Brevet FR2633649A1 — publié le 19900105

Noeud de jonction pour structure et structure de coque pour réfrigérant atmosphérique en comportant application. La présente invention concerne les dispositifs couramment appelés noeuds de jonction ou noeuds d'assem- blage destinés å relier les barres ou poutres d'une structure triangulee. Un noeud d'assemblage connu, utilisé pour la constitution de charpentes métalliques, comporte deux flasques coaxiaux et munis de moyens destinés & les serrer l'un contre l'autre dans la direction de l'axe, munis chacun de moyens de fixation de l'extré- mité d'une barre.La plupart des noeuds d'assemblage connus imposent aux barres qui y aboutissent une orientation déterminée. Mime lorsque le noeud comporte deux flasques, seul est possible un réglage, en orientation autour de l'axe, des barres portées par un flasque par rapport à celles portées par l'autre flasque. Cette obligation de donner aux barres une orientation particulière se traduit par des contraintes sur le dessin de la charpente ou par la nécessité de prévoir, pour constituer une même charpente, différents types de noeuds. L'invention vise notamment F fournir un noeud d'assemblage pouvant recevoir des barres dont l'orientation est ajustable dans une plage angulaire déterminée, autorisant en conséquence l'emploi d'un même noeud sur toute une structure de charpente. Elle propose dans ce but un noeud de jonction entre barres d'une structure de charpente spatiale comprenant deux flasques coaxiaux munis de moyens destinés à les rapprocher dans la direction de l'axe, caractérisé en ce que chaque flasque comprend au moins deux alvéoles régulièrement répartis autour de l'axe et coopérant avec les alvéoles de l'autre flasque pour constituer des logements destinés à emprisonner des renflements terminaux des barres. Les renflements terminaux et les alvéoles ont une forme permettant de choisir l'orientation des barres, au moins dans une plage angulaire déterminée. Pour remplir cette condition, les renflements terminaux doivent être de révolution ainsi que le logement qui les emprisonne, afin de fournir un degré de liberté. En général les renflements terminaux seront en forme de sphère et les surfaces internes des alvéoles seront en forme de calotte sphérique de diamètre correspondant à celui de la boule aux tolérances de dimensionnement près. Les flasques sont avantageusement identiques l'un à l'autre, ce qui réduit le nombre de pièces différentes à prévoir et permet au surplus de fabriquer tous les flasques dans le même moule, lorsqu'ils sont en matériau moulé, par exemple en matériau composite tel qu'une résine chargée en fibres. Une application importante des noeuds suivant l'invention est constituée par la réalisation de structures de charpente spatiale ; chaque noeud reçoit alors uniquement des barres dont toutes les calottes terminales sont réparties sur le même cercle autour de l'axe. Des noeuds à deux, trois, quatre et six logements permettent de réaliser respectivement des structures maillées. Dans une telle structurer les noeuds peuvent être réalisés de façon à reprendre et supporter la totalité des efforts transmis par les barres de liaison, y compris les moments dans les trois directions de l'espace. Une application particulièrement importante de l'invention est constituée par la réalisation de structures de coque, telles que celles constituant la cheminée d'un réfrigérant atmosphérique. La charpente peut alors être constituée par un treillis à maille en triangle à trois jeux de barres. La structure constitue une charpente à laquelle est fixé un voile délimitant un conduit d'écoulement d'air dans le réfrigérant. Il suffit en général, pour que les barres puissent prendre les orientations relatives requises, que le noeud autorise un débattement des barres de environ * 10 dans les trois directions de l'espace. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suint d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un noeud d'assemblage constituant un mode de mise en oeuvre de l'invention, comportant six logements de réception, permettant de constituer des structures à maille triangulaire ou hexagonale - la figure 2 est une vue en élévation d'un des flasques du noeud de la figure 1 et des parties terminales des barres qu'il reçoit, l'une des barres étant représentée en coupe suivant la ligne II-II de la figure 3 - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant les lignes III-III et IV-IV de la figure 2, montrant l'ensemble du noeud d'assemblage - la figure 5 est une vue en perspective du flasque de la figure I - la figure 6 est un schéma montrant une constitution de charpente de réfrigérant atmosphérique réalisable en utilisant des noeuds d'assemblage du genre montré en figure 1 à 5. Le noeud d'assemblage montré en figures 1 à 5 est prévu pour recevoir six barres 8. Il comprend deux flasques 10 et 12 identiques l'un à l'autre et présentant une symétrie de révolution d'ordre 6. Chaque flasque est avantageusement constitué par une pièce unique formée en matériau composite, tel que de la résine renforcée par des fibres de verre ou de carbone. Chaque flasque peut être regardé comme ayant un plateau 14 dont la partie périphérique est cintrée pour constituer des alvéoles 16. La partie centrale du plateau se raccorde à un profil de révolution alésé en son centre de réception d'un boulon de serrage axial 20. La périphérie du plateau est percée de trous 22 placés entre les alvéoles 16 et destinés à recevoir des boulons supplémentaires 24. Les boulons 20 et 24 constituent des moyens permettant de serrer les deux flasques 10 et 12 l'un vers l'autre et de serrer des renflements terminaux de barres de jonction entre les flasques, comme on le verra plus loin. Des nervures de raidissement 21 (figure 5) relient avantageusement la cheminée au fond des alvéoles 16. Lorsque les flasques 10 et 12 sont placés face à face, deux alvéoles 16 en regard constituent un logement permettant d'emprisonner un renflement terminal 26 appartenant à une barre 8. Dans le mode de réalisation illustré, destiné à donner deux degrés de liberté à la barre et autorisant donc un réglage de la position angulaire de la barre 8 dans toutes les directions, les surfaces internes des alvéoles 16 sont en forme de calotte sphérique, de diamètre correspondant à celui des renflements 26 en forme de boule tronquée, aux tolérances de dimensionnement près. Les dimensions de l'ouverture du logement et le diamètre de la barre 8 fixent l'angle maximum a que peut prendre la barre par rapport à la perpendiculaire à l'axe du noeud. Dans la pratique, un angle a d'environ lOe dans toutes les directions de l'espace sera généralement suffisant. Les barres peuvent, comme les flasques, être en matériau composite. On peut notamment utiliser des barres en deux pièces assemblées, de fabrication plus simple. Dans le cas représenté sur la figure 2, chaque barre comporte un tronçon de poutre tubulaire, fabriqué par exemple par pultrusion, enroulement filamentaire, injection en moule, etc ... et une boule 26 percée d'un trou cylindrique et collée sur le tronçon de poutre. Un seul et même type de noeud peut être utilisé pour constituer des structures de charpente spatiale ayant une courbure variable. A titre d'exemple d'application particulièrement importante, la figure 6 montre schématiquement une structure de coque de réfrigérant atmosphérique pour centrale thermique classique, thermonucléaire ou autre. La structure constitue une charpente qui repose sur des fondations non représentées. Elle comporte trois jeux de barres, l'un des jeux étant constitué de barres horizontales et les deux autres jeux étant constitués de barres ayant des inclinaisons opposées par rapport à la verticale. La structure porte un voile continu d'étanchéité constitué par exemple par des bandes de toile ou des triangles de toile occupant chacun une maille. On connaît déjà une structure ayant la constitution générale schématisée en figure 6 (FR-A-2 222 516), mais dans laquelle les barres ont une forme ajustée en fonction de leur position dans la structure et dans laquelle les mailles sont en forme de triangle dont le rapport entre côtés adjacents varie le long de l'axe. Le voile de revêtement peut être fixé sur les alésages 18 des noeuds en utilisant les boulons 20. Du fait qu'un seul type de flasque est utilisé sur toute la surface, l'approvisionnement et le montage sont facilités. Dans l'application de l'invention à la construction de structure de coque pour aéroréfrigérant, on pourra souvent utiliser des barres de liaison ayant un diamètre de l'ordre de 200 mm, avec des renflements terminaux en forme de boule de 300 mm de diamètre par exemple. Pour oyes dimensions de renflement, les flasques 10 et 12 peuvent avoir un diamètre d'environ 880 mm. Les barres peuvent être en forme de tube de 20 mm d'épaisseur, constituées d'une matrice thermo-durcissable (résine polyester, vinyl-ester, époxyde ou phénolique par exemple) contenant une charge de renforcement fibreuse (fibre de verre, de carbone, aramide ou métallique par exemple). La teneur en charge de renfort sera généralement comprise entre 50 et 70 % en poids. Une composition du même genre peut être utilisée pour constituer les flasques. REVENDICATIONS 1. Noeud de jonction entre barres (8) d'une structure de charpente, comprenant deux flasques coaxiaux (10,12) munis de moyens (18-24) destinés à les rapprocher dans la direction de l'axe, caractérisé en ce que chaque flasque comprend au moins deux alvéoles (16) régulièrement répartis autour de, l'axe et coopérant avec les alvéoles de l'autre flasque pour constituer des logements destinés à emprisonner des renflements terminaux (26) des barres (13). 2. Noeud selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces internes des alvéoles (16) sont en forme de calotte sphérique délimitant une sphère de diamètre correspondant, aux tolérances dimensionneiles près, à celui des renflements, également de forme sphérique. 3. Noeud selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce qu'il comporte six logements. 4. Noeud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ses deux flasques (10,12) sont identiques. 5, Noeud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rapprochement comportent une cheminée centrale ménagée dans chaque flasque et destinée à recevoir un boulon de serrage central (20) et des trous (22j répartis à la périphérie des flasques entre les logements et destinés a recevoir des boulons de serrage (24). 6. Noeud selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cheminée centrale est'reliée aux alvéoles par des nervures radiales (21) de raidissement. 7. Noeud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flasques sont constitués en matériau composite. 8. Structure de charpente spatiale comprenant des noeuds selon l'une quelconque des revendications précédentes et des barres (8) reliant les noeuds, représentant chacune deux renflements terminaux emprisonnés dans des logements appartenant à des noeuds différents. 9. Structure selon la revendication 8, caractérisée en ce que chacune des barres est constituée par un tronçon tubulaire solidarisé de deux éléments en forme de boule tronquée ou non (26) constituant lesdits renflements, le tronçon et les éléments en forme de boule étant en matériau composite. 10. Coque pour réfrigérant atmosphérique, caractérisé en ce qu'elle comprend une structure maillée triangulaire dont l'un des côtés est horizontal selon la revendication 8 ou 9, recouvert d'un voile.