FR2797776A1 - Super rebounding ball for use in sports has central sphere filled with gas under pressure, released by valves which are actuated when ball hits solid surface - Google Patents

Abstract

The central sphere (3) is inflated with air under high pressure, flowing through a filling valve. The sphere has an array of tapered holes (5) plugged by small balls (B). The tapered holes are widest on the inside of the sphere. The small balls in the sphere are connected by struts (2) to similar small balls in the outer layer of the ball (1). The small balls in the outer layer fit in double-taper holes with the largest diameter at the center.

Description

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La présente invention concerne un dispositif qui permet à une balle (ballon) de rebondir plus haut que d'où on l'a lâchée.  The present invention relates to a device which allows a ball (ball) to bounce higher than from where it was dropped.

Une balle classique ne peut en aucun cas réagir de la sorte si on ne lui fournit pas un supplément d'énergie au lâcher ou au rebond.Ceci est du au frottement de la balle dans l'air et à la perte d'énergie cinétique de celle ci à chaque choc contre le sol,une paroi ou un objet.  In any case, a classic ball cannot react in this way if it is not supplied with additional energy on release or rebound. This is due to the friction of the ball in the air and the loss of kinetic energy of this one with each shock against the ground, a wall or an object.

Le dispositif selon l'invention permet de fournir une impulsion pour compenser cette perte d'énergie cinétique.En effet, la balle est creuse et à l'intérieur de la balle se trouve un réservoir d'air (ou de gaz) sous pression qui à chaque rebond de la balle libère une partie de ce gaz.Cela a pour effet d'augmenter la pression à l'intérieur de la balle et donc de la rendre plus rebondissante. Pour cela, la balle est formée de deux enveloppes sphériques concentriques reliées entres elles par des petites "halteres"rigides.  The device according to the invention makes it possible to provide an impulse to compensate for this loss of kinetic energy. Indeed, the ball is hollow and inside the ball there is a reservoir of air (or gas) under pressure which each time the ball bounces, some of this gas is released, which increases the pressure inside the ball and therefore makes it more bouncy. For this, the ball is formed of two concentric spherical envelopes connected together by small rigid "dumbbells".

L'enveloppe externe est élastique car elle doit résister aux chocs avec le sol.Cette enveloppe est percée de trous dans lesquels sont logées une "boule" de chaque "haltère". The external envelope is elastic because it must resist impact with the ground. This envelope is pierced with holes in which are housed a "ball" of each "dumbbell".

L'autre partie de 1'"haltère" se loge dans un trou situé dans l'enveloppe interne qui est rigide car elle fait aussi office de réservoir d'air (ou de gaz) sous pression. The other part of the "dumbbell" is housed in a hole located in the internal envelope which is rigid because it also acts as a reservoir of air (or gas) under pressure.

Ces "haltères" ont pour rôle de maintenir le réservoir au centre de la balle. Mais ils jouent surtout le rôle de soupapes qui permettent le passage ou la fermeture de l'air (ou du gaz) entre le réservoir et le volume compris entre les deux enveloppes, ainsi que entre ce volume et l'extérieur de la balle. Les trous dans lesquels se placent chaque soupape sont en fait des sièges de soupapes, c'est à dire que la forme est telle qu'ils peuvent être obturés totalement par ces soupapes. La répartition de ces trous sur chacune des deux enveloppes sphériques est uniforme sur leur surface. Le nombre de trous est défini mathématiquement par

cette formule: Nk=4x(3puissance(k-1)) +2; k>0. C'est une formule de répartition homogène de Nk points sur une sphère. - Nk=6 pour k=l : c'est insuffisant pour maintenir l'enveloppe interne de la balle au moment du choc. These "dumbbells" have the role of keeping the tank in the center of the ball. But above all they play the role of valves which allow the passage or closing of air (or gas) between the tank and the volume between the two envelopes, as well as between this volume and the outside of the ball. The holes in which each valve is placed are in fact valve seats, that is to say that the shape is such that they can be completely closed by these valves. The distribution of these holes on each of the two spherical envelopes is uniform over their surface. The number of holes is mathematically defined by

this formula: Nk = 4x (3power (k-1)) +2; k> 0. It is a formula of homogeneous distribution of Nk points on a sphere. - Nk = 6 for k = l: this is insufficient to maintain the internal envelope of the ball at the time of impact.

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fH'::14 pour V.-J. c--la peut convenir mais c'est un peu juste.

fH ':: 14 for V.-J. c - it may be suitable but it is a little fair.

Nk=38 pour t'-3 idéal pour une bdlle de la taille d'une balle de tennis don-: i=i . Nk = 38 for t'-3 ideal for a bdlle the size of a given tennis ball: i = i.

Nk=110 pour i'.=-v: cela convient mais l'espace entre deux trous voisins est un peu faible pour une balle de la taille d'une balle de tennis.

Rien n'empêche de prendre Y:)4. mais il faudrait augmenter la taille de la balle pour y placer les trous. Pour l'étude

on retiendra k=3 donc J8 trous repartis uniformément sur une sphère. L'étude se fera d'après une coupe selon un

diamètre de la balle et qui passe par les 12 nous repattis uniformément sur la =ir=-nferer=- de la balle. Il v a donc 13 tious en plus sur chaque demi balle, qui ne sont pas représentés sur les dessins. La forme des trous et des soupapes n'est pas limitative, pourvu que les soupapes correspondent aux trous (qui sont les sièges de soupapes ) L'épaisseur des enveloppes dépend de la nature du matériau.

A la différence de l'enveloppe externe qui ,j':'l1 être élastique, l'enveloppe interne est rigide et deit résister a une pression d'environ 10 bars. Nk = 110 for i '. = - v: that is fine but the space between two neighboring holes is a bit small for a ball the size of a tennis ball.

Nothing prevents taking Y:) 4. but you would have to increase the size of the ball to place the holes in it. For the study

we will retain k = 3 therefore J8 holes distributed uniformly on a sphere. The study will be done according to a section according to a

diameter of the ball and which passes through the 12 we repattis uniformly on the = ir = -nferer = - of the ball. So there are 13 more tious on each half ball, which are not shown in the drawings. The shape of the holes and of the valves is not limiting, provided that the valves correspond to the holes (which are the valve seats) The thickness of the envelopes depends on the nature of the material.

Unlike the outer casing which, I: 'l1 be elastic, the inner casing is rigid and deit withstand a pressure of about 10 bars.

Les dessins annexes illustrent l'invention. Les ligures 1.  The accompanying drawings illustrate the invention. The Ligurians 1.

2, 2 et 4 représentant en coupe le dispositif de l'invention selon plusieurs variantes.

2, 2 and 4 showing in section the device of the invention according to several variants.

En référence a es dessins, le dispositit de l'invention compoite une enveloppe externe il), reliée par des liens (2) a une enveloppe interne (?) qui i enferme de l'air (ou du r3Z ) sous pression. Les liens z..: sont en forme d'- haltère sur les figures 1 et figure 2. Ils sont dissymétriques sur les figures 3 et figure La tige qui relie les deux boules (B) est rigide et de longueur telle que les boules bouchent,

les trous ( 4 ) et (SI selon les figures 1 ou tigure 2 pour la firme de haltère, er selon les figures 3 :t f m~ = pour les autres versions de liens (2). With reference to the drawings, the device of the invention comprises an external envelope (i), connected by links (2) to an internal envelope (?) Which i encloses air (or r3Z) under pressure. The links z ..: are dumbbell-shaped in Figures 1 and Figure 2. They are asymmetrical in Figures 3 and Figure The rod which connects the two balls (B) is rigid and of such length that the balls stop ,

the holes (4) and (IF according to figures 1 or tigure 2 for the dumbbell firm, er according to figures 3: tfm ~ = for the other versions of links (2).

Le trou (4) est un dcutle siège de soupape.- c'est a dire

qu'il peut eti e t ~'U,:tl du c.~,te intérieur ou du c-te extérieur de l'enveloppe externe (1). Alors que le trou (S) ne fait office de siée de soupape que du cote extérieur de The hole (4) is a double valve seat.

that it can eti and ~ 'U,: tl of the c. ~, te inside or c-te outside of the outer envelope (1). While the hole (S) only acts as a valve seat on the outside of

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l'enveloppe interne (3). La forme des trous (4) et (5) doit donc être adaptée à la soupape qui s'y loge. Ce qui permet d'avoir des variantes selon les figures 3 et figures 4. Ces variantes ne sont pas limitatives pourvu qu'elles jouent leur rôle de soupapes. La balle à l'arrêt (lorsqu'elle ne subit pas de choc) est telle que tous les trous (4) et (5) sont bouchés: fig.l, fig. 2, fig. 3, fig. 4. On peut donc gonfler l'enveloppe interne à partir de la valve (V) qui n'est représentée que sur la figure 4. La valve (V) est une valve classique à bille avec un ressort ,ou autre. Elle est insérée dans un petit tube cylindrique qui est collé dans un trou de l'enveloppe interne (3) et qui arrive en butée en (T) contre l'intérieur de l'enveloppe interne. La butée permet à la valve de ne pas sortir avec la pression de l'air (ou du gaz) contenu dans l'enveloppe interne (3).  the internal envelope (3). The shape of the holes (4) and (5) must therefore be adapted to the valve which is housed there. This allows to have variants according to Figures 3 and Figures 4. These variants are not limiting provided that they play their role of valves. The stopped ball (when it does not undergo an impact) is such that all the holes (4) and (5) are plugged: fig.l, fig. 2, fig. 3, fig. 4. It is therefore possible to inflate the internal envelope from the valve (V) which is only shown in FIG. 4. The valve (V) is a conventional ball valve with a spring, or the like. It is inserted into a small cylindrical tube which is glued into a hole in the internal envelope (3) and which abuts at (T) against the interior of the internal envelope. The stop allows the valve not to go out with the pressure of the air (or gas) contained in the internal envelope (3).

Le tube cylindrique qui contient la valve (V) coulisse pour permettre à l'enveloppe (1) de recevoir un choc sans être gêné par la valve.  The cylindrical tube which contains the valve (V) slides to allow the envelope (1) to receive a shock without being obstructed by the valve.

Les fig. 5, 6,7 et 8 représentent dans l'ordre, le cycle de fonctionnement de la balle selon une des variantes dessinée en coupe en fig. 2. Le sol est désigné par la lettre (S) sur les fig. 5, 6,7 et 8. Pour des raisons de clarté, on ne représente qu'une seule "haltère" dans les ) différentes phases de travail. Nous considérons un cycle où on lance la balle en l'air et on traite le cas où la balle retombe exactement sur un trou (4) fig.5. Le cycle commence alors: -Fig.5: La balle va s'écraser sur le sol (S).  Figs. 5, 6,7 and 8 represent in order, the operating cycle of the ball according to one of the variants drawn in section in FIG. 2. The floor is designated by the letter (S) in fig. 5, 6,7 and 8. For reasons of clarity, only one "dumbbell" is represented in the) different work phases. We consider a cycle where we throw the ball in the air and we treat the case where the ball falls exactly on a hole (4) fig.5. The cycle then begins: -Fig.5: The ball will crash on the ground (S).

5 Elle vient juste de commencer à toucher le sol avec une certaine vitesse. Son enveloppe interne étant gonflée au préalable à environ une pression de 10 bars: volume Y. 5 It just started to hit the ground with some speed. Its internal envelope being inflated beforehand to about a pressure of 10 bars: volume Y.

On suppose que le volume compris entre les deux enveloppes est à la pression proche de la pression atmosphérique P : ) volume (X).  It is assumed that the volume between the two envelopes is at the pressure close to atmospheric pressure P:) volume (X).

-Fig.6 : La balle est au stade d'écrasement tel que la soupape de l'enveloppe externe (1) est ouverte et permet au volume (X) compris entre les deux enveloppes d'être à la même pression que celle de l'extérieur P .  -Fig.6: The ball is in the crushing stage such that the valve of the external envelope (1) is open and allows the volume (X) between the two envelopes to be at the same pressure as that of the outside P.

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-Fig.7: L'écrasement de la balle contre le sol est tel que la soupape de l'enveloppe externe Il) est fermée et que celle de l'enveloppe interne (3) est ouverte. Ceci permet de lâcher du gaz sous pression du réservoir interne (volume (Y)) vers le volume (X) compris entre les deux enveloppes.  -Fig.7: The crushing of the ball against the ground is such that the valve of the external envelope II) is closed and that of the internal envelope (3) is open. This allows gas to be released under pressure from the internal reservoir (volume (Y)) to the volume (X) between the two envelopes.

La pression du volume (X) passe donc de la pression P a P + delta P. C'est adire que la pression augmente sensiblement. C'est cet accroissement de pression qui permet

de durcir la balle et lui donne: l'impulsion necesdan e a un surrebond . The pressure of the volume (X) therefore changes from the pressure P to P + delta P. It is desirable that the pressure increases appreciably. It is this increase in pressure which allows

to harden the ball and gives it: the impulse requires a rebound.

-Fig.8: La balle tend donc à rebondir et revenir comme a la Fig.6 mais en un laps de temps assez court (à cause de la pression) pour permettre de garder une pression en (X) légèrement supérieure à la pression extérieure: pression atmosphérique. On peut considérer la fuite du gaz a ce moment comme un autre temps moteur pour la balle, par reaction de l'air contre le sol. vers l'extérieur de la balle. -Fig.8: The ball therefore tends to bounce and come back as in Fig.6 but in a fairly short time (because of the pressure) to allow to keep a pressure in (X) slightly higher than the external pressure : atmospheric pressure. We can consider the gas leak at this time as another driving time for the ball, by reaction of the air against the ground. outward from the ball.

Puis on revient a la figure 5. a la différence que la balle commence a quitter le sol vers le haut toute? soupapes fermées pour recommencer le cycle au prochain rebond. Ilest préciser que si l'étude du cycle ici est celle ou on

. onsidere que la balle tombe exactement sur un "tr vu" , on obtient le cvcle sur plusieurs trous a la fois avec un

rebond plus ou moins renforce, lorsque 1 balle tLnd..e "entre les trous", bans les deux cas. l.ê1 Lille retondit- plus haut que d'ou on l'a lâche. Le cycle se reproduit jusqu'à ce que la pression du gaz a l'intérieur du 18s.-::rv.:.ir ry) t\~,mbe à un certain seuil. 11 sut fit donc de I~x-I'R 1C2' le I'~SC2 V=ll par la valve ( V ) c f 1 . =. par tout moyen pneumatique- pompe à vélo. cartouche de gaz. compresseur, etc...

Voici un mode de rCdliation de l'intention. Then we come back to figure 5. with the difference that the ball starts to leave the ground up all? valves closed to restart the cycle at the next rebound. It should be noted that if the study of the cycle here is the one where we

. we consider that the ball falls exactly on a "saw", we obtain the cycle on several holes at the same time with a

more or less rebound reinforces, when 1 ball tLnd..e "between the holes", in both cases. l.ê1 Lille bounces higher than it was dropped. The cycle is repeated until the gas pressure inside the 18s .- :: rv.:.ir ry) t \ mbe at a certain threshold. It was therefore made of I ~ x-I'R 1C2 'the I' ~ SC2 V = ll by the valve (V) cf 1. =. by any pneumatic means - bicycle pump. gas cartridge. compressor, etc ...

Here is a method of intention intention.

L'enveloppe interne (3) est fabriquée en deux demi sphères obtenues par moulage ou injection de matière plastique dur . The internal envelope (3) is produced in two half spheres obtained by molding or injection of hard plastic material.

Les trous sont obtenus soit en même temps que le moulage.

soit par perçage après moulage. Dans es ttous on ::ol.:1ce une boule de chaque "haltère" ainsi que la valve (V (Fig. -4). Puis on colle ensuite les demi sphères. En fait @n arrive a The holes are obtained either at the same time as the molding.

either by drilling after molding. In es ttous on :: ol .: 1ce a ball of each "dumbbell" as well as the valve (V (Fig. -4). Then we glue the half spheres. In fact @n arrives at

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faire passer les boules à travers les trous au moment de la fabrication,avant que le plastique ne se rigidifie. De plus l'enveloppe interne doit être rigide à une pression de 10 bars environ.  pass the balls through the holes at the time of manufacture, before the plastic stiffens. In addition, the internal envelope must be rigid at a pressure of approximately 10 bars.

L'enveloppe externe est elle aussi obtenue par moulage ou injection d'élastomère.Les trous sont obtenus comme pour l'enveloppe interne. Ici l'enveloppe étant élastique, on peut y loger la deuxième boule de "l'haltère" en déformant un peu l'enveloppe externe. On place aussi l'autre extrémité de la valve (V) dans son logement, puis on la colle : Les "haltères" sont obtenues, d'un seul tenant, par moulage où injection. On peut aussi les fabriquer en trois parties: on colle deux boules en plastique, ou autre matière rigide de part et d'autre d'une barre de même matériau, voire d'acier ou autre. La fabrication complète de la balle ne pose pas de problèmes particuliers à un plasturgiste de métier. The external envelope is also obtained by molding or injection of elastomer. The holes are obtained as for the internal envelope. Here the envelope being elastic, one can accommodate the second ball of the "dumbbell" there by deforming the external envelope a little. The other end of the valve (V) is also placed in its housing, then it is glued: The "dumbbells" are obtained, in one piece, by molding or injection. We can also make them in three parts: we glue two plastic balls, or other rigid material on either side of a bar of the same material, or even steel or other. The complete manufacturing of the bale does not pose any particular problems to a plastics technician by trade.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à éveiller la curiosité des enfants de tous âges, et même des animaux de compagnie tels que chats, chiens et autres.The device according to the invention is particularly intended to arouse the curiosity of children of all ages, and even pets such as cats, dogs and others.

Claims (1)

REVENDICATIONS l)Dispositif qui permet a une balle ( ballon) de rebondir plus haut que d'ou on la lâché caractérise par le fait que la balle est formée d'une enveloppe externe (1) reliée a une enveloppe interne (?) par des liens (2) en furme d'haltères: (fig.1 et fig.2.) Ces liens (2) sont en fait des soupapes qui permettent de libérer de l'air (ou gaz) sous pression du  l) Device which allows a ball (ball) to bounce higher than from where it is released, characterized by the fact that the ball is formed by an external envelope (1) connected to an internal envelope (?) by links (2) in the form of dumbbells: (fig.1 and fig.2.) These links (2) are in fact valves which allow air (or gas) to be released under pressure from the

volume (Y) vers le volume (X):(fig.5 a fig.8.) Ce qui permet a la balle de se durcir au moment du choc. et de rebondir plus haut que d'ou on l'a lâche.  volume (Y) towards volume (X) :( fig.5 to fig.8.) This allows the ball to harden upon impact. and bounce higher than we let it go. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérise en ce que les liens (2) sont des "haltères" déformées et 2 Device according to claim 1 characterized in that the links (2) are deformed "dumbbells" and

dissymétriques:(fig.3 et fig.4.) asymmetrical: (fig.3 and fig.4.)