Brevet FR3048276A1 — publié le 20170901

Soufflet à structure à mouvement anti-radial DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un soufflet à structure à mouvement anti-radial autorisant trois degrés de liberté, ainsi qu'une installation comportant un tel soufflet en combinaison avec un soufflet type cardan. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Pour compenser des déplacements entre deux tubes (défauts d'installation, effets thermiques, déformations dynamique des extrémités), il est connu d'installer entre eux un soufflet qui autorise cinq degrés de liberté, à savoir trois translations et deux 10 rotations. Lorsque les déplacements deviennent trop importants, le soufflet seul n'est plus approprié. Il est alors connu de mettre en série entre les deux tubes, trois cardans par exemple du type rotule à doigt qui, en combinaison, autorisent également cinq degrés de liberté. Même si une telle installation donne entière satisfaction du point de vue du 15 fonctionnement, elle est relativement encombrante. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer un soufflet à structure à mouvement anti-radial dont la structure particulière n'autorise que trois degrés de liberté dont une translation et deux rotations, au lieu de 5 pour un soufflet classique (3 20 translations et 2 rotations). A cet effet, est proposé un soufflet à structure à mouvement anti-radial comportant : - une première partie sous la forme d'une portion cylindrique coaxiale avec un axe, 25 - une deuxième partie sous la forme d'une portion cylindrique coaxiale avec l'axe, les deux parties étant solidaires et disposées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe, les deux parties étant en outre séparées l'une de l'autre par au moins trois canaux, où chacun s'étend angulairement entre une première extrémité et une 30 deuxième extrémité, et présente : 3048276 2 - un premier évidement qui s'étend de la première extrémité jusqu'à une première zone de jonction qui a une position intermédiaire entre la première extrémité et la deuxième extrémité, - un évidement de jonction qui s'étend de la première zone de jonction jusqu'à 5 une deuxième zone de jonction qui a une position intermédiaire entre la première zone de jonction et la deuxième extrémité, et - un deuxième évidement qui s'étend de la deuxième zone de jonction jusqu'à la deuxième extrémité, - un soufflet s'étendant de part et d'autre des canaux et présentant une première extrémité fixée autour de la première partie et une deuxième extrémité fixée autour de la deuxième partie, où chaque évidement, entre son extrémité et sa zone de jonction, prend la forme d'un arc de cylindre qui s'étend de part et d'autre d'un plan médian perpendiculaire à l'axe, et pour un même canal, les plans médians des deux évidements sont distants l'un de l'autre le long de l'axe. Un tel soufflet à structure à mouvement anti-radial permet d'assurer trois degrés de liberté dont une translation et deux rotations. Avantageusement, l'évidement de jonction prend la forme d'un coude arrondi. Avantageusement, pour tous les canaux, le décalage entre les plans médians des 20 deux évidements est toujours dans le même sens pour un sens de rotation donné autour de l'axe. L'invention propose également une installation comportant : - un châssis, - deux éléments longilignes coaxiaux par rapport à un axe principal et fixés au 25 châssis, - un élément intermédiaire coaxial entre les deux éléments longilignes, où une extrémité de l'élément intermédiaire est fixée sur le premier élément longiligne par l'intermédiaire d'une rotule à doigt assurant le blocage d'une rotation autour de l'axe principal, et, où une autre extrémité de l'élément longiligne intermédiaire est fixée sur 30 le deuxième élément longiligne par l'intermédiaire d'un soufflet à structure à mouvement anti-radial selon l'une des variantes précédentes où l'axe des parties correspond à l'axe principal. 3048276 3 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi 5 lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective d'un soufflet à structure à mouvement antiradial selon l'invention, et la Fig. 2 est une représentation schématique d'une installation comportant un soufflet à structure à mouvement anti-radial selon l'invention. 10 EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 qui a la forme générale d'un cylindre de révolution dont l'axe est référencé 15. Le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 comporte une première partie 102a et une deuxième partie 102b. Chaque partie 102a-b prend la forme d'une 15 portion cylindrique coaxiale avec l'axe 15 et les deux parties 102a-b sont solidaires et disposées l'une à côté de l'autre dans la direction de leur axe 15 commun. Les deux parties 102a-b sont séparées l'une de l'autre par au moins trois (ici quatre) canaux 104. Chaque canal 104 s'étend angulairement entre une première extrémité 108a et une deuxième extrémité 108b. Le parcours du canal 104 entre la première extrémité 108a et la deuxième extrémité 108b s'effectue par rotation autour de l'axe 15 toujours dans le même sens de rotation. Chaque canal 104 présente : - un premier évidement 106a qui s'étend de la première extrémité 108a jusqu'à une première zone de jonction 110a qui a une position intermédiaire entre la première extrémité 108a et la deuxième extrémité 108b, - un évidement de jonction 106c qui s'étend de la première zone de jonction 110a jusqu'à une deuxième zone de jonction 110b qui a une position intermédiaire entre la première zone de jonction 110a et la deuxième extrémité 108b, et - un deuxième évidement 106b qui s'étend de la deuxième zone de jonction 110b jusqu'à la deuxième extrémité 108b. Chaque évidement 106a-b, entre son extrémité 110a-b et sa zone de jonction 108a-b, prend la forme d'un arc de cylindre qui s'étend de part et d'autre d'un plan médian 10a-b perpendiculaire à l'axe 15, et où pour un même canal 104, les plans 3048276 4 médians 10a-b des deux évidements 106a-b sont distants l'un de l'autre le long de l'axe 15. L'évidement de jonction évidé 106c permet, par sa conformation, de joindre les zones de jonction 110a-b entre elles et ainsi de rattraper l'écart selon l'axe 15 entre les 5 deux évidements 106a-b. L'évidement de jonction 106c peut prendre la forme d'un coude arrondi, ou la forme d'une fente linéaire entre les deux zones de jonction 110a-b. Pour tous les canaux 104, le décalage entre les plans médians 10a-b des deux évidements 106a-b est toujours dans le même sens pour un sens de rotation donné 10 autour de l'axe 15. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, dans le sens de rotation antihoraire autour de l'axe 15, le premier évidement 106a est plus bas que le deuxième évidement 106b. Bien sûr une configuration inverse est également possible. Du fait du décalage entre les plans médians 10a-b, le premier évidement 106a 15 d'un canal 104 est disposé à côté du deuxième évidement 106b du canal 104 voisin dans la direction de l'axe 15, et ces deux évidements 106a-b sont séparés par un bras 152 de matière qui relie les deux parties 102a-b. En d'autres termes, les deux parties 102a-b sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire de quatre zones de jonction 150 qui sont réparties régulièrement sur le 20 périmètre du cadran 100. Chaque zone de jonction 150 comporte le bras 152 qui prend la forme d'un arc de cylindre, et, pour chaque extrémité du bras 152, une base 154a-b solidaire de ladite extrémité, et où, d'une part, l'une des bases 154a est solidaire de la première partie 102a, et, d'autre part, l'autre base 154b est solidaire de la deuxième partie 102b. 25 Pour des raisons d'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur et pour reprendre le couple suivant Z, le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 comporte un soufflet 160 prenant une forme adaptée aux formes des deux parties 102a-b et qui est ici une forme cylindrique coaxiale avec l'axe 15. Le soufflet 160 s'étend de part et d'autre des canaux 104 et présente une première extrémité 162a fixée autour de la première partie 30 102a et une deuxième extrémité 162b fixée autour de la deuxième partie 102b. En prenant un référentiel (O, X, Y, Z) où Z est orienté selon l'axe 15, le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 est ainsi constitué de lamelles déformables qui autorisent trois degrés de liberté en laissant le mouvement axial (Tz) et les deux 3048276 5 mouvements angulaires (Rx et Ry) libres et en bloquant les mouvements radiaux (Tx et TY) et la rotation axiale (Rz), ce qui constitue une liaison linéaire annulaire à doigt. Le bras 152, et les évidements 106a-b s'étendent angulairement sur environ 60° pour trois bras 152 et 30° pour une géométrie à 4 bras. 5 Le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 est obtenu préférentiellement par découpage d'un cylindre et selon les efforts qu'il est susceptible d'encaisser, le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 peut être réalisé dans tous matériaux appropriés comme en métal ou en plastique. En prenant un référentiel (O, X, Y, Z), la Fig. 2 montre une installation 200 qui 10 comporte un châssis 20 et deux éléments longilignes 202a-b, par exemple du type arbre ou tube, qui sont coaxiaux par rapport à un axe principal Z et qui sont fixés au châssis 20. L'installation 200 comporte également un élément intermédiaire 204, du même type que précédemment mais qui peut être longiligne ou curviligne. 15 L'élément intermédiaire 204 est fixé coaxial entre les deux éléments longilignes 202a-b. Afin que l'élément longiligne intermédiaire 204 ne puisse avoir aucun degré de mobilité, et donc ne pas pouvoir entrer en résonnance par translation Tz ou rotations Rx-Ry, le montage d'une extrémité de l'élément longiligne intermédiaire 204 s'effectue sur le premier élément longiligne 202a par l'intermédiaire d'une rotule 20 à doigt 206, et, le montage de l'autre extrémité de l'élément longiligne intermédiaire 204 s'effectue sur le deuxième élément longiligne 202b par l'intermédiaire d'un soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 tel que décrit ci-dessus. L'axe principal Z correspond à l'axe 15 du soufflet à structure à mouvement anti-radial 100. La rotule à doigt 206 ou cardan est agencée pour assurer deux degrés 25 de liberté, à savoir les rotations radiales (Rx et Ry), et bloquer la rotation autour de l'axe principal Z (Rz), et le soufflet à structure à mouvement anti-radial 100 assure les trois degrés de liberté décrits ci-dessus, à savoir Tz, Rx et Ry. Le montage ainsi réalisé est alors isostatique, sans mobilité interne et sans contrainte. 30 REVENDICATIONS1) Soufflet à structure à mouvement anti-radial (100) comportant : - une première partie (102a) sous la forme d'une portion cylindrique coaxiale avec un axe (15), - une deuxième partie (102b) sous la forme d'une portion cylindrique coaxiale avec l'axe (15), les deux parties (102a-b) étant solidaires et disposées l'une à côté de l'autre dans la direction de l'axe (15), les deux parties (102a-b) étant en outre séparées l'une de l'autre par au moins trois canaux (104), où chacun s'étend angulairement entre une première extrémité (108a) et une deuxième extrémité (108b), et présente : - un premier évidement (106a) qui s'étend de la première extrémité (108a) jusqu'à une première zone de jonction (110a) qui a une position intermédiaire entre la première extrémité (108a) et la deuxième extrémité (108b), - un évidement de jonction (106c) qui s'étend de la première zone de jonction (110a) jusqu'à une deuxième zone de jonction (110b) qui a une position intermédiaire entre la première zone de jonction (110a) et la deuxième extrémité (108b), et - un deuxième évidement (106b) qui s'étend de la deuxième zone de jonction (110b) jusqu'à la deuxième extrémité (108b), - un soufflet (160) s'étendant de part et d'autre des canaux (104) et présentant une première extrémité (162a) fixée autour de la première partie (102a) et une deuxième extrémité (162b) fixée autour de la deuxième partie (102b), où chaque évidement (106a-b), entre son extrémité (110a-b) et sa zone de jonction (108a-b), prend la forme d'un arc de cylindre qui s'étend de part et d'autre d'un plan médian (10a-b) perpendiculaire à l'axe (15), et où pour un même canal (104), les plans médians (10a-b) des deux évidements (106a-b) sont distants l'un de l'autre le long de l'axe (15). 2) Soufflet à structure à mouvement anti-radial (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évidement de jonction (106c) prend la forme d'un coude arrondi. 3) Soufflet à structure à mouvement anti-radial (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que pour tous les canaux (104), le décalage 3048276 7 entre les plans médians (10a-b) des deux évidements (106a-b) est toujours dans le même sens pour un sens de rotation donné autour de l'axe (15). 4) Installation (200) comportant : - un châssis (20), 5 - deux éléments longilignes (202a-b) coaxiaux par rapport à un axe principal (Z) et fixés au châssis (20), - un élément intermédiaire (204) coaxial entre les deux éléments longilignes (202a-b), où une extrémité de l'élément intermédiaire (204) est fixée sur le premier élément longiligne (202a) par l'intermédiaire d'une rotule à doigt (206) assurant le 10 blocage d'une rotation autour de l'axe principal (Z), et, où une autre extrémité de l'élément longiligne intermédiaire (204) est fixée sur le deuxième élément longiligne (202b) par l'intermédiaire d'un soufflet à structure à mouvement anti-radial (100) selon l'une des revendications 1 à 3 où l'axe (15) des parties (102a-b) correspond à l'axe principal (Z). 15