Brevet FR2811409A1 — publié le 20020111

La présente invention concerne une structure de support avec des états alternatifs de grande résistance ou de faible conductivité thermique. L'invention concerne également une entretoise de liaison munie d'une telle structure de support. Selon l'état de la technique, on connaît par exemple de tels types de structures de support. C'est ainsi que le document US 3 814 361 décrit une structure de support formée d'éléments tubulaires glissés l'un dans l'autre; les éléments tubulaires extérieurs, appliqués les uns contre les autres garantissent une résistance mécanique plus élevée qu'une se- conde structure d'entretoise et ils peuvent être séparés par refroidisse- ment, si bien qu'alors seulement un élément tubulaire intérieur constituant une première structure d'entretoise reçoit la charge mécani- que; la première structure d'entretoise reste reliée à la seconde structure d'entretoise et du fait d'une faible surface de contact avec l'un des élé- ments tubulaires, cela garantit une faible conductivité thermique. Toute- fois la seconde structure d'entretoise glisse dans la première, si bien que cela ne garantit qu'une résistance mécanique très limitée et ne permet pas d'exclure par exemple le risque de grippage. On connaît une autre structure de support selon le docu- ment EP 0 584 697. Dans ce document, pour séparer un chemin de sup- port de grande résistance mécanique, on utilise des pièces de forme réalisées dans un alliage à mémoire de forme. Par dilatation d'un goujon, on interrompt le chemin de support formé par des oeillets et on le rem- place en partie par une fixation à l'aide d'un ressort ou encore on ouvre un châssis d'écartement comme seconde structure d'entretoise qui reste tou- jours reliée à un objet comme fixation; on le sépare ainsi d'une première structure d'entretoise constituée par une entretoise mécaniquement moins solide et dont une extrémité coopère avec le châssis d'écartement. La se- conde structure d'entretoise est située dans un plan avec la première structure d'entretoise à côté de celle-ci, ce qui n'assure qu'une solidité li- mitée. La présente invention a pour but de développer une struc- ture de support plus solide mais conservant sa faible conductivité thermi- que dans l'un des états de fonctionnement. De plus, la structure de support doit s'intégrer aussi simplement que possible dans des structures de support existantes. A cet effet, l'invention concerne une structure du type défini ci-dessus, caractérisée en ce qu'au moins une pièce de forme réalisée dans un alliage à mémoire de forme, qui dans son premier état de fonctionne- ment aboutit à une augmentation de sa résistance et dans son second état de fonctionnement aboutit à une réduction de sa conductivité thermique, une première structure d'entretoise étant entourée par une seconde structure d'entretoise qui présente une résistance mécanique supérieure à celle de la première structure d'entretoise, et la première structure d'entretoise est reliée à la seconde structure d'entretoise, solidairement à au moins l'une de ses extrémités, la première structure d'entretoise étant reliée à une fixation et la seconde structure d'entretoise étant reliée par l'intermédiaire d'au moins une pièce de forme, de manière amovible à la fixation. La structure de support selon l'invention comporte au moins une pièce de forme en un alliage à mémoire de forme qui, dans un premier état de fonctionnement de la structure de support, augmente la solidité de cette structure et dans un second état de fonctionnement ré- duit la conductivité thermique de la structure de support. Une première structure d'entretoise est entourée par une seconde structure d'entretoise, qui, par comparaison à la première structure d'entretoise présente une plus grande résistance mécanique et le dispositif qui entoure la première structure d'entretoise augmente la solidité du montage. De plus, la pre- mière structure d'entretoise est reliée solidairement à la seconde structure d'entretoise au moins par une extrémité, ce qui donne toujours un certain appui réciproque. La première structure d'entretoise est de plus reliée à une fixation et la seconde structure d'entretoise est reliée de manière amovible à la fixation par au moins une pièce de forme, de sorte que la première structure d'entretoise est soutenue en plus. Par la séparation de la seconde structure d'entretoise par rapport à la fixation, on peut dimi- nuer la conductivité thermique de l'ensemble de la structure de support; cela est assuré par au moins une pièce de forme adaptée spécialement à cet effet et optimisée. On peut par exemple réaliser la seconde structure d'entretoise au moins par segments sous la forme d'une entretoise creuse et la première structure d'entretoise comme entretoise dont une extrémité est fixée à une extrémité de la seconde structure d'entretoise, l'autre ex- trémité étant fixée à l'intérieur de la seconde structure d'entretoise. On arrive ainsi de manière simple à ce que la première structure d'entretoise soit entourée par la seconde structure d'entretoise. Il n'est toutefois pas nécessaire que la seconde structure d'entretoise présente sur toute sa longueur, la forme d'une entretoise creuse fermée. C'est ainsi que par exemple, la seconde structure d'entretoise peut être élargie à l'extrémité à laquelle est fixée la première structure d'entretoise et comporte des ouvertures dans la surface enve- loppe, offrant des possibilités d'accès à la première structure d'entretoise à cet endroit. C'est ainsi que notamment la fixation peut être reliée à tra- vers les ouvertures de la seconde structure d'entretoise avec la première structure d'entretoise et de plus la première structure d'entretoise peut être reliée par des pièces de forme à des éléments de couplage pénétrant dans les ouvertures et réalisant une liaison par la force entre la seconde structure d'entretoise et la fixation. Pour les pièces de forme, on peut prévoir n'importe quelle réalisation appropriée qui, en cas de dépassement vers le haut ou vers le bas d'une certaine température de seuil, déclenche l'effet de mémoire de forme des pièces de forme et permet ainsi aux éléments de couplage de bouger. Ainsi les éléments de couplage peuvent passer d'une position de couplage à une position de découplage. En particulier, on peut réaliser des pièces de forme pour qu'en cas de dépassement vers le haut ou vers le bas d'une température de seuil, les pièces de forme s'allongent et soulèvent les éléments de couplage par rapport à la seconde structure d'entretoise. Les autres éléments de la structure de support peuvent également être réalisés de manière appropriée; la première structure d'entretoise possède une faible conductivité thermique avec une résistance mécanique suffisante; la seconde structure d'entretoise présente avant tout une grande résistance mécanique. C'est ainsi que par exemple, la première structure d'entretoise est un câble. Les pièces de forme peuvent être des goujons ou des vis reliés à la première structure d'entretoise. Des éléments de couplage peuvent être réalisés spécialement comme des cou- vercles dont la forme est adaptée en général à la forme des ouvertures de la seconde structure d'entretoise pour y assurer une liaison efficace par la force. Pour que malgré la résistance mécanique donnée de la structure de support, on ait une possibilité de variation suffisante de la structure, il est prévu de faire tourner la fixation avec la première struc- ture d'entretoise et au moins dans un premier état de fonctionnement également en rotation avec la seconde structure d'entretoise. Cette possi- bilité de rotation peut être assurée par une articulation de type charnière dans le cas d'un seul plan ou en principe également à la manière d'une articulation à rotule. Néanmoins, on garantit une solidité mécanique poussée. Les différents types et modes de réalisation de structures de support décrits peuvent être utilisés dans chaque application. Grâce à un état de fonctionnement mécanique solide et un état de fonctionnement avec faible conduction thermique, les applications envisageables sont inté- ressantes partout o dans une première phase de fonctionnement d'un dispositif, il faut garantir une résistance mécanique élevée, par exemple pendant une phase de transport et dans une seconde phase, on aura une isolation thermique poussée, par exemple pendant une phase de refroidis- sement ou de chauffage. Ainsi, la présente invention peut s'appliquer no- tamment dans une entretoise de liaison pour relier des pièces à des températures différentes. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée de la structure de support selon l'invention, - la figure 2 est une coupe transversale de la structure de la figure 1, - la figure 3 correspond à la figure 2 mais tournée de 90 autour de l'axe du goujon, - la figure 4 est une vue de dessus de la structure complète de la figure 1, - la figure 5 est une arrière de la structure de la figure 4, - les figures 6 et 7 sont une vue de la structure de la figure 4 après rota- tion autour de l'axe de rotation du goujon, - la figure 8 est une vue schématique de la structure selon les figures précédentes. La structure de support représentée à la figure 1 peut être utilisée de manière simple dans l'oeillet d'une entretoise ou dans une ca- vité d'un autre élément de fixation; pour cela, une extrémité 13 de la structure d'entretoise 4 extérieure, réalisée en partie comme entretoise creuse, est placée dans un tel oeillet ou logement. La structure de support représentée ici est dans ces conditions d'une application très universelle. La seconde structure d'entretoise 4 telle qu'elle apparaît aux figures 2 et 3 comporte une première structure d'entretoise 3 réalisée sous la forme d'un câble dont les extrémités 5, 6 sont munies de billes lo- gées dans des douilles filetées 16, 17 précontraintes par des écrous contre la seconde structure d'entretoise 4. A la place d'un câble, on peut égale- ment utiliser d'autres structures d'entretoise à faible conduction thermi- que, par exemple par le choix de matières à faible conduction thermique ou encore par une mise en forme appropriée de la structure d'entretoise. La seconde structure d'entretoise 4 comporte dans la zone de sa seconde extrémité 8, un élargissement en forme d'anneau muni d'ouvertures latérales 9, 10. A travers ces ouvertures 9, 10, on accède de l'extérieur à la première structure d'entretoise 3. Elle peut être reliée à une fixation 7, qui dans le présent exemple se compose d'un socle 18 et d'une fourche 19; ces deux éléments peuvent également être combinés en une seule pièce. Les ouvertures de la fourche 19 reçoivent un manchon 20 comme axe tournant traversé par le câble 3 et dans lequel on fixe le câble 3, par exemple à l'aide d'une bille 21 prévue sur le câble comme le montre la figure 1. Mais, on peut également prévoir d'autres types de blocage comme par exemple par vissage, collage, soudage ou autres liaisons ap- propriées par la forme. Dans le manchon 20, on place comme pièces de forme 1, 2 des goujons ou des vis réalisés dans un alliage en mémoire de forme; lorsqu'on dépasse vers le bas une température de seuil Ts par exemple Ts = 0 C, ces goujons se transforment et passent d'un premier état (austé- nite) dans un second état (martensite) lié à une variation de forme; dans le présent exemple, il s'agit d'une variation de longueur. On arrive ainsi à un allongement des pièces de forme 1, 2 dans la direction longitudinale. De cette manière, des couvercles 11, 12 de forme conique, reliés aux piè- ces de forme sont soulevés par rapport aux ouvertures 9, 10 de la seconde structure d'entretoise 4. La fixation 7 est ainsi séparée de la seconde structure d'entretoise 4; le chemin de transmission des efforts conduit dans ce cas seulement par la fixation 7, le manchon 20, la première structure d'entretoise 3 et une extrémité 13 de la seconde structure d'entretoise 4. Lorsqu'on passe au-dessus de la température de seuil Ts, il se produit la transformation inverse, si bien que dans le cas présent, les pièces de forme 1, 2 se rétractent et pressent les couvercles 11, 12 contre les ouvertures 9, 10 comme cela est représenté aux figures 2 à 7. Le che- min de transmission des efforts passe ainsi en plus par la fixation 7, le manchon 20, les couvercles 11, 12 et l'autre extrémité 8 de la seconde structure d'entretoise 4 jusqu'à l'extrémité 13 déjà indiquée de la seconde structure d'entretoise 4. Comme le montrent les figures 3, 6, 7, la fixation 7 et l'ensemble composé de la première structure d'entretoise 3 et de la se- conde structure d'entretoise 4, peuvent être tournés les uns par rapport aux autres; la rotation se fait ici autour du manchon 20 monté à rotation dans la fourche 19. Cela permet pour une certaine résistance mécanique donnée par ailleurs, une plus grande liberté d'installation et ainsi d'application de la présente invention. La présente invention s'applique partout o d'un côté d'une fixation 7 règne une température autre que celle de l'autre côté de l'extrémité 13 de la seconde structure d'entretoise 4 qui peut être reliée à une autre entretoise fixation ou autre pièce. La présente invention peut ainsi s'utiliser par exemple comme fixation de transport et de mise en oeu- vre d'installations de refroidissement et de chauffage, de cuves réfrigérées, de moteurs ou d'installations analogues. Par exemple dans une applica- tion spatiale, pendant la phase de lancement ou d'arrivée d'un engin spa- tial, on peut ainsi assurer la résistance mécanique élevée pour la fixation d'installations cryogéniques qui seront ensuite détachées pour la phase de travail dans l'espace; cela permet une isolation thermique très poussée de l'installation cryogénique par rapport aux installations de l'autre côté de la structure de support selon l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Structure de support avec des états alternatifs de grande résistance ou de faible conductivité thermique, caractérisée en ce qu' elle comporte au moins une pièce de forme (1, 2) réalisée dans un alliage à mémoire de forme, qui dans son premier état de fonctionnement aboutit à une augmentation de sa résistance et dans son second état de fonction- nement aboutit à une réduction de sa conductivité thermique, une pre- mière structure d'entretoise (3) étant entourée par une seconde structure d'entretoise (4) qui présente une résistance mécanique supérieure à celle de la première structure d'entretoise (3), et la première structure d'entretoise (3) est reliée à la seconde structure d'entretoise (4), solidaire- ment à au moins l'une de ses extrémités (5, 6), la première structure d'entretoise (3) étant reliée à une fixation (7) et la seconde structure d'entretoise (4) étant reliée par l'intermédiaire d'au moins une pièce de forme (1, 2), de manière amovible à la fixation (7). 2 ) Structure de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde structure d'entretoise (4) est au moins réalisée par segments sous la forme d'une entretoise creuse et la première structure d'entretoise (3) est en forme d'entretoise dont une extrémité (5) est fixée à une extré- mité (8) de la seconde structure d'entretoise (4), l'autre extrémité (6) étant fixée à l'intérieur de la seconde structure d'entretoise (4). 3 ) Structure de support selon la revendication 2, caractérisée en ce que la seconde structure d'entretoise (4) est élargie à l'extrémité (8) à laquelle est fixée la première structure d'entretoise (3), et comporte des ouvertures (9, 10) dans la surface enveloppe. 4 ) Structure de support selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fixation (7) est reliée à la première structure d'entretoise (3) à travers les ouvertures (9, 10) et la première structure d'entretoise (3) est reliée par les pièces de forme (1, 2) à des éléments de couplage (11, 12) qui pénètrent dans les ouvertures (9, 10) et réalisent une liaison par la forme entre la seconde structure d'entretoise (4) et la fixation (7). ) Structure de support selon la revendication 4, caractérisée en ce que les pièces de forme (1, 2) sont réalisées pour qu'en cas de dépassement vers le haut ou vers le bas d'une température de seuil, elles s'allongent pour soulèver les éléments de couplage (1l1, 12) par rapport à la seconde structure d'entretoise (4). 6 ) Structure de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première structure d'entretoise (3) est un câble. 7 ) Structure de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pièces de forme (1, 2) sont des goujons ou des vis reliés à la première structure d'entretoise (3). 8 ) Structure de support selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les éléments de couplage (11, 12) sont des éléments en forme de couvercle. 9 ) Structure de support selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation (7) est reliée de manière rotative à la première structure d'entretoise (3) et au moins dans un premier état de fonctionnement, éga- lement de manière rotative, à la seconde structure d'entretoise (4). ) Entretoise de liaison destinée à relier des pièces à des températures différentes, comprenant une structure de support selon l'une des revendi- cations 1 à 9.