FR3093144A1 - Système de maintien d’une surface articulée segmentée - Google Patents

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Abstract

Système de passage et de maintien dans différentes positions d’éléments pivotables d’une voile rigide à double volets, segmentée. La présente invention décrit un ensemble de procédés formant un système permettant le passage maîtrisé et le maintien, dans deux positions, verticale et horizontale, des éléments pivotables d’une voile rigide segmentée dans sa largeur et formée de deux volets, avant et arrière, articulés l’un par rapport à l’autre. Les systèmes articulés, comportant des pièces en rotation dans différents plans, telles les voiles rigides à variation de surface (voir brevet FR15 02491), nécessitent des moyens appropriés afin de les faire passer d’un plan à un autre de manière maîtrisée et les maintenir dans la position voulue. Le dispositif selon l’invention permet de répondre à ce besoin pour une voile rigide, composée de deux volets reliés par une articulation, segmentée dans le sens de sa largeur. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Système de maintien d’une surface articulée segmentée
La présente invention décrit un ensemble de procédés formant un système, permettant le passage et le maintien, dans ses deux positions, verticale et horizontale, des éléments pivotables d’une surface verticale plane, segmentée dans sa largeur et formée de deux volets, avant et arrière, reliés par une articulation.
Les systèmes articulés, comportant des pièces en rotation dans différents plans, telles les voiles rigides à variation de surface (voir brevet FR13 00180), nécessitent des moyens appropriés afin de les faire passer d’un plan à un autre et de les maintenir dans la position voulue.
Le dispositif selon l’invention permet de répondre à ce besoin pour un élément plan vertical, composé de deux volets reliés par une articulation, ci-après désignés comme volet avant et volet arrière, et segmenté dans le sens de sa largeur. Chaque segment est donc composé de :
  1. Un segment de volet avant lui-même sectionné dans le sens de sa hauteur, comprenant :
    1. une partie fixe, par laquelle passe l'axe de positionnement vertical du volet avant.
    2. une partie mobile, reliée à la partie fixe par un axe horizontal passant par le barycentre respectif des deux éléments.
  2. Un segment de volet arrière :
    1. Il se compose d'une section de volet arrière, reliée à la partie mobile de son segment de volet avant, par un système de charnières permettant son articulation par rapport à la partie avant. Il est prolongé sur chacune de ses sections, haute et basse, par un bras de levier surplombant les sections afférentes du segment mobile du volet avant auquel il est rattaché.
Chaque segment est amené à passer, par rotation de la partie mobile du volet avant autour de l’axe barycentrique, de sa position initiale dans le plan (verticale) à une position perpendiculaire au plan (horizontale) et d’y être maintenu jusqu’à la commande inverse, qui le fera revenir à sa position initiale.
Ce système comprend donc trois aspects :
  • La cohésion des segments dans le plan vertical
  • Le passage d’un segment de la position verticale à la position horizontale et son maintien
  • Le retour d’un segment à sa position verticale
Les descriptions qui suivent valent pour un basculement progressif, de haut en bas, des segments, dans le plan horizontal, et inversement d'un retour progressif, de bas en haut, des segments, dans le plan vertical.
  1. Cohésion des segments dans le plan vertical
    1. Cohésion des segments de volet avant
La cohésion du volet avant est assurée par la mise en contact de pièces de blocage appartenant respectivement aux sections supérieure et inférieure des parties mobiles de volets avant de deux segments adjacents, empêchant la partie mobile du segment inférieur de pivoter tant que la partie mobile du segment supérieur reste dans le plan vertical. Le système permet de fait, par propagation du maintien entre les segments adjacents, d’obtenir une surface continue du volet avant, équivalente à une surface non segmentée.
  1. Cohésion des segments de volet arrière
La cohésion du volet arrière est assurée par un système de verrouillage réparti entre le bras de levier inférieur du segment de volet arrière supérieur, d’une part, et le bras de levier supérieur du segment de volet arrière inférieur, d’autre part. Le système est verrouillé, de manière à ce que tout mouvement du segment de volet arrière inférieur entraîne, conjointement, le segment de volet arrière supérieur. Ainsi, le verrouillage est maintenu tant que la partie mobile du segment de volet avant supérieur, auquel le segment de volet arrière est rattaché, est maintenu en position verticale.
Ce verrouillage inter-segment de volet arrière permet donc, également, par effet concomitant, d’obtenir une surface continue du volet arrière, équivalente à une surface non segmentée.
  1. Passage d’un segment de la position verticale à la position horizontale
    1. Rotation et maintien du volet avant
La rotation de la partie mobile par rapport à la partie fixe s'effectue autour de leur axe de rotation barycentrique, aménagé pour permettre le basculement et le maintien de la partie mobile entre les positions verticale et horizontale.
Cela est rendu possible par la présence, au niveau de la section entre parties fixe et mobile, sur la partie fixe, d'une pièce spécifique de positionnement, ayant en vis à vis sur la partie mobile, des cales permettant l'arrêt dans la position souhaitée.
Le mouvement de rotation vers la position horizontale va également procéder au déverrouillage, d’une part, du segment mobile de volet avant, et d’autre part, du segment de volet arrière auquel il est rattaché, par rapport au segment adjacent inférieur.
  1. Maintien du volet arrière
Le passage à l'horizontal de la partie mobile du segment de volet avant, nécessite la gestion du segment de volet arrière, déverrouillé et maintenant libre de s’articuler autour du système de charnières reliant ces deux parties. Par effet gravitationnel et en pivotant autour du système de charnières, le segment de volet arrière va s'incliner vers le bas.
Il convient donc de contrôler cet effet tout en supprimant au maximum les efforts de cisaillement sur l’axe barycentrique.
Pour ce faire, les efforts induits sont renvoyés vers la partie fixe du segment du volet avant. Cette gestion des efforts passe par l'utilisation, sur le segment de volet arrière, du bras de levier inférieur relié, sur la partie fixe du segment de volet avant, à une flèche rétractable.La flèche est étudiée de manière à n'être apparente que lors de son utilisation. Elle est donc fixée dans la structure de la partie fixe du segment de volet avant par un axe permettant également son pivotement.
La flèche peut se trouver dans deux positions :
  • Stationnaire : position verticale dans la structure de la partie fixe du segment du volet avant. Cela correspond à une position du segment dans le plan vertical.
  • En utilisation : emmenée jusqu'en position angulaire par le basculement du bras de levier du segment de volet arrière, relié à l'extrémité de la flèche. Ce mouvement du bras de levier est lui-même provoqué par le basculement du segment de volet arrière autour du système de charnières le reliant à la partie mobile du segment de volet avant, durant la rotation de l'élément mobile vers la position horizontale.
La liaison entre le bras de levier et l'extrémité de la flèche permet également de contrôler la déclivité (positive, nulle ou négative) du segment de volet arrière par rapport à la partie mobile du segment de volet avant, par ajustement de la longueur de leur lien, de manière statique ou dynamique.
La flèche basculant autour de son axe est également reliée à la structure de la partie fixe du segment de volet avant, par un ressort de rappel. Ce ressort permet :
  • l'amortissement de l'ébranlement résultant des effets cinétiques et mécaniques du basculement, dus au poids du segment de volet arrière.
  • le retour à sa position de repos dans la structure de la partie fixe du segment du volet avant, lors de la rotation de la partie mobile du segment, pour retour en position verticale.
    1. Avaloir pour stabilisation horizontale des profils épais
Dans le cas particulier des profils épais utilisés au sein de fluides en mouvement, la section avant de la partie mobile du segment de volet avant peut être munie d'une bouche d'aspiration, afin de limiter les effets mécaniques du fluide sur la structure.
Fonctionnement :
  • Lors du pivotement à l'horizontale de l'élément mobile du segment du volet avant, la bouche d'aspiration est orientée dans le sens et face à l'écoulement du fluide.
  • L'épaisseur du segment mobile du volet avant est aménagée afin de créer un rétrécissement progressif de son volume en arrière de la bouche d'aspiration.
  • Un orifice d'évacuation est ouvert dans la section latérale de la partie mobile du segment de volet avant, en arrière du rétrécissement, permettant l'évacuation rapide du fluide par effet Venturi.
Ce système permet de minimiser les effets mécaniques, sur les différents éléments de la structure, que le fluide en mouvement peut produire.
  1. Retour d’un segment à sa position verticale
Le retour à la verticale d’un segment implique de retrouver sa cohésion avec le segment adjacent inférieur. Cela concerne à la fois la partie mobile du volet avant ainsi que le volet arrière du segment.
  1. Solidarisation de la partie mobile du segment du volet avant
Le retour à la verticale de la partie mobile du volet avant, conduit à la mise en contact de sa pièce de blocage, avec la pièce de blocage de la partie mobile du volet avant inférieur adjacent, assurant à nouveau la cohésion entre ces deux parties.
  1. Verrouillage du segment de volet arrière
Le retour à la verticale du volet arrière va résulter de l’imbrication de ses pièces de verrou avec celles du segment de volet inférieur adjacent, la combinaison obtenue formant le verrou, assurant à nouveau la cohésion entre ces deux parties.
Fonctionnement :
Les pièces du verrou sont portées, d’une part, par le bras de levier inférieur du segment de volet arrière supérieur, et d’autre part, par le bras de levier supérieur du segment de volet arrière inférieur adjacent. Elles se composent d’éléments mâle et femelle répartis de part et d’autre de la charnière de raccordement avec l’élément mobile de leur segment avant respectif.
Chaque élément mâle et femelle, sur chacun des bras de levier, est positionné afin d’accueillir l’élément complémentaire (mâle avec femelle) qui lui fait face.
De plus, et afin de permettre un accueil sans heurt du volet arrière du segment supérieur lors de son retour à la verticale, l’élément mâle, porté par le bras de levier supérieur de chaque volet arrière, est articulé autour d’un ressort de rappel, facilitant l’entrée et le positionnement dans le verrou, de l’élément mâle porté par le bras de levier du segment de volet arrière supérieur.
Les dessins annexés illustrent l’invention :
La figure 1 représente une vue d’ensemble des procédés en action.
La figure 2 détaille le système de cohésion des segments de volet avant.
La figure 3 détaille le système de cohésion des segments de volet arrière.
La figure 4 détaille la rotation et le maintien du volet avant.
La figure 5 détaille le maintien du volet arrière.
La figure 6 détaille l’avaloir pour stabilisation horizontale des profils épais
La figure 7 détaille le verrouillage du segment de volet arrière.
Système de cohésion des segments de volet avant (FIG. 2)
La cohésion du volet avant est assurée par la mise en contact de pièces de blocage (1) appartenant respectivement aux sections supérieure et inférieure des parties mobiles de volets avant de deux segments adjacents, empêchant la partie mobile du segment inférieur de pivoter tant que la partie mobile du segment supérieur reste dans le plan vertical. Le système permet de fait, par propagation du maintien entre les segments adjacents, d’obtenir une surface continue du volet avant, équivalente à une surface non segmentée.
Système de cohésion des segments de volet arrière (FIG. 3)
La cohésion du volet arrière est assurée par un système de verrouillage (2) réparti entre le bras de levier inférieur du segment de volet arrière supérieur, d’une part, et le bras de levier supérieur du segment de volet arrière inférieur, d’autre part. Le système est verrouillé, de manière à ce que tout mouvement du segment de volet arrière inférieur entraîne, conjointement, le segment de volet arrière supérieur. Ainsi, le verrouillage est maintenu tant que la partie mobile du segment de volet avant supérieur, auquel le segment de volet arrière est rattaché, est maintenu en position verticale.
Ce verrouillage inter-segment de volet arrière permet donc, également par propagation, d’obtenir une surface continue du volet arrière, équivalente à une surface non segmentée.
Rotation et maintien du volet avant (FIG. 4)
La rotation de la partie mobile par rapport à la partie fixe s'effectue autour de leur axe de rotation barycentrique, aménagé de manière à permettre le basculement et le maintien de la partie mobile dans les positions verticale ou horizontale.
Cela est rendu possible par la présence, au niveau de la section entre parties fixe et mobile, sur la partie fixe, d'une pièce spécifique de positionnement (3), ayant en vis à vis sur la partie mobile, des cales (4) permettant l'arrêt dans la position souhaitée.
Le mouvement de rotation vers l’horizontale va également procéder au déverrouillage, d’une part, du segment mobile de volet avant, et d’autre part, du segment de volet arrière auquel il est rattaché, par rapport au segment adjacent inférieur.
Maintien du volet arrière (FIG. 5)
Le passage à l'horizontal de la partie mobile du segment de volet avant, nécessite la gestion du segment de volet arrière, déverrouillé et maintenant libre de s’articuler autour du système de charnières reliant ces deux parties. Par effet gravitationnel et en pivotant autour du système de charnières, le segment de volet arrière va s'incliner vers le bas.
Il convient donc de contrôler cet effet tout en supprimant au maximum les efforts de cisaillement sur l’axe barycentrique.
Pour ce faire, les efforts induits sont renvoyés vers la partie fixe du segment du volet avant. Cette gestion passe par l'utilisation, sur le segment de volet arrière, du bras de levier inférieur (4) relié, sur la partie fixe du segment de volet avant, à une flèche rétractable (5).
La flèche est étudiée de manière à n'être apparente que lors de son utilisation. Elle est donc fixée dans la structure de la partie fixe du segment de volet avant par un axe (6) permettant également son pivotement.
La flèche peut se trouver dans deux positions :
  • Au repos : position verticale dans la structure de la partie fixe du segment du volet avant. Cela correspond à une position du segment dans le plan vertical.
  • En utilisation : emmenée jusqu'en position angulaire par le basculement du bras de levier du segment de volet arrière, relié à l'extrémité de la flèche. Ce mouvement du bras de levier est lui-même provoqué par le basculement du segment de volet arrière autour du système de charnières le reliant à la partie mobile du segment de volet avant, durant la rotation de l'élément mobile vers la position horizontale.
La liaison entre le bras de levier et l'extrémité de la flèche permet également de gérer la déclivité (positive, nulle ou négative) du segment de volet arrière par rapport à la partie mobile du segment de volet avant, par ajustement de la longueur du lien (7), de manière statique ou dynamique.
La flèche basculant autour de son axe est également reliée à la structure de la partie fixe du segment de volet avant, par un ressort de rappel (8). Ce ressort permet :
  • l'amortissement de l'ébranlement résultant des effets cinétiques et mécaniques du basculement, dus au poids du segment de volet arrière.
  • le retour à sa position de repos dans la structure de la partie fixe du segment du volet avant, lors de la rotation de la partie mobile du segment, pour retour en position verticale.
Avaloir pour stabilisation horizontale des profils épais (FIG. 6)
Dans le cas particulier des profils épais utilisés au sein de fluides en mouvement, la section avant de la partie mobile du segment de volet avant peut être munie d'une double bouche d'aspiration, afin de limiter les effets mécaniques du fluide sur la structure.
Fonctionnement :
  • Lors du pivotement à l'horizontale de l'élément mobile du segment du volet avant, la double bouche d'aspiration (9) est orientée dans le sens et face à l'écoulement du fluide.
  • L'épaisseur du segment mobile du volet avant est aménagée afin de créer un rétrécissement progressif (10) de son volume en arrière de chaque bouche d'aspiration.
  • Un orifice d'évacuation (11) est ouvert dans chaque section latérale de la partie mobile du segment de volet avant, en arrière du rétrécissement, permettant l'évacuation rapide du fluide par effet Venturi.
Ce système permet de minimiser les effets mécaniques, sur les différents éléments de la structure, que le fluide en mouvement peut produire.
Verrouillage du segment de volet arrière (FIG. 7)
Le retour à la verticale du volet arrière va résulter en l’imbrication de ses pièces de verrou avec celles du segment de volet inférieur adjacent, la combinaison obtenue formant le verrou, assurant à nouveau la cohésion entre ces deux parties.
Fonctionnement :
Les pièces du verrou sont portées, d’une part, par le bras de levier inférieur du segment de volet arrière supérieur, et d’autre part, par le bras de levier supérieur du segment de volet arrière inférieur adjacent. Elles se composent d’éléments mâle (12) et femelle (13) répartis de part et d’autre de la charnière de raccordement (14) avec l’élément mobile de leur segment avant respectif.
Chaque élément mâle et femelle, sur chacun des bras de levier, est positionné afin d’accueillir l’élément complémentaire (mâle avec femelle) qui lui fait face.
De plus, et afin de permettre l’accueil sans heurt du volet arrière du segment supérieur lors de son retour à la verticale, l’élément mâle, porté par le bras de levier supérieur de chaque volet arrière, est articulé autour d’un ressort de rappel (15), facilitant l’entrée et le positionnement dans le verrou, de l’élément mâle porté par le bras de levier du segment de volet arrière supérieur.
Le dispositif selon l’invention permet la mise en œuvre et le contrôle des différentes pièces articulées, en rotation entre les plans verticaux et horizontaux, d’un élément plan vertical, composé de deux volets reliés par charnières, segmenté dans le sens de sa largeur. Il apporte donc une solution maîtrisée pour manœuvrer ce système articulé complexe. De fait, il est particulièrement adapté à la manœuvre des voiles rigides à variation de surface (brevet FR13 00180).

Claims (7)

  1. Système, permettant le passage et le maintien, dans ses deux positions, verticale et horizontale, des éléments pivotables d’une surface verticale plane, segmentée dans sa largeur et formée de deux volets, avant et arrière, articulés l’un par rapport à l’autre.
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cohésion du volet avant est assurée par la mise en contact de pièces de blocage (1) appartenant respectivement aux sections supérieure et inférieure des parties mobiles de volets avant de deux segments adjacents, empêchant la partie mobile du segment inférieur de pivoter tant que la partie mobile du segment supérieur reste dans le plan vertical.
  3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cohésion du volet arrière est assurée par un système de verrouillage (2) réparti entre le bras de levier inférieur du segment de volet arrière supérieur, d’une part, et le bras de levier supérieur du segment de volet arrière inférieur, d’autre part. Il se compose d’éléments mâle (13) et femelle (14) répartis de part et d’autre de la charnière de raccordement (15) avec l’élément mobile de leur segment avant respectif, de manière à ce que chaque élément mâle et femelle, sur chacun des bras de levier, soit positionné afin d’accueillir l’élément complémentaire (mâle avec femelle) qui lui fait face. De plus, et afin de permettre un accueil sans heurt du volet arrière du segment supérieur lors de son retour à la verticale, l’élément mâle, porté par le bras de levier supérieur de chaque volet arrière, est articulé autour d’un ressort de rappel (16), facilitant l’entrée et le positionnement dans le verrou, de l’élément mâle porté par le bras de levier du segment de volet arrière supérieur.
  4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la rotation de la partie mobile par rapport à la partie fixe s'effectue autour de leur axe de rotation barycentrique, aménagé de manière à permettre le basculement et le maintien de la partie mobile entre les positions verticale et horizontale. Cela est rendu possible par la présence, au niveau de la section entre parties fixe et mobile, sur la partie fixe, d'une pièce spécifique de positionnement (3), ayant en vis à vis sur la partie mobile, des cales (4) permettant l'arrêt dans la position souhaitée.
  5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la gestion des efforts induits par le segment de volet arrière déverrouillé, passe par leur renvoi vers la partie fixe du segment du volet avant. Cette gestion passe par l'utilisation, sur le segment de volet arrière, du bras de levier inférieur (5) relié, sur la partie fixe du segment de volet avant, à une flèche rétractable (6). Le lien entre bras et flèche peut être rendu ajustable de manière à gérer la déclivité (positive, nulle ou négative) par rapport à la partie mobile du segment de volet avant, par ajustement de la longueur du lien (7), de manière statique ou dynamique.
  6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que La flèche rétractable (6) est étudiée de manière à n'être apparente que lors de son utilisation. Elle est donc fixée dans la structure de la partie fixe du segment de volet avant par un axe (8) permettant également son pivotement. La flèche basculant autour de son axe est également reliée à la structure de la partie fixe du segment de volet avant, par un ressort de rappel (9) permettant, d’une part, l'amortissement de l'ébranlement résultant des effets cinétiques et mécaniques du basculement, dus au poids du segment de volet arrière et, d’autre part, le retour à sa position de repos dans la structure de la partie fixe du segment du volet avant, lors du retour à la position verticale de la partie mobile du segment.
  7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans le cas particulier des profils épais utilisés au sein de fluides en mouvement, la section avant de la partie mobile du segment de volet avant est munie d'une double bouche d'aspiration (10), afin de limiter les effets mécaniques du fluide sur la structure. Lors du pivotement à l'horizontale de l'élément mobile du segment du volet avant, la double bouche d'aspiration (10) orientée dans le sens et face à l'écoulement, accélère le fluide, contraint par un rétrécissement progressif (11) du volume de l'épaisseur du segment et débouchant sur un orifice d'évacuation (12) ouvert dans chaque section latérale, permettant l'évacuation rapide du fluide par effet Venturi.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR1300180A (fr) 1961-06-07 1962-08-03 Albright & Wilson Mfg Ltd Procédé d'obtention d'une scorie propre à former un ciment à haute teneur en alumine
FR3001437A1 (fr) * 2013-01-29 2014-08-01 Gilles Bruno Serre Systeme de reduction/augmentation progressive de voilure rigide
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