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La présente invention a pour objet un procédé permettant d'as- surer de façon simple et aisément réglable la mise en mouvement de rotation de pièces notamment de pièces massives utilisées en mécanique ou en construc- tion, ou d'appareils divers.
Ce procédé consiste à soumettre la pièce ou l'appareil à 'entraîner au couple moteur d'un ou plusieurs gyroscopes auxquels on donne, par un orga- ne moteur indépendant., une précession forcée.,
Si, en effet, des gyroscopes, associés à la pièce à mettre en mouvement, sont montés convenablement chacun sur un cadre ou support sus- ceptible de tourner par rapport à un axe perpendiculaire à leur axe de ro- tation, et si l'on donne audit support une rotation commandée, c'est-à-dire si l'on fait précesser le gyroscope,il se produit une force perpendiculai- re au mouvement qui lui a donné naissance., L'effet moteur du couple gyros- copique en résultant permet d'entraîner la pièce ou appareil à mouvoir, Ce couple étant aisément réglable tant par la vitesse et le sens de rotation d es gyroscopes que par les caractéristiques,
vitesse et fréquence., de la rotation imprimée au support tournant, on peut donner au mouvement d'entraînement de la pièce ou appareil à mouvoir les sens, forces9 vitesses ou fréquences vou- lus.
Il est à remarquer que le couple moteur produit par un gyroscope, ainsi soumis à une précession forcée, même continue et de vitesse constan- te, est un couple alternatif. Ceci résulte, en effet, de ce que, lorsque le gyroscope s'est retourné face pour face, il se trouve tourner autour de son axe en sens contraire pour un observateur immobile et produit, par con- séquent, un couple de sens contraire au sens du couple produit à la position première avant retournemento
Aussi, en rendant, selon l'invention, le ou les gyroscopes, ainsi soumis à une précession forcée continue ou alternative, solidaires de la pièce à animer,celle-ci prend un mouvement alternatif.
Ce mouvement alternatif peut être réglé en intensité et en fréquence:, d'une part par la vitesse de rotation des gyroscopes, d'autre part et essentiellement par les caractéristiques de la précession qui est donnée aux gyroscopes, notamment sa vitesse et la fréquence des changements de sens.
Dans cette application., on utilise l'ensemble du ou des gyroscopes et de leurs moteurs ou dispositifs assurant la précession provoquée comme un organe de -transformation d'énergie, transformateur dont l'action est d'ailleurs indépendante, si on le désire, de toute action ou réaction d'un support ou élément extérieur.
Cette non-dépendance possible de la transmission d'énergie ou de mouvement permise par l'ensemble considéré, par rapport aux influences ou réactions des éléments extérieurs à cet ensemble permet, selon l'inven- tion.:, d'utiliser ce dernier pour provoquer tout mouvement de rotation, autour de son centre de gravité,d'un appareil se mouvant dans l'espace et même dans le vide et dont il est rendu solidaire.
Le mouvement de rotation peut être très lent et s'appliquer particulièrement aux appareils du genre fusée ou aéronef.
La transformation d'énergie obtenue par le procédé se prête à de nombreuses applications en mécanique, pour la mise en mouvement lente ou rapide d'organes plus ou moins lourds.
Une application particulière en construction est la communication, en mouvement alternatif,de forces pouvant être considérables, à des pieux.,, tubages ou autres pour assurer ou faciliter leur énfoncement dans le sol ou leur arrachage.
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Sans doute, a-t-il déjà été proposé;notamment, d'utiliser des gyroscopes à precession provoquée comme dispositifs antiroulis pour les navires, en particulier les navires de guerre. Mais dans ce cas, c'est le mouvement du navire qui provoque la précession du gyroscope pour créer un couple de redressement annulant le couple produit par le roulis ét em- pêchant tout mouvement néfaste ou indésirable.
L'invention diffère essentiellement de cette disposition connue en ce que la précession du ou des gyroscopes n'est pas systématiquement le résultat de réactions extérieures, mais celui d'un moyen auxiliaire à commande directe et contrôlable. Selon l'invention, on veut produire un mouvement défini, indépendant et contrôlable, par le moyen de gyroscopes utilisés comme transformateurs d'énergie, et non empêcher un mouvement imposé et stabiliser en direction..
Autrement dit, si l'on voulait appliquer l'invention à un navire pour combattre le roulis, on aurait à donner au navire directement par les gyroscopes un mouvement d'antiroulis de fréquence appropriée pour combattre le roulis.!, mais indépendamment dé celui-ci.
Le procédé selon l'invention, ainsi que ses avantages, seront plus amplement décrits en référence aux dessins annexés, qui représentent plusieurs exemples de réalisation de dispositifs pour sa mise en oeuvre.
La figure 1 représente en élévation un montage à deux gyroscopes pour la mise en mouvement d'une pièce cylindrique.
La figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1.
La figure 3 est une vue moitié en coupe verticale, moitié en élévation d'un dispositif à quatre gyroscopes pour la mise en mouvement d'une pièce cylindrique verticale.
La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
La figure 5 montre moitié en coupe verticale, moitié en élévation, l'application d'un dispositif analogue à celui des figures 3 et 4 au fonçage d'un tubage.
Dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, la pièce à mettre en mouvement, par exemple un arbre massif ou. autre organe de machine ou. d'appareillage, de forme cylindrique, est désignée par 10. On solidarise rigidement avec la pièce'10, par tous moyens appropriés, un châssis 11 qui porte le mécanisme de mise en mouvement. Sur le châssis 11 sont montés deux systèmes gyroscopiques symétriques.
Chacun de ces systèmes comprend un gyroscope 12 mis en rotation par les moteurs 13, l'arbre commun du gyroscope et des moteurs étant porté par un cadre 14. Le cadre 14 porte des axes 15 portés eux-mêmes par des paliers du châssis 11 et s'étendant à l'extérieur de ceux-ci en 16 pour recevoir leur mouvement d'entraînement.
Le mouvement d'entraînement est assuré,dans ce mode de réalisation par des moyens, hydrauliques ou pneumatiques, constitués chacun par un piston 17 actionné dans le cylindre 18 par le fluide sous pression arrivant par les canalisations souples 19. Les cylindres 18 sont solidaires du châssis 11.
Les tiges opposées 20 du piston 17 actionnent par des liaisons souples 21 des cames 22 solidaires des extrémités 16 des axes 15. A l'oppo-
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se des cames 22 sont ménagées des tiges 23 réunies par des barres d'accou- plement 24.
Pour conférer à la pièce 10 le mouvement cherché, on commence par lancer les gyroscopes 12 à l'aide des moteurs 13 jusqu'à ce qu'ils aient pris leur vitesse de régime, tournant dans le sens de la flèche A par exem- ple. Lorsque cette vitesse est atteinte on met en marche le moteur hydraù- lique 17-180 Le mouvement du piston 17,transmis par les tiges 20, les liai- sons souples 21, les cames 22 et les barres d'accouplement 24, imprime aux axes 15 et donc aux cadres 14s une rotation alternative dans le sens des flèches B1, B2.
Ce mouvement des cadres 14 assure là précession des gyros- copes 12 et se traduit par un couple alternatif C1, C2 transmis par le chas-' sis 11 à la pièce 10,
Le couple gyroscopique moteur étant un couple purs il est à no- ter que le même mouvement de la pièce 10 serait obtenu avec un seul gyros- cope 12, l'autre gyroscope n'étant pas mis en rotation par ses moteurs 13, ou étant simplement remplacé par un organe équilibrant statiquement le premier gyroscope.
Dans la réalisation des figures 3 et 4, le châssis 11 porte qua- tre gyroscopes 12 symétriquement disposéso La précession des gyroscopes au lieu de provenir d'une commande alternative du cadrell4,est ici produi- te par la rotation continue de l'arbre 15. A cet effet, chaque arbre 15+ des cadres 14, porte une roue dentée 25 engrenant avec une vis tangente 26 entraînée par le moteur électrique 27,
Les quatre arbres 15 des cadres 14 sont reliés entre eux par des doubles cardans 28.
Ce montage assure un synchronisme rigoureux, même si les rotules 28 ne sont pas homocinétiques* On a prévu que chacune des vis tangentes 26 est entraînée par un moteur individuel, ce qui est une disposition avantageuse au point de vue encombrement et équilibrageo Mais il va de soi qu'on pourrait commander plusieurs vis 26 ou toutes les vis par une commande unique.
Le fonctionnement du dispositif des figures 3 et 4 est analogue à celui des figures 1 et 2. Une fois que les gyroscopes 12 tournent à leur vitesse de régime, on met en marche les moteurs qui entraînent', les vis tan- gentes 26. Avec une démultiplication convenables les vis tangentes 26 en- traînent les roues dentées 25 et par suite les cadres 14, ce qui fait pré- cesser les gyroscopes 12 et produit le couple C1-C2. Le couple ainsi imprimé au châssis 11 et à la pièce 10 à animer, est alternativement dirigé sui- vant Ci ou C29 selon que le sens de rotation des gyroscopes 12 est Fi ou F2.
On voit que-, le mouvement de la roue 25 étant continus le sens de rotation des gyroscopes s'inverse suivant F1 ou F2 chaque fois que le cadre 14 a tourné d'un demi-tour.
Il y a intérêt dans certains cas, à assurer à la pièce 10 un effet de stabilisation. Cet effet est obtenu au moyen d'un jeu supplémen- taire de gyroscopes 30. Ces gyroscopes sont au nombre minimum de trois.
Maisde préférence, leur nombre est égal à celui des gyroscopes 12 Ils peuvent avantageusement être disposés au-dessus ou au-dessous des gyrosco- pes 12.
Chacun des gyroscopes 30 est entraîné par un moteur 31 l'en- semble étant porté par un cadre 32 relié au châssis 11 par les axes 33.
Une liaison non rigide et de préférence élastique relie le cadre 32 au châssis 11 par un ressort 34 dont la tension est réglable par les écrous 35 Le cadre 32 pivote librement entre les flasques 36 du bâti 11. Ces flasques 36 sont celles qui portent aussi les paliers des arbres 15.
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Le rôle des gyroscopes 30 à commande indépendante de celle des gyroscopes 12, et sans précession imposée, consiste à produire un couple de redressement qui maintient l'axe de la pièce 10 toujours dans sa direction initiale. Si cette pièce 10 est à l'origine en position verticale, elle la conserve invariablement pendant l'action du couple alternatif C1. C2 produit par les gyroscopes 12.Si donc la pièce 10 a tendance, à un moment quelcon- que, à s'incliner dans le sens de la flèche D, les deux gyroscopes opposés vont précesser autour de l'axe 33 et produisent un couple de redressement égal àu couple perturbateur. Les deux autres gyroscopes se trouvant montés à angle droit par rapport aux premiers ne réagissent pas.
Si la tendance au basculement se produit dans le sens de la flèche E, ce seront ces deux autres gyroscopes qui interviendront pour assurer le redressement, les pre- miers demeurant pans effet.
Il est à noter d'ailleurs que la stabilisation ainsi obtenue n'est pas complète, mais simplement retardatrice., Cet effet de stabilisation est réalisé quelle que soit la direction initiale de la force perturbatrice
Une application particulière du dispositif précédent pour le fonçage des pieux, tubages ou autres éléments de construction analogues, est représentée figure 5. Dans l'exemple représenté, c'est un tubage 37 que l'on se propose d'enfoncer dans le sol en lui imprimant des impulsions alternatives de rotation selon le procédé faisant l'objet de l'invention.
Sur le tubage 37 est fixé le châssis 11 portant les gyroscopes, la solidarisation entre 11 et 37 étant effectuée par tous moyens usuels.
Dans l'exemple représenté, celle-ci est assurée par le jeu des sabots de serrage 38 coopérant avec les éléments 39 coulissant dans la ceinture 40 qui fait partie du châssis ll. Les sabots 38 sont déplacés au moyen de vérins ou vis de serrage 41 On retrouve en 12 les gyroscopes à précession forcée et en 30 les gyroscopes stabilisateurs ici placés sous les gyroscopes 12 et montés comme décrit précédemment.
Grâce à cette disposition on obtient sur le tubage des mouvements de rotation qui peuvent être lents et progressifs, permettant ou facilitant son enfoncement dans le sol. L'ensemble constitue un matériel de fonçage particulièrement simple, léger, et de fonctionnement sûr. La fréquence et l'amplitude des impulsions peut être déterminée et réglée suivant les caractéristiques du tubage ou des terrains rencontrés et suivant les profondeurs atteintes, par la vitesse de précession des cadres 14 et la vitesse de ro- tation,des gyroscopes. La force de ces impulsions dépend de la vitesse de rotation des gyroscopes et de la force de précession.
La commande des impulsions se fait sans à-coups et tout mouvement relatif entre les organes moteurs et l'objet à mettre en mouvement est supprimé. Par ce dispositifs on peut obtenir des couples importants sans interposition de forces ou appuis extérieurs. La stabilisation, en fonçage vertical ou inclinés est assurée, si on le désire, par le jeu des gyroscopes 30.
Le même dispositif, ou des dispositifs analogues à ceux des figures 1 et 2, qui permettent ou facilitent l'enfoncement des pieux peuvent aussi servir à faciliter l'arrachage de tubages, pieux ou analogues.
Bien entendu, les modes de réalisation décrits et représentés, ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
D'autres réalisations équivalentes, mettant en jeu les mêmes¯ éléments, mais agencées différemment,rentrent dans le cadre du présent brevet.