carried without movement by the support 300, the heeling rotation tp of the primary shaft 200 being transmitted to the secondary shaft via the tertiary shaft by two collaborating bevel wheels 415 for the perpendicular shafts or equivalent, further comprising, on the side of the support 300, a pair of generally straight wheels 417, 417', on two distant parallel shafts, one integral with the secondary shaft 410, the other of the tertiary shaft 414, allowing via a gear or a flexible transmission element such as a belt or a chain 416 the transmission of rotation between the secondary 410 and tertiary 414 shafts. carrying plane, the pestle 5 carries without displacement the wick 2 of the carrying plane 1, the latter being substantially orthogonal to the pestle 5 with two collaborating bevel toothed wheels 411 or equivalent, one integral with the secondary shaft and the other of the bit to control the pitch <f> of it.
Il faut cependant noter qu'au détriment de la symétrie du dispositif, une variante du dispositif est possible en désaxant le pilon 5 par rapport au support 300, ce qui permet de supprimer l'arbre tertiaire 414 et le couple de roues droites 417, 417’ la collaboration entre les arbres primaire 200 et secondaire 410 pouvant alors directement se faire via un couple de roues coniques collaborantes. It should however be noted that to the detriment of the symmetry of the device, a variant of the device is possible by offsetting the pestle 5 with respect to the support 300, which makes it possible to eliminate the tertiary shaft 414 and the pair of straight wheels 417, 417 'The collaboration between the primary shafts 200 and secondary 410 can then be done directly via a couple of collaborating bevel wheels.
Cette configuration dite pistonnante Ho peut être installée de telle sorte que le pilonnement ne soit pas strictement orthogonal à u, c'est-à-dire avec un biais Cette configuration notée Ho' est représentée à la figure 5 -B. Dans les faits cette inclinaison S, du mouvement transversal S introduit, une composante de cavalement, qui lui est proportionnelle. This so-called piston configuration Ho can be installed in such a way that the heave does not is not strictly orthogonal to u, that is to say with a bias This configuration denoted Ho' is represented in figure 5-B. In fact, this inclination S, of the transverse movement S introduces a surge component, which is proportional to it.
Systèmes complémentaires Complementary systems
Comme on l’a déjà évoqué auparavant, le système S4 transforme à partir du dispositif fondamental SI, S2 S3 le mouvement de déplacement a de l'arbre primaire 200 en ou ou bien en et et son basculement de gîte (p devient le basculement de tangage Par ailleurs, des systèmes complémentaires peuvent étendre le domaine d'emploi ou l'efficacité de telle ou telle configuration comme présenté ci-dessous, tels que le système de régulation d'allure S6 ou le système d'orientation directionnelle S7, ou encore améliorer structurellement la configuration ou en complète la cinématique comme avec le système de guidage pour glissières S5. As we have already mentioned before, the system S4 transforms from the fundamental device S1, S2 S3 the displacement movement a of the primary shaft 200 into either or else into and and its tilting of heel (p becomes the tilting of In addition, complementary systems can extend the field of use or the effectiveness of such and such a configuration as presented below, such as the S6 wind speed regulation system or the S7 directional orientation system, or even structurally improve the configuration or complete the kinematics as with the S5 guide system.
Système d'assistance de glissières Slide assist system
Dans le cas de présence d'au moins deux glissières 301 et 401 orientées selon <J, guidant chacune un coulisseau 302, 402 pour porter l'arbre primaire 200 sur le support 300, un système d'assistance de glissières, nommé S5, comme illustré dans les figures 10, 11-B, 13, peut être ajouté. Il est obligatoire figure 12 pour la configuration Tu dans sa version asynchrone. In the case of the presence of at least two slides 301 and 401 oriented along <J, each guiding a slider 302, 402 to carry the primary shaft 200 on the support 300, a slide assistance system, named S5, as shown in Figures 10, 11-B, 13, may be added. Figure 12 is mandatory for the Tu configuration in its asynchronous version.
Le mode de réalisation robuste de ce système consiste à positionner de part et d'autre d'au moins deux glissières un pignon 500, 500’ relié par un élément de transmission souple 501, 501 ’ type chaîne ou courroie crantée embarquant le coulisseau de la glissière par au moins un point d'attache 502, 502’, tel un système de convoyage. Les pignons, sont ensuite reliés entre les glissières, au moins d'un côté, par un arbre de liaison 503, solidaire de chaque pignon, de telle sorte que le déplacement d'un élément quelconque lié à un coulisseau sur une glissière, entraîne via ce système, un déplacement sur le coulisseau de l'autre glissière ou des autres glissières.The robust embodiment of this system consists in positioning on either side of at least two slideways a pinion 500, 500' connected by a flexible transmission element 501, 501' of the chain or toothed belt type carrying the slider of the slide by at least one attachment point 502, 502', such as a conveying system. The sprockets are then connected between the slideways, at least on one side, by a connecting shaft 503, secured to each pinion, so that the movement of any element connected to a slider on a slideway, causes via this system, a movement on the slide of the other slide or other slides.
Dans le cas où ledit arbre de liaison 503 relie des pignons 500, 500’ de même diamètre (figures 10, 11-B, 13), le déplacement au niveau de chaque glissière est synchrone et l'arbre primaire 200 se déplace dans des positions parallèles entre elles. Pour limiter les sollicitations parasites sur les coulisseaux 302, 402 et les glissières, ceux-ci seront alors préférentiellement liés au support 300, pour l'un avec un pivot 303 et pour l'autre avec un pivot-glissant 403, soit un pivot inséré dans un trou oblong en permettant un léger débattement ou un dispositif équivalent.In the case where said connecting shaft 503 connects pinions 500, 500' of the same diameter (FIGS. 10, 11-B, 13), the movement at the level of each slideway is synchronous and the primary shaft 200 moves into positions parallels between them. To limit the parasitic stresses on the slides 302, 402 and the slides, these will then be preferentially linked to the support 300, for one with a pivot 303 and for the other with a sliding pivot 403, i.e. a pivot inserted in an oblong hole allowing a slight deflection or an equivalent device.
Dans le cas où l'arbre de liaison relie des pignons de diamètres différents (figure 12), le déplacement des coulisseaux sera asynchrone, ce qui produit un balancement de l'arbre primaire 200 qui n’est possible qu'avec la présence d'au moins un support complémentaire 400 indépendant (ou deux sur la figure 12 avec 400 et 400'), l'autorisation d'un balancement entre les coulisseaux 302, 402, 402' et les supports, soit via le pivot 303 et un pivot complémentaire 403, 403' par support complémentaire et enfin, avec un débattement pour absorber la différence de distance liée au balancement T entre les deux coulisseaux, soit en liant les arbres portés sur chaque support positionné bout-à-bout selon le même axe, en l'occurrence l'arbre primaire 200 et la mèche 2, par l'intermédiaire d'une glissière d'arbre 405 permettant leur déplacement relatif, soit un dispositif de type arbres cannelés et fourreau rainuré correspondant. Ainsi, l'angle de balancement î/'est déterminé par le rapport des diamètres des pignons liés au dit arbre de liaison 503 et par l'amplitude de déplacement d'un point quelconque des éléments portés via les coulisseaux. In the case where the connecting shaft connects sprockets of different diameters (figure 12), the displacement of the slides will be asynchronous, which produces a swinging of the primary shaft 200 which is only possible with the presence of at least one independent complementary support 400 (or two in figure 12 with 400 and 400'), the authorization of a swing between the slides 302, 402, 402' and the supports, either via the pivot 303 and a complementary pivot 403, 403' per complementary support and finally, with a deflection to absorb the difference in distance linked to the swinging T between the two slides, either by linking the shafts carried on each support positioned end-to-end along the same axis, in this case the primary shaft 200 and the wick 2, by means of a slide d shaft 405 allowing their relative movement, or a splined shaft type device and corresponding grooved sheath. Thus, the swing angle î/′ is determined by the ratio of the diameters of the pinions connected to said connecting shaft 503 and by the amplitude of displacement of any point of the elements carried via the sliders.
Système de régulation d’allure S6 version Sic S6 vane control system Sic version
Dans le cas du mode de réalisation du système SI engendrant une trajectoire z sensiblement oblongue avec une chaîne à rouleaux 110, 110’ ou l'équivalent, un système de régulation d’allure S6 comprend des moyens configurés pour modifier de façon coordonnée la position de pignons, au moins 4 pignons et préférentiellement de 6, 111a à l l lf, de façon à élargir ou rétrécir, préférentiellement symétriquement par rapport à la direction o, la composante T de la trajectoire A du maneton 100 sur la chaîne 110, ce qui peut notamment être obtenu, comme illustré dans la figure 16, par In the case of the system embodiment S1 generating a substantially oblong z-trajectory with a roller chain 110, 110' or the like, a vane control system S6 comprises means configured to coordinately change the position of sprockets, at least 4 sprockets and preferably 6, 111a to ll lf, so as to widen or narrow, preferably symmetrically with respect to the direction o, the component T of the trajectory A of the crank pin 100 on the chain 110, which can in particular be obtained, as illustrated in figure 16, by
1) un ensemble de barres articulées de type pantographe 620 reliant les pignons, à une rangée de losanges dans lequel les six dits pignons 111 a à l l lf coplanaires d'au moins une chaîne, et préférentiellement de deux, sont dans le prolongement des articulations terminales des losanges d'extrémités ;1) a set of articulated bars of the pantograph type 620 connecting the pinions, to a row of diamonds in which the six said pinions 111 a to ll lf coplanar with at least one chain, and preferably two, are in the extension of the joints terminals of the end diamonds;
2) par un dispositif de commande de la position relative desdits pignons, de type vérin 621 à tige filetée ou équivalent, pour rapprocher ou éloigner deux articulations opposées d'un des losanges dudit pantographe ; enfin2) by a device for controlling the relative position of said pinions, of the jack 621 type with a threaded rod or equivalent, to bring two opposite joints closer together or further apart from one of the diamonds of said pantograph; finally
3) un dispositif de tension où au moins une barre d'extrémité, et préférentiellement deux, des losanges d'extrémités peut s'ajuster en longueur via un vérin automatique 622a à 622d à ressort ou l'équivalent. 3) a tensioning device where at least one end bar, and preferably two, of the end diamonds can be adjusted in length via an automatic spring jack 622a to 622d or the equivalent.
Par ailleurs, ce système pantographique est monté sur une cloison 623, parallèle au plan des pignons, solidaire du bâti ou de l'engin 3 avec l'un de ses pivots 624 d’articulation, préférentiellement celui central, fixé sur la cloison 623 alors que les pivots axiaux latéraux 625a à 625d, et au moins pour l'un d'entre eux, coulisseront sur des ouvertures 626a à 626d ou l'équivalent en permettant le débattement selon la direction G. Furthermore, this pantographic system is mounted on a partition 623, parallel to the plane of the gears, integral with the frame or the machine 3 with one of its pivots 624 of articulation, preferably the central one, fixed on the partition 623 then than the lateral axial pivots 625a to 625d, and at least for one of them, will slide on openings 626a to 626d or the equivalent allowing movement in direction G.
Système de régulation d’allure S 6 version Sim S 6 vane control system Sim version
Dans le cas du mode de réalisation du système Sim engendrant une trajectoire 2 circulaire avec une roue ou une manivelle, le système de régulation d‘ allure S6, comme illustré dans les figures 17-A et 17-B, comprend des moyens de décalage de la position radiale du maneton 100 sur le flanc de la roue entraîneuse 101 et d’une roue déplaçante 604 sur lesquelles il est directement ou indirectement guidé le long d’un chemin sur chaque roue, durant la rotation de celle-ci au moyen d’un dispositif de déphasage commandé entre les rotations de la roue entraîneuse 101 et de la roue déplaçante 604 en installant notamment préférentiellement un différentiel 800. Il consiste à : d'une part permettre le déplacement, d'une valeur A ajustable, de la position radiale du maneton 100 sur le flanc de la roue entraîneuse 101 sur laquelle il est implanté durant la rotation de celle-ci, ce qui est normalement obtenu par trois ensembles d'éléments complémentaires, le premier ensemble étant composé notamment de ladite roue entraîneuse 101 dans le flanc de laquelle un chemin 601 ou une glissière est ouvert sensiblement radial ement de telle sorte que le maneton 100, d'axe sensiblement orthogonal au flanc de la roue entraîneuse 101, ou un coulisseau 602 sur lequel il est implanté, puisse se déplacer librement dans le plan de la roue, dans une plage de positions correspondant au réglage de T accepté par le sous-système S2 ; le deuxième ensemble comprenant le maneton 100 et un maneton équivalent, nommé contre-maneton 600, d'axe parallèle, opposés l'un à l'autre, préférentiellement sur le même axe, liés solidairement ensemble directement ou bien par l'intermédiaire du coulisseau 602 de positionnement radial situé dans le premier ensemble ; le troisième ensemble comprenant une roue déplaçante 604, juxtaposée à ladite roue entraîneuse porte maneton comme ci-dessus équipée et partageant le même axe géométrique o ou physique 112, sur le flanc de laquelle une plage de chemin ou une glissière en spirale 605 de centre o ou l'équivalent est fait, en vis-à-vis des positions possibles du contre-maneton 600 dans le but de mener l'extrémité de celui-ci, ou un coulisseau dans lequel cette extrémité est implantée, dans une partie de ce chemin en spirale. In the case of the embodiment of the system Sim generating a circular trajectory 2 with a wheel or a crank, the speed regulation system S6, as illustrated in FIGS. 17-A and 17-B, comprises means for shifting the radial position of the crankpin 100 on the flank of the driving wheel 101 and of a moving wheel 604 on which it is directly or indirectly guided along a path on each wheel, during the rotation of the latter by means of a controlled phase shift device between the rotations of the driving wheel 101 and of the moving wheel 604 by in particular preferentially installing a differential 800. It consists in: on the one hand allowing the displacement, by an adjustable value A, of the radial position of the crankpin 100 on the side of the driving wheel 101 on which it is installed during the rotation of the latter, which is normally obtained by three sets of complementary elements, the first set being composed in particular of said drive wheel 101 in the side of which a path 601 or a slideway is open substantially radially so that the crankpin 100, with an axis substantially orthogonal to the side of the drive wheel 101, or a slider 602 on which it is located , can move freely in the plane of the wheel, in a range of positions corresponding to the adjustment of T accepted by the subsystem S2; the second assembly comprising the crankpin 100 and an equivalent crankpin, called counter-crankpin 600, with a parallel axis, opposite to each other, preferably on the same axis, integrally linked together directly or else via the slider 602 radial positioning located in the first set; the third set comprising a moving wheel 604, juxtaposed to said crank pin-carrying drive wheel as above equipped and sharing the same geometric or physical axis o or the equivalent is done, vis-à-vis the possible positions of the counter-crank pin 600 in order to lead the end of the latter, or a slide in which this end is located, in a part of this path spiral.
Le système S6 consiste d'autre part à introduire un système de déphasage x commandé entre les rotations des roues entraîneuse 101 et déplaçante 604 en installant préférentiellement un organe connu sous le nom de différentiel 800, dans lequel : un des planétaires, nommé planétaire primaire 803, est solidaire par un arbre 610 d'une roue, dite suiveuse 611, engrenée sur l'une des deux roues entraîneuse 101 ou déplaçante 604 à déphaser ; le planétaire secondaire 804 est monté solidaire d’une seconde roue suiveuse 613 engrenée pour une demi largeur de sa denture sur une roue dite inverseuse 615, elle-même engrenée pour l'autre demi largeur sur l'autre roue à déphaser ; et enfin dans lequel le porte satellite 801 solidaire d'un arbre 614 opposé aux deux précédents est directement lié à un levier de commande pouvant être manuel. Les caractéristiques des roues dans ces ensembles sont normalement les suivantes : la roue entraîneuse 101 et la roue déplaçante 604 sont de même diamètre ; les deux roues suiveuses 611, 613 et la roue inverseuse 615 sont de même diamètre ; les deux planétaires 803, 804 du différentiel sont également de même diamètre ; et le ou les satellites 802 sur le porte-satellite 801 sont d'un diamètre quelconque. The system S6 consists on the other hand in introducing a phase shift system x controlled between the rotations of the driving wheels 101 and moving wheels 604 by preferentially installing a member known as the differential 800, in which: one of the sun gears, named primary sun gear 803 , is secured by a shaft 610 to a wheel, called follower wheel 611, meshed with one of the two driving wheels 101 or moving wheels 604 to be phase-shifted; the secondary sun gear 804 is mounted integral with a second follower wheel 613 meshed for a half width of its teeth on a so-called inverter wheel 615, itself meshed for the other half width on the other wheel to be phase-shifted; and finally in which the satellite carrier 801 secured to a shaft 614 opposite to the two previous ones is directly linked to a control lever which can be manual. The characteristics of the wheels in these assemblies are normally as follows: driving wheel 101 and displacing wheel 604 are of the same diameter; the two following wheels 611, 613 and the reversing wheel 615 are of the same diameter; the two sun gears 803, 804 of the differential are also of the same diameter; and the satellite(s) 802 on the planet carrier 801 are of any diameter.
Système de régulation d’allure S6 version SI épi S6 vane control system SI epi version
Dans le cas du mode de réalisation du système SI engendrant une trajectoire 2 elliptique selon le mode de réalisation avec un train planétaire dit antiépitrochoïdal avec une chaîne ou une courroie Slépi-c (108, figures 18- A ou B) ou encore à engrenage avec un satelliton (106, figures 19- A ou B) Slépi-e, le système de régulation d’allure S6 qui est commun aux deux versions comprend des moyens de décalage de la position radiale de l'axe o' du satellite porte maneton 103 implantée et guidé conjointement, directement ou indirectement, sur le flanc de la roue entraîneuse 101 et d‘une roue déplaçante 604, via un chemin sur chaque roue, durant la rotation de celle-ci, au moyen d’un dispositif de déphasage commandé entre les rotations de la roue entraîneuse 101 et de la roue déplaçante 604 en installant notamment préférentiellement un différentiel 800 et consiste en : premièrement, permettre le déplacement, d'une valeur ajustable, de la position radiale de l'axe o' du satellite porte maneton 103 implanté sur le flanc de la roue entraîneuse 101, durant la rotation de celle-ci, ce qui est normalement obtenu par trois ensembles d'éléments complémentaires le premier ensemble étant composé notamment de ladite roue entraîneuse sur le flanc de laquelle un chemin 601 ou une glissière est ouvert sensiblement radial ement de telle sorte que le pivot 105 du satellite 103, sensiblement orthogonal au flanc de la roue entraîneuse, ou un coulisseau 602 sur lequel il est implanté, puisse se déplacer librement dans le plan de la roue et dans une plage de positions correspondant au réglage de r accepté par le système S2 ; le deuxième ensemble comprenant le pivot 105 du satellite et un autre pivot 603 parallèle, en position opposée, nommé contre-pivot, liés solidairement ensemble directement ou bien par l'intermédiaire du coulisseau 602 de positionnement radial cité dans le premier ensemble ; le troisième ensemble comprenant une contre-roue, dénommée déplaçante 604, juxtaposée à ladite roue entraîneuse porte satellite comme ci-dessus équipée et partageant le même axe o ou 112, sur le flanc de laquelle une plage de chemin ou une glissière en spirale 605 de centre o ou l'équivalent est réalisé, en vis-à-vis des positions possibles dudit contre-pivot 603 du satellite dans le but de mener généralement l'extrémité de celui-ci ou un coulisseau dans lequel cette extrémité est implantée dans une partie de ce chemin en spirale. In the case of the embodiment of the SI system generating an elliptical trajectory 2 according to the embodiment with a so-called anti-epitrochoidal planetary gear train with a chain or a Slépi-c belt (108, FIGS. 18-A or B) or else with gears with a satellite (106, FIGS. 19-A or B) Slépi-e, the speed regulation system S6 which is common to both versions comprises means for shifting the radial position of the axis o' of the crank pin holder satellite 103 implanted and guided jointly, directly or indirectly, on the side of the driving wheel 101 and of a moving wheel 604, via a path on each wheel, during the rotation of the latter, by means of a phase shift device controlled between the rotations of the drive wheel 101 and of the displacer wheel 604 by installing in particular preferably a differential 800 and consists of: firstly, allowing the displacement, by an adjustable value, of the radial position of the axis o' of the crank pin 103 implanted on the side of the drive wheel 101, during the rotation of the latter, which is normally obtained by three sets of complementary elements the first set being composed in particular of said drive wheel on the side of which a path 601 or a slide is open substantially radially so that the pivot 105 of the satellite 103, substantially orthogonal to the side of the drive wheel, or a slider 602 on which it is located, can move freely in the plane of the wheel and in a range of positions corresponding to the setting of r accepted by the system S2; the second set comprising the pivot 105 of the satellite and another parallel pivot 603, in opposite position, called counter-pivot, integrally linked together directly or via the radial positioning slider 602 mentioned in the first set; the third set comprising a counter-wheel, called moving 604, juxtaposed to said planetary carrier driving wheel as above equipped and sharing the same axis o or 112, on the side of which a track surface or a spiral slide 605 with center o or the equivalent is made, opposite possible positions of said counter-pivot 603 of the satellite with the aim of generally leading the end of the latter or a slider in which this end is located in a part of this spiral path.
L'équipement consiste deuxièmement, comme pour la version S6/Slm présentée ci-dessus, à introduire un système de déphasage / commandé entre les rotations de la roue entraîneuse 101 et de la roue déplaçante 604, via l'installation d'un différentiel 800 commandant les roues suiveuses 611 et 613 et inverseuse 615. The equipment consists secondly, as for the S6/Slm version presented above, in introducing a phase shift / controlled system between the rotations of the drive wheel 101 and the moving wheel 604, via the installation of a differential 800 controlling the follower wheels 611 and 613 and reverser 615.
Pour s'ajuster à la position de réglage A du satellite 103, un moyen de déplacement adéquat de la position du pivot 107, soit des galets pour la version S6/Slépi-c, soit du satelliton pour la version S6/S 1 épi-e, est nécessaire, ce qui caractérise le troisième dispositif. To adjust to the adjustment position A of the satellite 103, an adequate means of moving the position of the pivot 107, either rollers for the S6/Slépi-c version, or satelliton for the S6/S 1 épi-c version. e, is necessary, which characterizes the third device.
Pour la version S6/Slépi-c ce troisième dispositif est représenté aux figuresl8-A et 18-B. Ces moyens sont caractérisés par le positionnement du pivot 107 d'un ou plusieurs galets 106, 106’ de façon symétrique par rapport à la droite (oo') sur le flanc de la roue entraîneuse 101 sur laquelle ces axes sont implantés, ce qui est normalement obtenu par trois ensembles d'éléments complémentaires le premier ensemble est composé notamment de ladite roue entraîneuse sur le flanc de laquelle un chemin ou une glissière principale 606, 606’ par galet est ouvert de telle sorte que le pivot 107, 107’ de chaque dit galet, sensiblement orthogonal au flanc de ladite roue entraîneuse, ou un coulisseau 607, 607’ dédié sur lequel il est implanté, puisse se déplacer dans le plan de la roue librement, dans une plage de positions permettant la tension de la courroie ou de la chaîne quelle que soit la position de réglage du satellite ; le deuxième ensemble comprend, pour chaque galet, le pivot 107, 107’ dudit galet et un autre pivot parallèle, en position opposée, nommé contre-pivot de galet 608, 608’, liés solidairement ensemble directement ou bien par l'intermédiaire dudit coulisseau 607, 607’ de positionnement lui étant dédié ; et le troisième ensemble consiste à faire sur le flanc de la roue déplaçante 604, pour chaque galet complémentaire, un chemin ou une glissière 609, 609’ complémentaire qui croise le chemin principal en vis-à-vis des positions possibles de chaque contre-pivot de galet 608, 608’ dans le but de mener généralement l'extrémité de celui-ci, ou un coulisseau dans lequel cette extrémité est implantée, dans une partie du chemin complémentaire 609, 609’ ; l'interposition par ailleurs d'un ressort dans une plage de libre déplacement supplémentaire d'un pivot pouvant également participer à la tension de la courroie ou de la chaîne 108. For the S6/Slepi-c version, this third device is shown in Figures 18-A and 18-B. These means are characterized by the positioning of the pivot 107 of one or more rollers 106, 106' symmetrically with respect to the line (oo') on the side of the drive wheel 101 on which these axes are located, which is normally obtained by three sets of complementary elements the first set is composed in particular of said drive wheel on the side of which a path or a main slide 606, 606' per roller is open so that the pivot 107, 107' of each said roller, substantially orthogonal to the side of said drive wheel, or a dedicated slider 607, 607' on which it is located, can move freely in the plane of the wheel, in a range of positions allowing the tension of the belt or the channel regardless of the satellite tuning position; the second set comprises, for each roller, the pivot 107, 107' of said roller and another parallel pivot, in opposite position, called roller counter-pivot 608, 608', integrally linked together directly or via said slider 607, 607' of positioning being dedicated to it; and the third set consists in making on the side of the moving wheel 604, for each complementary roller, a complementary path or slide 609, 609' which crosses the main path opposite the possible positions of each counter-pivot roller 608, 608' with the aim of generally leading the end of the latter, or a slide in which this end is located, in a part of the complementary path 609, 609'; the interposition moreover of a spring in a range of additional free movement of a pivot which can also participate in the tension of the belt or chain 108.
Les figures 19- A et 19-B montrent ce troisième dispositif complémentaire pour la version S6/Slépi-e. Ce dispositif est caractérisé, par le positionnement du pivot 107 du satelliton 106 de telle façon qu'il reste toujours engrené avec le planétaire 102 et le satellite 103, ce qui est normalement obtenu par les quatre ensembles d'éléments complémentaires suivants : le premier ensemble est composé notamment de ladite roue entraîneuse sur le flanc de laquelle pour ledit pivot du satelliton un chemin ou une glissière principale 606 est ouvert de telle sorte que le pivot du satelliton, sensiblement orthogonal au flanc de ladite roue entraîneuse, ou un coulisseau dédié 607 sur lequel il est implanté, puisse se déplacer dans le plan de la roue librement, dans une plage de position normalement en arc de cercle centré en o ; le deuxième ensemble comprend, le pivot 107 dudit satelliton et un autre pivot parallèle, en position opposée, nommé contre-pivot de satelliton 608, lié solidairement ensemble directement ou bien par l'intermédiaire dudit coulisseau de positionnement leur étant dédié 607 ; le troisième ensemble consiste à lier ensemble par au moins une bielle 627, dans un plan parallèle à celui de la roue entraîneuse, ledit contre-pivot de satelliton 608 et ledit contre-pivot de satellite 603 ; enfin le quatrième ensemble dédié à la correction de position angulaire du satellite en fonction de son positionnement radial A , comprend une roue dite de commande 628, solidaire dudit arbre du levier de commande 614, actionnant par engrenage ou élément souple une roue correctrice 629 solidaire de l'arbre 112 lié solidairement au planétaire 102 du train antiépitrochoïdal, en notant que le rapport des rayons de la roue de commande 628 sur celui de la roue correctrice 629 sera égal à 2 fois le rapport des rayons de la roue suiveuse 611 sur celui de la roue déplaçante 604. Figures 19-A and 19-B show this third additional device for the S6/Slépi-e version. This device is characterized by the positioning of the pivot 107 of the satellite 106 in such a way that it always remains meshed with the sun gear 102 and the satellite 103, which is normally obtained by the following four sets of complementary elements: the first set is composed in particular of said driving wheel on the side of which for said pivot of the satelliton a path or a main slide 606 is open so that the pivot of the satelliton, substantially orthogonal to the side of said driving wheel, or a dedicated slider 607 on which it is installed, can move freely in the plane of the wheel, in a range of position normally in an arc of a circle centered at o; the second set comprises the pivot 107 of said satelliton and another parallel pivot, in opposite position, called counter-pivot of satelliton 608, integrally linked together directly or via said positioning slider being dedicated to them 607; the third set consists in linking together by at least one connecting rod 627, in a plane parallel to that of the drive wheel, said satellite counter-pivot 608 and said satellite counter-pivot 603; finally the fourth assembly dedicated to correcting the angular position of the satellite as a function of its radial positioning A , comprises a so-called control wheel 628, integral with said shaft of the control lever 614, actuating by gear or flexible element a corrective wheel 629 integral with the shaft 112 integrally connected to the sun gear 102 of the anti-epitrochoidal train, noting that the ratio of the spokes of the control wheel 628 to that of the correcting wheel 629 will be equal to 2 times the ratio of the spokes of the follower wheel 611 to that of the moving wheel 604.
Le dispositif S6 accepte aussi, les variantes suivantes pouvant conduire à un fonctionnement plus sûr : la première consiste à juxtaposer deux roues entraîneuses de part et d'autre de la roue déplaçante ; la seconde, à juxtaposer deux roues déplaçantes de part et d'autre de la roue entraîneuse ; avec dans les deux cas une troisième roue suiveuse liée en rotation à la suiveuse de la roue doublée pour entraîner la roue entraîneuse ou déplaçante secondaire. The device S6 also accepts the following variants which can lead to safer operation: the first consists in juxtaposing two drive wheels on either side of the moving wheel; the second, to juxtapose two moving wheels on either side of the driving wheel; with in both cases a third follower wheel linked in rotation to the follower of the doubled wheel to drive the secondary driving or moving wheel.
Système d'orientation S 7 Orientation system S 7
Le dispositif d’entraînement en battement selon l’invention peut en outre comporter un système d’orientation S7, par déphasage du basculement de tangage. The flapping training device according to the invention may also comprise an orientation system S7, by phase shifting the pitch tilting.
Le système d'orientation applicable sur toutes les configurations, vise à introduire un angle additionnel, noté P, réglable de 0 à 360° durant le fonctionnement, au basculement de gîte q> de l'arbre primaire 200. Comme illustré dans les figures 20-A et 20-B, trois ou quatre ensembles d'éléments participent pour rendre effective le pilotage. The orientation system applicable to all configurations aims to introduce an angle additional, denoted P, adjustable from 0 to 360° during operation, to heel tilting q> of primary shaft 200. As illustrated in FIGS. 20-A and 20-B, three or four sets of elements participate make the steering effective.
Le premier ensemble est notamment constitué, d'une part d'un arbre cylindre creux allongé jusqu'aux paliers 304, 304’ le portant sans déplacement sur le support 300 du système S3, nommé arbre directeur 700, généralement lié solidairement au chemin de came hélicoïdal 201 selon son axe, de diamètre intérieur permettant le passage de l'arbre primaire 200 et le cas échéant d'éléments annulaires minimisant les frottements et interdisant les déplacements relatifs de ces arbres (coussinets ou roulements) portés avec les paliers 304, 304’ du support 300. The first set consists in particular, on the one hand, of an elongated hollow cylinder shaft up to the bearings 304, 304' carrying it without displacement on the support 300 of the system S3, called the director shaft 700, generally integrally linked to the cam track helical 201 along its axis, with an internal diameter allowing the passage of the primary shaft 200 and, where appropriate, annular elements minimizing friction and preventing the relative movements of these shafts (bearings or bearings) carried with the bearings 304, 304' of support 300.
Le deuxième ensemble d'éléments comprend préférentiellement un ensemble connu sous le nom de différentiel 900, c'est-à-dire un train planétaire ayant un porte-satellite 901 avec des satellites 902 de même diamètre, orthogonaux aux deux planétaires 903, 904 parallèles de même diamètre, l'arbre primaire 200 étant solidaire d'un des deux planétaire 903, l'arbre directeur 700 étant solidaire du deuxième planétaire 904, le porte satellite 901 étant solidaire du troisième arbre, nommé arbre d'orientation 701, porté sans déplacement par le support 300 via préférentiellement deux paliers 702, 702’, lui-même lié en rotation à une roue, nommée roue d'orientation 703 qui en commande la rotation. The second set of elements preferably comprises a set known as the differential 900, that is to say a planetary gear having a planet carrier 901 with satellites 902 of the same diameter, orthogonal to the two planetary gears 903, 904 parallel of the same diameter, the primary shaft 200 being secured to one of the two sun gears 903, the steering shaft 700 being secured to the second sun gear 904, the planet carrier 901 being secured to the third shaft, called orientation shaft 701, carried without displacement by the support 300 preferably via two bearings 702, 702', itself connected in rotation to a wheel, called orientation wheel 703 which controls its rotation.
Le troisième ensemble d'éléments consiste à permettre la manœuvre de ladite roue d'orientation dans son mouvement de déplacement o et pour se faire, une solution simple se matérialise : premièrement, avec un arbre de commande cannelé ou l'équivalent de position fixe, nommé arbre de commande 704 positionné parallèlement au déplacement o et pouvant se substituer à une glissière 301, 401 du système S3 ou S4 ; deuxièmement, avec un ensemble comprenant une vis sans fin 705 s'engrenant sur ladite roue d'orientation de façon à ce que leurs axes soient orthogonaux, ladite vis sans fin coulissant sur ledit arbre de commande cannelé permettant l’entraînement en rotation de celle-ci et ; troisièmement, pour assurer le déplacement G de la vis sans fin, avec un élément en forme sensiblement de U, dénommé cavalier 706, ayant les ailes du U passant de part et d'autre de la vis sans fin 705 en étant éventuellement traversées par ledit arbre de commande cannelé, alors que sa base ou une quelconque autre partie lui étant attachée est entraînée par le déplacement du support. The third set of elements consists in allowing the maneuver of said orientation wheel in its displacement movement o and to do so, a simple solution materializes: firstly, with a splined control shaft or the equivalent of a fixed position, named control shaft 704 positioned parallel to the movement o and which can replace a slide 301, 401 of the system S3 or S4; secondly, with an assembly comprising a worm screw 705 meshing with said orientation wheel so that their axes are orthogonal, said worm screw sliding on said splined control shaft allowing the latter to be driven in rotation here and ; thirdly, to ensure the displacement G of the worm, with a substantially U-shaped element, called jumper 706, having the wings of the U passing on either side of the worm 705, possibly being crossed by said splined drive shaft, while its base or any other part attached to it is driven by the movement of the support.
Le quatrième ensemble définit la liaison de la roue d'orientation 703 avec l'arbre d'orientation 701 selon que le support 300 du sous-système S3 se balance de l'angle y ou qu'il soit orthogonal au déplacement selon a. Dans le cas où l'orthogonalité est conservée (figure 20-A), ladite roue d'orientation est simplement solidaire dudit arbre d'orientation et ledit cavalier est solidaire du support. Dans le cas contraire (figure 20-B), il faudra, premièrement, prévoir un guidage de la roue d'orientation 703 sur l'arbre de commande cannelé 704 de façon à conserver l’orthogonalité des axes des roues engrenées 703, 705 ainsi que l'invariance de position du plan contenant le déplacement de l'axe de la roue d'orientation, ce qui sera obtenu par l'utilisation de la glissière 401 et du coulisseau 402 du système S4 solidaire du cavalier pour soutenir au moins un palier 702” portant la roue d'orientation en bonne position et, secondement, prévoir une liaison entre deux parties de l'arbre d'orientation pour permettre le balancement y de la partie de l'arbre liée au support, ce qui demande d'une part une glissière d'arbre 707 permettant le déplacement relatif des parties d'arbre ainsi liées et, d'autre part, un joint de transmission d'arbres 708. The fourth set defines the connection of the orientation wheel 703 with the orientation shaft 701 depending on whether the support 300 of the subsystem S3 swings from the angle y or whether it is orthogonal to the displacement along a. In the case where the orthogonality is preserved (figure 20-A), said wheel orientation is simply integral with said orientation shaft and said jumper is integral with the support. Otherwise (Figure 20-B), it will first be necessary to provide guidance for the orientation wheel 703 on the splined control shaft 704 so as to maintain the orthogonality of the axes of the gear wheels 703, 705 as well that the position invariance of the plane containing the displacement of the axis of the orientation wheel, which will be obtained by the use of the slider 401 and the slider 402 of the S4 system secured to the rider to support at least one bearing 702” bearing the slewing wheel in the correct position and, secondly, providing a connection between two parts of the slewing shaft to allow swinging y of the part of the shaft linked to the support, which requires a on the one hand a shaft slider 707 allowing the relative movement of the shaft parts thus linked and, on the other hand, a shaft transmission joint 708.
Ainsi, le quatrième ensemble d’éléments, selon que le support 300 présente un mouvement de balancement y ou pas, fixe les conditions de couplage entre arbre d'orientation 701 et roue d'orientation 703 d'une part et entre cavalier 706 et support 300 d'autre part, à savoir : dans le cas sans balancement par une solidarisation de ces éléments, l'arbre d'orientation étant porté dans ce cas en totalité sans déplacement par le support 300, et dans le cas avec un balancement y du support, le dispositif premièrement comporte un arbre d'orientation en deux parties avec une première partie portée fixe par le support 300, alors que la seconde partie est liée à la première avec une glissière d'arbre 707 permettant un déplacement axial relatif des arbres liés et, d'autre part, un joint de transmission d'arbre 708 pour permettre le libre balancement y de chaque partie dudit arbre d'orientation ; et le dispositif secondement solidarise ledit cavalier sur un coulisseau 402 d'une glissière 401 du sous-système S4 pour porter, orthogonalement au déplacement <r et sans rotation propre, la seconde partie de l'arbre d'orientation 701, via un autre palier 702ter, du fait de son guidage conjugué avec l'arbre de commande. Thus, the fourth set of elements, depending on whether the support 300 has a rocking movement y or not, sets the coupling conditions between orientation shaft 701 and orientation wheel 703 on the one hand and between rider 706 and support 300 on the other hand, namely: in the case without swinging by joining these elements together, the orientation shaft being carried in this case entirely without movement by the support 300, and in the case with a swinging y of the support, the device firstly comprises a two-part orientation shaft with a first part carried fixed by the support 300, while the second part is linked to the first with a shaft slider 707 allowing relative axial movement of the linked shafts and, on the other hand, a shaft transmission joint 708 to allow the free swing y of each part of said orientation shaft; and the device secondly secures said rider to a slider 402 of a slide 401 of the subsystem S4 to carry, orthogonally to the displacement <r and without proper rotation, the second part of the orientation shaft 701, via another bearing 702ter, due to its guidance combined with the control shaft.
APPLICATIONS VISÉES TARGETED APPLICATIONS
L’ensemble des configurations du dispositif d’entraînement en battement d’un plan porteur décrits ci-dessus sont adaptés à des applications dans le déplacement ou la propulsion des engins de surface, immergés ou volant de toutes tailles, dans la production énergétique hydrolienne ou éolienne ou encore pour l'équipement des robots ou des drones ; par conséquent de nombreuses applications peuvent en être faites. Par ailleurs, du fait de la claire différentiation fonctionnelle des différents systèmes présentés et du fait de leur simplicité respective, il apparaît évident qu'un certain nombre de variations, de compléments et de modifications des mécanismes pourront être apportées par une personne du métier sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention. All of the configurations of the driving device in flapping of a carrier plane described above are suitable for applications in the displacement or propulsion of surface, submerged or flying vehicles of all sizes, in the production of tidal energy or wind turbine or even for the equipment of robots or drones; therefore many applications can be made. Furthermore, due to the clear functional differentiation of the various systems presented and due to their respective simplicity, it appears obvious that a certain number of variations, additions and modifications to the mechanisms could be made by a person skilled in the art without departing of the spirit and scope of the invention.

Claims

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REVENDICATIONS
1. Dispositif d’entraînement en battement combiné d’un plan porteur (1) tel qu’une aile, immergé dans un fluide, pourvu d’un axe d’entraînement appelé mèche (2), caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’entrainement d’un arbre primaire (200) en déplacement et en pivotement autour de son axe longitudinal, comprenant ledit arbre primaire (200) et trois systèmes fonctionnant en coopération, le premier système SI comprenant des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande (100) selon une trajectoire A en forme de courbe fermée, présentant au moins une première composante axiale t et une seconde composante axiale . le deuxième système S2 comprenant des moyens d’entraînement en pivotement, d’angle de gîtep dudit arbre primaire (200) autour de son axe longitudinal, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande (100) selon principalement la composante axiale T de la trajectoire 2 définie par le système SI, selon une fonction (T) principale fixant (p ; le troisième système S3 comprenant des moyens d’entraînement en déplacement de l’arbre primaire (200), configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande (100) selon principalement la seconde composante axiale a de la trajectoire 2 définie par le système SI, ledit organe de commande (100) étant configuré pour s’étendre en saillie du plan de sa trajectoire À, ou d’une projection dans ce plan de celle-ci et être en prise à la fois avec les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire (200) et les moyens d‘ entraînement en déplacement dudit arbre primaire (200), le déplacement de l’organe de commande (100) le long de la courbe fermée générant à la fois une commande en pivotement <p dans un sens puis dans le sens opposé de l’arbre primaire (200) autour de son axe longitudinal et le déplacement de l’arbre primaire (200) dans une direction et dans la direction opposée, le dispositif comprenant en outre un système S4 de liaison prévu entre ledit dispositif d’entraînement de l’arbre primaire (200) et la mèche (2) du plan porteur (1) pour transmettre les mouvements combinés de déplacement et pivotement de l’arbre primaire (200) à cette mèche (2). 1. Drive device in combined flapping of a carrier plane (1) such as a wing, immersed in a fluid, provided with a drive axis called wick (2), characterized in that it comprises at at least one device for driving a primary shaft (200) in displacement and in pivoting around its longitudinal axis, comprising said primary shaft (200) and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising drive means in movement of a control member (100) along a trajectory A in the form of a closed curve, having at least a first axial component t and a second axial component . the second system S2 comprising means for driving the angle of heeling of said primary shaft (200) in pivoting around its longitudinal axis, configured to be actuated by the movement of said control member (100) mainly according to the axial component T of the trajectory 2 defined by the system SI, according to a main function (T) fixing (p; the third system S3 comprising means for driving the movement of the primary shaft (200), configured to be actuated by the movement of said control member (100) mainly according to the second axial component a of the trajectory 2 defined by the SI system, said control member (100) being configured to extend projecting from the plane of its trajectory λ, or from a projection in this plane thereof and be engaged both with the pivoting drive means of the primary shaft (200) and the displacement drive means of said primary shaft (200), the movement of the organ of control (100) along the closed curve generating both a pivoting control <p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft (200) around its longitudinal axis and the movement of the primary shaft ( 200) in one direction and in the opposite direction, the device further comprising a connection system S4 provided between said drive device of the primary shaft (200) and the bit (2) of the carrying plane (1) to transmit the combined displacement and pivoting movements of the primary shaft (200) to this wick (2).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement du système SI, noté Sic, sont constitués d’un organe de transmission souple tel qu’une bande, une courroie, une chaîne, entraîné en déplacement dans un plan par au moins deux organes d’entraînement tels que des poulies, des pignons (111), l’organe de transmission portant l’organe de commande tel qu’un maneton (100) en saillie au-dessus du plan de la trajectoire, et 59 en conséquence de quoi la trajectoire 2 est plane et une courbe préférentiellement oblongue. 2. Device according to claim 1, characterized in that the drive means of the SI system, denoted Sic, consist of a flexible transmission member such as a band, a belt, a chain, driven in displacement in a plane by at least two drive members such as pulleys, pinions (111), the transmission member carrying the control member such as a crankpin (100) projecting above the plane of the trajectory, and 59 as a result of which the trajectory 2 is planar and a preferably oblong curve.
3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement du système SI, noté Sim, sont une roue ou une manivelle (101), ou une série de roues et de manivelles parallèles, tournant à une vitesse sensiblement constante co autour de leur pivot central et sur laquelle un organe de commande tel qu’un maneton (100) est implanté, et en conséquence de quoi la trajectoire 2 est un cercle plan. 3 Device according to claim 1, characterized in that the drive means of the SI system, denoted Sim, are a wheel or a crank (101), or a series of parallel wheels and cranks, rotating at a substantially constant speed co around their central pivot and on which a control member such as a crankpin (100) is located, and as a result of which the trajectory 2 is a flat circle.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement du système SI sont constitués d'un train d’engrenages planétaires de type train épicycloïdal, épitrochoïdal ou antiépitrochoïdal noté SI épi ou hypocycloïdal ou hypotrochoïdal noté SI hypo, situé dans un plan généralement parallèle au plan de la trajectoire de l’organe de commande, tel qu’un maneton (100), implanté sur le flanc d’un satellite (103) ou d’une allonge (104) solidaire de celui-ci, dont l’axe de rotation (p ’) est positionné sur le flanc d’une roue ou d’une manivelle nommée entraîneuse (101), et en conséquence de quoi la trajectoire^ est plane et une courbe préférentiellement elliptique. 4. Device according to claim 1, characterized in that the drive means of the SI system consist of a planetary gear train of the epicyclic, epitrochoidal or anti-epitrochoidal gear type noted SI epi or hypocycloidal or hypotrochoidal noted SI hypo, located in a plane generally parallel to the plane of the trajectory of the control member, such as a crank pin (100), installed on the side of a satellite (103) or of an extension (104) integral with the latter , whose axis of rotation (p ') is positioned on the side of a wheel or crank called drive (101), and as a result of which the trajectory ^ is flat and a preferably elliptical curve.
5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième système S2 comprend des moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire (200) autour de son axe longitudinal, montés sur un axe de rotation coaxial à l’axe longitudinal de l’arbre primaire (200) et pourvus de moyens de guidage configurés pour coopérer avec l’organe de commande (100) selon un chemin de déplacement hélicoïdal (201) autour de l’axe longitudinal de l’arbre primaire (200), tel qu’un cylindre (202) pourvu d’une rainure formant le chemin de came (201) de l’organe de commande tel qu’un maneton (100), la fonction donnant (p, étant linéaire ou non. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second system S2 comprises drive means in pivoting of the primary shaft (200) about its longitudinal axis, mounted on a coaxial axis of rotation to the longitudinal axis of the primary shaft (200) and provided with guide means configured to cooperate with the control member (100) along a helical displacement path (201) around the longitudinal axis of the shaft primary (200), such as a cylinder (202) provided with a groove forming the cam path (201) of the control member such as a crank pin (100), the function giving (p, being linear or not.
6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d’entraînement en déplacement de l’arbre primaire du système S3 comprennent un support (300) sur lequel l’arbre primaire (200) est monté libre en rotation autour de son axe longitudinal, le support (300) comprenant des moyens de guidage (305) configurés pour coopérer avec l’organe de commande (100) et lui permettre un libre déplacement selon une trajectoire de l'organe de commande sensiblement parallèle à l’axe longitudinal de l’arbre primaire (200) et l’entraînant selon une trajectoire sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal de l’arbre primaire du fait d'un moyen de guidage sensiblement linéaire, tel qu’un élément allongé (301), le long duquel le support (300) est monté pour en suivre le guidage. 60 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive means in movement of the primary shaft of the system S3 comprise a support (300) on which the primary shaft (200) is mounted free in rotation about its longitudinal axis, the support (300) comprising guide means (305) configured to cooperate with the control member (100) and allow it free movement along a path of the substantially parallel control member to the longitudinal axis of the primary shaft (200) and driving it along a path substantially orthogonal to the longitudinal axis of the primary shaft due to a substantially linear guide means, such as an elongated element ( 301), along which the support (300) is mounted to follow the guide. 60
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (300) est constitué au moins d’une base et de deux côtés opposés plus ou moins aux extrémités de celle-ci qui portent l'arbre primaire, cette base étant pourvue de moyens de guidage tels qu’une fente (305), permettant à la fois l’engagement en prise de l’organe de commande et son débattement le long de la fente (305) selon la composante T de la trajectoire 2. 7. Device according to claim 6, characterized in that the support (300) consists of at least one base and two opposite sides more or less at the ends thereof which carry the primary shaft, this base being provided guide means such as a slot (305), allowing both the engaging engagement of the control member and its displacement along the slot (305) according to the component T of the trajectory 2.
8. Dispositif selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l’élément allongé du système S3 est une glissière (301) préférentiellement linéaire et qui s’étend sensiblement orthogonalement à l’arbre primaire (200), le support (300) étant monté coulissant ou roulant sur cette glissière (301) à l’aide d’un coulisseau (302), le support (300) étant monté sur le coulisseau (302), soit fixe soit pivotant et pouvant se balancer d'un angle y. 8. Device according to one of Claims 6 or 7, characterized in that the elongated element of the system S3 is a preferably linear slideway (301) which extends substantially orthogonally to the primary shaft (200), the support (300) being mounted sliding or rolling on this slide (301) with the aid of a slider (302), the support (300) being mounted on the slider (302), either fixed or pivoting and able to swing from an angle y.
9. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le système S4 comprend au moins une glissière (401) avec un coulisseau dédié (402), sur lequel le support (300) ou un support complémentaire (400) est monté. 9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the S4 system comprises at least one slide (401) with a dedicated slider (402), on which the support (300) or an additional support (400) has climbed.
10. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le système S4 comprend un système d’assistance pour glissières S5, consistant en un pignon (500, 500’) positionné de part et d'autre de chacune d’au moins deux glissières de S3 et/ou S4 (301, 401 ; 401, 401’), relié par un élément de transmission souple tel qu’une chaîne, une courroie crantée (501, 501 ’) embarquant le coulisseau de la glissière par au moins un point d'attache (502, 502’), les pignons, étant reliés entre les glissières, au moins d'un côté, par un arbre de liaison (503), solidaire de chaque pignon (500, 500’). 10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the S4 system comprises an assistance system for S5 slides, consisting of a pinion (500, 500 ') positioned on either side of each of 'at least two slides of S3 and/or S4 (301, 401; 401, 401'), connected by a flexible transmission element such as a chain, a notched belt (501, 501') carrying the slider of the slide by at least one attachment point (502, 502'), the pinions being connected between the slideways, at least on one side, by a connecting shaft (503), integral with each pinion (500, 500') .
11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le système de liaison de S4 est configuré pour relier directement l’arbre primaire (200) à l’axe (2) du plan porteur (1). 11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the S4 connection system is configured to directly connect the primary shaft (200) to the axis (2) of the support plane (1).
12. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le système S4 comprend des moyens de liaison à rotule tels qu’un pivot basculant (408) et des moyens de liaison à glissière tels qu’une glissière d'arbre (405) entre ladite mèche (2) et l'arbre primaire (200) permettant leur liaison en rotation et leur déplacement relatif. 12. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the S4 system comprises ball-and-socket connection means such as a tilting pivot (408) and sliding connection means such as a shaft (405) between said wick (2) and the primary shaft (200) allowing their connection in rotation and their relative movement.
13. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le système S4 comprend un bras (6), généralement creux, cylindrique ou profilé, solidaire dudit support (300), portant préférentiellement à l'intérieur du bras, un arbre secondaire (410) solidaire lié directement ou indirectement d'un côté de l'arbre primaire (200) pour former un même axe 61 sensiblement parallèle audit bras (6) ; de l'autre côté le dit bras portant la mèche (2) du plan porteur (1) sensiblement orthogonale aux arbres (200, 410), deux roues dentées coniques collaborantes (411) solidaires pour l'une dudit arbre secondaire (410) et pour l'autre de la mèche (2) assurant leur liaison. 13. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the S4 system comprises an arm (6), generally hollow, cylindrical or profiled, integral with said support (300), preferably bearing inside the arm, an integral secondary shaft (410) linked directly or indirectly to one side of the primary shaft (200) to form the same axis 61 substantially parallel to said arm (6); on the other side the said arm carrying the bit (2) of the support plane (1) substantially orthogonal to the shafts (200, 410), two collaborating bevel toothed wheels (411) integral for one of the said secondary shaft (410) and for the other of the wick (2) ensuring their connection.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le bras (6) est monté pivotant par rapport au bâti ou l'engin (3) par l'intermédiaire de deux pivots (409) opposés, l'arbre secondaire14. Device according to claim 13, characterized in that the arm (6) is pivotally mounted relative to the frame or the machine (3) by means of two opposite pivots (409), the secondary shaft
(410) étant lié à l'arbre primaire (200), positionné selon le même axe, par l'intermédiaire de moyens de coulissement permettant le déplacement relatif des arbres (200, 410). (410) being linked to the primary shaft (200), positioned along the same axis, via sliding means allowing the relative movement of the shafts (200, 410).
15. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le système S4 comprend : un pilon (5), de préférence creux, cylindrique ou profilé, monté sur le support (300) orthogonalement à l’arbre primaire (200) ; un arbre secondaire (410) étant généralement porté à l'intérieur dudit pilon (5) ; un arbre tertiaire (414), perpendiculaire à l’arbre primaire (200) et porté par le support (300) ; la rotation de gîte (p de l'arbre primaire (200) étant transmis audit arbre secondaire, via l’arbre tertiaire (414), par deux roues coniques collaborantes (415) pour les arbres perpendiculaires et un couple de roues généralement droites (417, 417’) permettant via un élément de transmission souple (416) la transmission de la rotation entre les arbres secondaire (410) et tertiaire (414) et, côté plan porteur (1, l'), le pilon (5) portant sans déplacement la mèche (2) du plan porteur, celle-ci lui étant sensiblement orthogonale avec deux roues dentées coniques collaborantes15. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the S4 system comprises: a pestle (5), preferably hollow, cylindrical or profiled, mounted on the support (300) orthogonal to the primary shaft ( 200); a secondary shaft (410) being generally carried inside said ram (5); a tertiary shaft (414), perpendicular to the primary shaft (200) and carried by the support (300); the heel rotation (p of the primary shaft (200) being transmitted to said secondary shaft, via the tertiary shaft (414), by two collaborating bevel wheels (415) for the perpendicular shafts and a couple of generally straight wheels (417 , 417 ') allowing via a flexible transmission element (416) the transmission of the rotation between the secondary shafts (410) and tertiary (414) and, on the support plane side (1, the), the pestle (5) bearing without movement of the wick (2) of the carrier plane, the latter being substantially orthogonal to it with two collaborating bevel gears
(411), liant leur rotation, l'une solidaire de l'arbre secondaire (410) et l'autre de la mèche (2). (411), linking their rotation, one secured to the secondary shaft (410) and the other to the wick (2).
16. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’il comprend un système de réglage d'allure S6 comprenant des moyens de contrôle de la plage d'angle de gîte (p se transmettant via le système S4 à la plage d’incidence a de travail du plan porteur (1) sur sa trajectoire /. lesdits moyens de contrôle consistant en des moyens de modification paramétrique de SI pour modifier la composante r de la trajectoire! de l’organe de commande (100) agissant principalement sur S2. 16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that it comprises a speed adjustment system S6 comprising means for controlling the angle of heel range (p being transmitted via the system S4 to the range of incidence a of work of the carrying plane (1) on its trajectory /, said control means consisting of parametric modification means of SI to modify the component r of the trajectory i of the control member (100) acting mainly on S2.
17. Dispositif selon la combinaison des revendications 2 et 16, caractérisé en ce que le système de régulation d'allure S6 comprend des moyens configurés pour modifier de façon coordonnée la position des pignons (11 la à 11 If) pour élargir ou rétrécir, symétriquement la composante T de la trajectoire X à l’aide notamment d’un ensemble de barres articulées de type pantographe (615) reliant les pignons. 62 17. Device according to the combination of claims 2 and 16, characterized in that the speed regulation system S6 comprises means configured to modify in a coordinated manner the position of the pinions (11 la to 11 If) to widen or narrow, symmetrically the component T of the trajectory X using in particular a set of articulated bars of the pantograph type (615) connecting the pinions. 62
18. Dispositif selon la combinaison des revendications 3 et 16, caractérisé en ce que le système de régulation d'allure S6 comprend des moyens de décalage de la position radiale du maneton (100) sur le flanc de la roue entraîneuse (101) et d’une roue déplaçante (604) sur lesquelles il est directement ou indirectement guidé le long d’un chemin sur chaque roue, durant la rotation de celle-ci au moyen d’un dispositif de déphasage commandé entre les rotations de la roue entraîneuse (101) et de la roue déplaçante (604) en installant notamment préférentiellement un différentiel (800). 18. Device according to the combination of claims 3 and 16, characterized in that the speed control system S6 comprises means for shifting the radial position of the crankpin (100) on the side of the drive wheel (101) and d a moving wheel (604) on which it is directly or indirectly guided along a path on each wheel, during rotation thereof by means of a controlled phase shift device between rotations of the drive wheel (101 ) and the moving wheel (604) in particular preferably installing a differential (800).
19. Dispositif selon la combinaison des revendications 4 et 16, caractérisé en ce que le système de régulation d'allure S6 comprend des moyens de décalage de la position radiale de l'axe o' du satellite porte maneton (103) implantée et guidé conjointement, directement ou indirectement, sur le flanc de la roue entraîneuse (101) et d‘une roue déplaçante (604), via un chemin sur chaque roue, durant la rotation de celle-ci, au moyen d’un dispositif de déphasage commandé entre les rotations de la roue entraîneuse (101) et de la roue déplaçante (604) en installant notamment préférentiellement un différentiel (800). 19. Device according to the combination of claims 4 and 16, characterized in that the speed control system S6 comprises means for shifting the radial position of the axis o 'of the planetary pin holder (103) implanted and jointly guided , directly or indirectly, on the flank of the driving wheel (101) and of a moving wheel (604), via a path on each wheel, during the rotation of the latter, by means of a phase shift device controlled between the rotations of the driving wheel (101) and of the moving wheel (604) by installing in particular preferentially a differential (800).
20. Dispositif selon l’une des revendications 6 à 19, caractérisé en ce qu’il comprend un système d'orientation, noté S7 comprenant : un premier ensemble d’éléments constitué d'un arbre cylindre creux allongé sur ledit support (300), nommé arbre directeur (700), lié solidairement au chemin de came hélicoïdal (201) selon son axe, de diamètre intérieur permettant le passage de l'arbre primaire (200), un deuxième ensemble d’éléments comprenant un différentiel (900), constitué d’un train planétaire ayant un porte-satellite (901) avec des satellites (902) orthogonaux aux deux planétaires (903, 904) parallèles d'un même diamètre, l'arbre primaire (200) étant solidaire d'un des deux planétaires (903), l'arbre directeur (700) étant solidaire de l'autre planétaire (904), le porte satellite (901) étant solidaire du troisième arbre, nommé arbre d'orientation (701) lié en rotation à une roue, nommée roue d'orientation (703), qui en commande la rotation, un troisième ensemble d’éléments avec un arbre de commande (704) cannelé, de position fixe, comprenant également une vis sans fin (705) s'engrenant sur la roue d'orientation de façon à ce que leurs axes soient orthogonaux, ladite vis sans fin coulissant par son axe sur ledit arbre de commande cannelé permettant l’entraînement en rotation de celle-ci et ; avec un élément en forme sensiblement de U, dénommé cavalier (706), ayant les ailes du U passant de part et d'autre de la vis sans fin (705) en étant préférentiellement traversées par ledit arbre de commande cannelé, alors que son déplacement est dépendant des mouvements du support (300); et le quatrième ensemble d’éléments, selon que le support (300) présente un mouvement de balancement y ou pas, fixe les conditions de couplage entre arbre d'orientation (701) et roue d'orientation (703) d'une part et entre cavalier (706) et support (300) d'autre part, à savoir : dans le cas sans balancement par une solidarisation de ces éléments, l'arbre d'orientation étant porté dans ce cas en totalité sans déplacement par le support (300), et dans le cas avec un balancement du support, le dispositif premièrement comporte un arbre d'orientation en deux parties avec une première partie portée fixe par le support (300), alors que la seconde partie est liée à la première avec une glissière d'arbre (707) permettant un déplacement axial relatif des arbres liés et, d'autre part, un joint de transmission d'arbre (708) pour permettre le libre balancement y de chaque partie dudit arbre d'orientation ; et le dispositif secondement solidarise ledit cavalier sur un coulisseau (402) d'une glissière (401) du sous-système S4 pour porter, orthogonalement au déplacement et sans rotation propre, la seconde partie de l'arbre d'orientation (701), via un autre palier (702ter), du fait de son guidage conjugué avec l'arbre de commande. 20. Device according to one of claims 6 to 19, characterized in that it comprises an orientation system, denoted S7 comprising: a first set of elements consisting of a hollow cylinder shaft elongated on said support (300) , called steering shaft (700), integrally linked to the helical cam track (201) along its axis, of internal diameter allowing the passage of the primary shaft (200), a second set of elements comprising a differential (900), consisting of a planetary gear having a planet carrier (901) with planet wheels (902) orthogonal to the two parallel planet wheels (903, 904) of the same diameter, the primary shaft (200) being integral with one of the two sun gears (903), the steering shaft (700) being secured to the other sun gear (904), the planet carrier (901) being secured to the third shaft, called orientation shaft (701) connected in rotation to a wheel, called orientation wheel (703), which controls its rotation, a third set of elements with an arb splined control re (704), of fixed position, also comprising an endless screw (705) meshing with the orientation wheel so that their axes are orthogonal, said endless screw sliding by its axis on said splined control shaft allowing the drive in rotation thereof and; with a substantially U-shaped element, called rider (706), having the wings of the U passing on either side of the endless screw (705) being preferably crossed by said splined control shaft, while its displacement is dependent on the movements of the support (300); and the fourth set of elements, depending on whether the support (300) has a movement of swinging there or not, sets the coupling conditions between orientation shaft (701) and orientation wheel (703) on the one hand and between rider (706) and support (300) on the other hand, namely: in the case without swinging by securing these elements, the orientation shaft being carried in this case entirely without movement by the support (300), and in the case with a swinging of the support, the device firstly comprises a shaft of orientation in two parts with a first part carried fixed by the support (300), while the second part is linked to the first with a shaft slider (707) allowing relative axial movement of the linked shafts and, on the other hand, a shaft transmission joint (708) to allow the free swing y of each part of said orientation shaft; and the device secondly secures said rider to a slide (402) of a slide (401) of the S4 subsystem to carry, orthogonal to the movement and without proper rotation, the second part of the orientation shaft (701), via another bearing (702ter), due to its guide combined with the control shaft.
21. Dispositif d’entraînement alternatif d’un arbre primaire (200) en déplacement et en pivotement autour de son axe longitudinal, caractérisé en ce que le dispositif comprend un arbre primaire (200) et trois systèmes fonctionnant en coopération, le premier système SI comprenant des moyens d’entraînement en déplacement d’un organe de commande (100) selon une trajectoire  en forme de courbe fermée, présentant au moins une première composante axiale t et une seconde composante axiale <7, le deuxième système S2 comprenant des moyens d’entraînement en pivotement, d’angle de gîte (p dudit arbre primaire (200) autour de son axe longitudinal, configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande (100) selon au moins une composante de la trajectoire définie par le système SI; le troisième système S3 comprenant des moyens d’entraînement en déplacement de l’arbre primaire (200), configurés pour être actionnés par le déplacement dudit organe de commande (100) selon l'autre composante au moins de la trajectoire définie par le système SI, ledit organe de commande (100) étant configuré pour s’étendre en saillie du plan des dites composantes axiales de sa trajectoire z ou d'une projection dans ce plan de celles-ci et être en prise à la fois avec les moyens d’entraînement en pivotement de l’arbre primaire (200) et les moyens d‘ entraînement en déplacement dudit arbre primaire (200), le déplacement de l’organe de commande (100) le long de la courbe fermée générant à la fois une commande en pivotement (p dans un sens puis dans le sens opposé de l’arbre primaire (200) autour de son axe longitudinal et le déplacement de l’arbre primaire (200) dans une direction et dans la direction opposée. 21. Alternative drive device for a primary shaft (200) in displacement and in pivoting about its longitudinal axis, characterized in that the device comprises a primary shaft (200) and three systems operating in cooperation, the first system SI comprising means for driving a control member (100) in displacement along a trajectory  in the form of a closed curve, presenting at least a first axial component t and a second axial component <7, the second system S2 comprising means pivoting drive, angle of heel (p of said primary shaft (200) around its longitudinal axis, configured to be actuated by the movement of said control member (100) along at least one component of the trajectory defined by the system SI; the third system S3 comprising means for driving the primary shaft (200) in movement, configured to be actuated by the movement of the said control member (100) according to the other c component at least of the trajectory defined by the SI system, said control member (100) being configured to extend projecting from the plane of said axial components of its z trajectory or from a projection thereof into this plane and be engaged both with the pivot drive means of the primary shaft (200) and the displacement drive means of said primary shaft (200), the movement of the control member (100) along of the closed curve generating both a pivoting command (p in one direction then in the opposite direction of the primary shaft (200) around its longitudinal axis and the displacement of the primary shaft (200) in one direction and in the opposite direction.
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