Brevet FR3107099A1 — publié le 20210813

Dispositif de liaison élastique entre deux pièces concentriques et assemblage comportant un tel dispositif de liaison élastique L'invention a pour objet un dispositif de liaison élastique (18) configuré pour relier des première et deuxième pièces, caractérisé en ce qu’il comprend: des première et deuxième bagues (20, 22) configurées pour occuper un premier état dans lequel la deuxième bague (22) occupe des positions radiale et axiale données par rapport à la première bague (20) ainsi qu’un deuxième état dans lequel la deuxième bague (22) est décalée de la position radiale donnée et/ou de la position axiale donnée par rapport à la première bague (20), des sous-ensembles cinématiques (30) reliant les première et deuxième bagues de manière à leur permettre de bouger l’une par rapport à l’autre selon au moins une direction axiale et/ou au moins une direction radiale et comportant un élément de rappel (58) configuré pour maintenir les première et deuxième bagues (20, 22) dans le premier état. Figure 2 Dispositif de liaison élastique entre deux pièces concentriques et assemblage comportant un tel dispositif de liaison élastique La présente demande se rapporte à un dispositif de liaison élastique entre deux pièces concentriques ainsi qu’à un assemblage comportant un tel dispositif de liaison élastique. Selon un mode de réalisation connu de l’art antérieur, un assemblage comprend une première pièce qui présente un orifice ainsi qu’une deuxième pièce traversant l’orifice et reliée à la première pièce par un dispositif de liaison. Pour limiter la propagation des vibrations d’une pièce à l’autre, le dispositif de liaison comprend une bague en élastomère intercalée entre les première et deuxième pièces. Ce mode de réalisation est limité aux vibrations de faibles amplitudes et ne convient pas pour les amplitudes importantes. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de liaison élastique configuré pour relier des première et deuxième pièces, caractérisé en ce que le dispositif de liaison élastique comprend des première et deuxième bagues espacées l’une de l’autre et reliées par au moins deux sous-ensembles cinématiques. Les première et deuxième bagues sont configurées pour occuper un premier état dans lequel la deuxième bague occupe des positions radiale et axiale données par rapport à la première bague ainsi qu’un deuxième état dans lequel la deuxième bague est décalée de la position radiale donnée et/ou de la position axiale donnée par rapport à la première bague, les sous-ensembles cinématiques étant configurés pour permettre aux première et deuxième bagues de bouger l’une par rapport à l’autre selon au moins une direction axiale et/ou au moins une direction radiale, chaque sous-ensemble cinématique comportant un élément de rappel configuré pour maintenir les première et deuxième bagues dans le premier état. En fonctionnement, le dispositif de liaison élastique autorise un débattement axial et/ou radial relativement important entre les deux pièces qu’il relie. De plus, si l’une des deux pièces est soumise à des vibrations, le dispositif de liaison élastique absorbe les déformations et limite la propagation des vibrations vers l’autre pièce. Selon une autre caractéristique, le dispositif de liaison élastique comprend trois sous-ensembles cinématiques répartis sur la circonférence de la première ou deuxième bague. Selon une autre caractéristique, chaque sous-ensemble cinématique comprend au moins un élément radial, au moins deux liaisons de type rotule ainsi qu’au moins une liaison de type glissière ou pivot glissant. Selon une autre caractéristique, pour chaque sous-ensemble cinématique, l’élément radial est relié d’une part à la première bague par une première liaison de type rotule et d’autre part à la deuxième bague par une deuxième liaison de type rotule et une liaison de type glissière ou pivot glissant. Selon une autre caractéristique, chaque élément radial comprend un corps cylindrique ainsi qu’une tête sphérique solidaire du corps cylindrique. En complément, pour chaque élément radial, la première bague comprend un siège sphérique configuré pour recevoir la tête sphérique de l’élément radial et formant avec cette dernière la première liaison de type rotule. Selon une autre caractéristique, pour chaque élément radial, la deuxième bague comprend un logement radial et chaque sous-ensemble cinématique comprend une rotule configurée pour se loger dans un des logements radiaux. Selon une autre caractéristique, pour chaque sous-ensemble cinématique, la rotule et le corps cylindrique de l’élément radial sont configurés pour permettre au corps cylindrique de coulisser par rapport à la rotule afin d’obtenir la liaison de type glissière ou pivot glissant entre eux. Selon une autre caractéristique, pour chaque sous-ensemble cinématique, l’élément de rappel est intercalé entre un fond du logement radial et le corps cylindrique de l’élément radial. Selon une autre caractéristique, chaque élément élastique est un ressort de compression. L’invention a également pour objet un assemblage comprenant une première pièce comportant un orifice, une deuxième pièce traversant l’orifice ainsi qu’un dispositif de liaison élastique, selon l’une des caractéristiques précédentes, intercalé entre les première et deuxième pièces et les reliant. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels : est une coupe longitudinale d’un assemblage comprenant un dispositif de liaison élastique illustrant un premier mode de réalisation de l’invention, est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, est une vue en perspective d’un dispositif de liaison élastique illustrant un deuxième mode de réalisation de l’invention, est une coupe transversale selon le plan IV de la figure 3, est un schéma cinématique d’un dispositif de liaison élastique illustrant un mode de réalisation de l’invention dans un état d’équilibre, est un schéma cinématique du dispositif de liaison élastique visible sur la figure 5 lors d’une déformation radiale, et est un schéma cinématique du dispositif de liaison élastique visible sur la figure 5 lors d’une déformation axiale. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 1, un assemblage comprend une première pièce 10 comportant un orifice 12 ainsi qu’une deuxième pièce 14 traversant l’orifice 12. L’orifice 12 présente un axe A12. Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle à l’axe A12. Une direction axiale est confondue avec l’axe A12. Un plan longitudinal contient l’axe A12. Une direction radiale est une direction perpendiculaire à l’axe A12. Un plan transversal est perpendiculaire à l’axe A12. Selon une configuration, l’orifice 12 est cylindrique et présente une face de contact intérieure S12 cylindrique. La deuxième pièce 14 est cylindrique et présente une face de contact extérieure S14 cylindrique. La première pièce 10 comprend une face de contact transversale S16 plane, entourant l’orifice 12, approximativement perpendiculaire à l’axe A12 de l’orifice 12. Selon une application, la première pièce 10 est une paroi et la deuxième pièce 14 est un conduit ou un tube. Les première et deuxième pièces 10 et 14 sont reliées par un dispositif de liaison élastique 18 intercalé entre les première et deuxième pièces 10, 14, plus précisément entre les faces de contact extérieure et intérieure S12, S14. Le dispositif de liaison élastique 18 comprend des première et deuxième bagues 20, 22 espacées l’une de l’autre afin de délimiter entre elles un espace annulaire 24. Les première et deuxième pièces 20, 22 sont rigides. Selon un mode de réalisation, la première bague 20 est positionnée autour de la deuxième bague 22 et reliée à la première pièce 10. La première bague 20 comprend une collerette 26 plaquée contre la face de contact transversale S16 en fonctionnement. La première bague 20 comprend une surface de contact extérieure S20 présentant un diamètre sensiblement égal à celui de la face de contact intérieure S12 de l’orifice 12. Selon ce mode de réalisation, l’assemblage comprend des éléments de fixation 28 reliant la collerette 26 et la première pièce 10, répartis autour de l’orifice 12 et orientés parallèlement à la direction longitudinale. La deuxième bague 22 comprend une surface de contact intérieure S22 présentant un diamètre sensiblement égal à celui de la face de contact extérieure S14 de la deuxième pièce 14. Selon un mode de réalisation, la deuxième bague 22 est collée sur la deuxième pièce 14. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation concernant les liaisons entre d’une part les première et deuxième bagues 20, 22 et d’autre part les première et deuxième pièces 10, 14. Par ailleurs, la première bague 20 pourrait être reliée à la deuxième pièce 14 et la deuxième bague 22 positionnée autour de la première bague 20 et reliée à la première pièce 10. Quel que soit le mode de réalisation, les première et deuxième bagues 20, 22 sont configurées pour occuper un premier état dit d’équilibre dans lequel la deuxième bague 22 occupe des positions radiale et axiale données par rapport à la première bague 20, ainsi qu’un deuxième état dans lequel la deuxième bague 22 est décalée de la position radiale donnée et/ou de la position axiale donnée par rapport à la première bague 20. Selon une configuration, lorsque la deuxième bague 22 occupe la position radiale donnée, les première et deuxième bagues 20, 22 sont coaxiales, à savoir la surface de contact extérieure S20 de la première bague 20 et la surface de contact intérieure S22 de la deuxième bague 22 sont coaxiales. Le dispositif de liaison élastique 18 comprend au moins deux sous-ensembles cinématiques 30, reliant les première et deuxième bagues 20, 22, positionnés dans l’espace annulaire 24, régulièrement répartis sur toute la circonférence de la première ou deuxième bague 20, 22. Selon des modes de réalisation visibles sur les figures 1 à 4, le dispositif de liaison élastique 18 comprend trois sous-ensembles cinématiques 30 formant entre eux des angles d’environ 120°. Les sous-ensembles cinématiques 30 sont configurés pour permettre aux première et deuxième bagues 20, 22 de bouger l’une par rapport à l’autre selon au moins une direction axiale et/ou au moins une direction radiale. Selon une configuration, les sous-ensembles cinématiques 30 sont tous identiques. Chaque sous-ensemble cinématique 30 comprend au moins un élément radial 32, au moins deux liaisons de type rotule 34, 36 ainsi qu’au moins une liaison de type glissière ou pivot glissant 38. Selon une configuration, pour chaque sous-ensemble cinématique 30, l’élément radial 32 est relié à la première bague 20 par une première liaison de type rotule 34 ainsi qu’à la deuxième bague 22 par une deuxième liaison de type rotule 36 et une liaison de type glissière ou pivot glissant 38. Selon une autre configuration, chaque sous-ensemble cinématique 30 comprend un premier élément radial relié à la première bague 20 par une première liaison de type rotule 34, un deuxième élément radial relié à la deuxième bague 22 par une deuxième liaison de type rotule 36, les premier et deuxième éléments radiaux étant reliés entre eux par une liaison de type glissière ou pivot glissant 38. Selon une autre configuration, chaque sous-ensemble cinématique 30 comprend un premier élément radial relié à la première bague 20 par une première liaison de type rotule 34, un deuxième élément radial relié à la deuxième bague 22 par une liaison de type glissière ou pivot glissant 38, les premier et deuxième éléments radiaux étant reliés entre eux par une liaison de type rotule 36. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ces combinaisons pour les éléments radiaux 32, les liaisons de type rotule 34, 36 et les liaisons de type glissière ou pivot glissant 38. Chaque élément radial 32 comprend un corps cylindrique 40 présentant un axe A40, un tronçon tronconique 42 à une première extrémité orientée vers la première bague 20, ainsi qu’une face terminale 44 à une deuxième extrémité orientée vers la deuxième bague 22, ladite face terminale 44 étant plane et approximativement perpendiculaire à l’axe A40. En plus du corps cylindrique 40, chaque élément radial 32 comprend une tête sphérique 46 solidaire du corps cylindrique 40. Cette tête sphérique est rapportée au niveau de l’extrémité du tronçon tronconique 42 orientée vers la première bague 20, correspondant à la plus petite section du tronçon tronconique 42. Pour chaque élément radial 32, la première bague 20 comprend un siège sphérique 48 configuré pour recevoir la tête sphérique 46 de l’élément radial 32 et formant avec cette dernière la première liaison de type rotule 34. Le siège sphérique 48 est configuré pour empêcher toute translation de la tête sphérique 46 par rapport au siège sphérique 48 en fonctionnement. Pour chaque élément radial 32, la deuxième bague 22 comprend un logement radial 50 qui comporte une surface latérale cylindrique 50.1 présentant un axe A50, orienté selon une direction radiale, ainsi qu’un fond 50.2 plan et approximativement perpendiculaire à l’axe A50. Chaque sous-ensemble cinématique 30 comprend une rotule 52 configurée pour se loger dans un des logements radiaux 50 et loger le corps cylindrique 40 de l’élément radial 32. Selon une configuration, la rotule 52 comprend des bagues extérieure et intérieure 54, 56. La bague extérieure 54 comprend une surface extérieure 54E présentant un diamètre extérieur égal à celui de la surface latérale cylindrique 50.1 d’un logement radial 50 et une surface intérieure 54I en contact avec la bague intérieure 56 en forme de portion de sphère. La bague intérieure 56 comprend une surface intérieure 56I cylindrique ainsi qu’une surface extérieure 56E en contact avec la bague extérieure 54, en forme de portion de sphère, ayant un diamètre égal à celui de la surface intérieure 54I de la bague extérieure 54. En fonctionnement, la bague extérieure 54 est immobile dans le logement radial 50. Selon un mode de réalisation, la bague extérieure 54 peut être emmanchée en force ou collée dans son logement radial 50. La rotule 52 et le corps cylindrique 40 de l’élément radial 32 sont configurés pour obtenir une liaison de type glissière ou pivot glissant entre eux. Ainsi, la surface intérieure 56I de la bague intérieure 56 et le corps cylindrique 40 ont des diamètres sensiblement identiques pour permettre au corps cylindrique 40 de coulisser sans jeu à l’intérieur de la bague intérieure 56. Le corps cylindrique 40 et la bague intérieure 56 peuvent être réalisés en un matériau ou comprendre un revêtement favorisant le coulissement de l’un par rapport à l’autre. Selon une caractéristique, chaque sous-ensemble cinématique 30 comprend un élément de rappel 58 configuré pour maintenir les première et deuxième bagues 20, 22 dans l’état d’équilibre dans lequel les première et deuxième bagues 20, 22 sont positionnées selon les positions radiale et axiale données. Selon un mode de réalisation, l’élément de rappel 58 est intercalé entre le fond 50.2 du logement radial 50 et la face terminale 44 du corps cylindrique 40 provoquant un déplacement approximativement radial de l’élément radial 32 qui tend à écarter ou rapprocher les première et deuxième bagues 20, 22. Selon une configuration visible sur les figures 1 à 4, chaque élément de rappel 58 est un ressort de compression provoquant un déplacement centrifuge de l’élément radial 32 qui tend à écarter les première et deuxième bagues 20, 22. Selon une autre configuration, chaque ressort de rappel 58 est un ressort de traction provoquant un déplacement centripète de l’élément radial 32 qui tend à rapprocher les première et deuxième bagues 20, 22. Les éléments de rappel 58 des sous-ensembles cinématiques 30 sont tous identiques. Les première et deuxième bagues 20, 22 sont configurées pour occuper l’état d’équilibre, visible sur les figures 2, 4 et 5, lorsqu’aucune d’elles n’est sollicitée par des efforts ou des vibrations, dans lequel les première et deuxième bagues 20, 22 sont positionnées selon les positions radiale et axiale données. Lorsque les première et deuxième bagues 20, 22 sont à l’état d’équilibre, les axes A40 des éléments radiaux 32 sont orientés radialement. Au moins l’une des première et deuxième bagues 20, 22 peut être soumise à des sollicitations, comme des vibrations par exemple, avec des amplitudes relativement importantes. Selon un premier exemple visible sur la figure 6, les sollicitations peuvent être radiales provoquant un déplacement radial de la deuxième bague 22 par rapport à la première bague 20 ou vice versa. Dans ce cas, les axes A40 sont positionnés dans un plan radial et les axes A40 de certains éléments radiaux 32 peuvent être inclinés par rapport à une direction radiale. Selon un deuxième exemple visible sur la figure 7, les sollicitations peuvent être axiales provoquant un déplacement axial de la deuxième bague 22 par rapport à la première bague 20 ou vice versa. Dans ce cas, les axes A40 des éléments radiaux 32 sont inclinés par rapport à un plan radial. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce type de sollicitations, ces dernières pouvant être radiales et axiales. Le dispositif de liaison élastique permet de maintenir la deuxième pièce 14 dans un état d’équilibre par rapport à la première pièce 10 dans lequel la deuxième pièce 14 occupe une position donnée par rapport à la première pièce 10, notamment centrée dans l’orifice 12. Le dispositif de liaison élastique autorise un déplacement axial et/ou radial de la deuxième pièce 14 par rapport à la première pièce 10 avec une amplitude relativement importante. Enfin, lorsque la deuxième pièce 14 est soumise à des vibrations, le dispositif de liaison élastique 18 absorbe les déformations et limite la propagation des vibrations vers la première pièce 10. La première bague 20 peut être réalisée en plusieurs parties pour former les sièges sphériques 48 et permettre l’assemblage de la deuxième bague 22 sur laquelle sont rapportés les éléments radiaux 32. La deuxième bague 22 peut être plus ou moins évidée, comme illustré sur les figures 2 et 4. Dispositif de liaison élastique (18) configuré pour relier des première et deuxième pièces (10, 14), caractérisé en ce que le dispositif de liaison élastique (18) comprend des première et deuxième bagues (20, 22) espacées l’une de l’autre, reliées par au moins deux sous-ensembles cinématiques (30) et configurées pour occuper un premier état dans lequel la deuxième bague (22) occupe des positions radiale et axiale données par rapport à la première bague (20) ainsi qu’un deuxième état dans lequel la deuxième bague (22) est décalée de la position radiale donnée et/ou de la position axiale donnée par rapport à la première bague (20), les sous-ensembles cinématiques (30) étant configurés pour permettre aux première et deuxième bagues (20, 22) de bouger l’une par rapport à l’autre selon au moins une direction axiale et/ou au moins une direction radiale, chaque sous-ensemble cinématique (30) comportant un élément de rappel (58) configuré pour maintenir les première et deuxième bagues (20, 22) dans le premier état. Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de liaison élastique comprend trois sous-ensembles cinématiques (30) répartis sur la circonférence de la première ou deuxième bague (20, 22). Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque sous-ensemble cinématique (30) comprend au moins un élément radial (32), au moins deux liaisons de type rotule (34, 36) ainsi qu’au moins une liaison de type glissière ou pivot glissant (38). Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, pour chaque sous-ensemble cinématique (30), l’élément radial (32) est relié d’une part à la première bague (20) par une première liaison de type rotule (34) et d’autre part à la deuxième bague (22) par une deuxième liaison de type rotule (36) et une liaison de type glissière ou pivot glissant (38). Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque élément radial (32) comprend un corps cylindrique (40) ainsi qu’une tête sphérique (46) solidaire du corps cylindrique (40) et en ce que, pour chaque élément radial (32), la première bague (20) comprend un siège sphérique (48) configuré pour recevoir la tête sphérique (46) de l’élément radial (32) et formant avec cette dernière la première liaison de type rotule (34). Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, pour chaque élément radial (32), la deuxième bague (22) comprend un logement radial (50) et en ce que chaque sous-ensemble cinématique (30) comprend une rotule (52) configurée pour se loger dans un des logements radiaux (50). Dispositif de liaison élastique (18) selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, pour chaque sous-ensemble cinématique (30), la rotule (52) et le corps cylindrique (40) de l’élément radial (32) sont configurés pour permettre au corps cylindrique (40) de coulisser par rapport à la rotule (52) afin d’obtenir la liaison de type glissière ou pivot glissant (38) entre eux. Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que, pour chaque sous-ensemble cinématique (30), l’élément de rappel (58) est intercalé entre un fond (50.2) du logement radial (50) et le corps cylindrique (40) de l’élément radial (32). Dispositif de liaison élastique (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque élément élastique (58) est un ressort de compression. Assemblage comprenant une première pièce (10) comportant un orifice (12), une deuxième pièce (14) traversant l’orifice (12) ainsi qu’un dispositif de liaison élastique (18) selon l’une des revendications précédentes intercalé entre les première et deuxième pièces (10, 14) et les reliant.