INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme indiqué plus haut et illustré à la , on peut avoir successivement le long de la direction Z une première couche fibreuse unidirectionnelle 111a dont les fibres sont orientées à 0°+/- 10°, une deuxième couche fibreuse unidirectionnelle 111b dont les fibres sont orientées à +60°+/- 10° et une troisième couche fibreuse unidirectionnelle 111c dont les fibres sont orientées à -60°+/- 10°. Cette superposition peut être répétée afin de former la première portion 11, étant entendu que la deuxième portion 12 peut présenter une structure identique. On peut obtenir chacune des première 11 et deuxième 12 portions par fabrication de sous-ensembles comprenant chacun une superposition de couches fibreuses ayant des orientations différentes, puis en liant plusieurs de ces sous-ensembles afin d’obtenir les première 11 et deuxième 12 portions. Les orientations des fibres dans les couches fibreuses unidirectionnelles sont prises par rapport à une direction radiale DR de la préforme 1, sauf mention contraire. La direction radiale DR relie une surface extérieure latérale Sext de la préforme 1 à son centre C (voir ). On ne sort néanmoins pas du cadre de l’invention lorsque les couches fibreuses 111 et 121 sont des couches fibreuses tissées, par exemple obtenues par tissage bidimensionnel.
Les première 11 et deuxième 12 portions peuvent chacune présenter un taux de fibres en Z supérieur ou égal à 1,5% et/ou inférieur ou égal à 7%. Le taux de fibres en Z peut être uniforme sur les première 11 et deuxième 12 portions. Le taux de fibres en Z dans la première portion 11 peut être identique ou différent du taux de fibres en Z dans la deuxième portion 12. Le taux de fibres en Z dans une zone donnée est une grandeur connue de l’homme du métier, elle correspond au volume de fibres s’étendant le long de l’épaisseur de la préforme (direction Z) rapporté au volume de fibres dans le plan de la préforme. Le taux de fibres en Z peut être déterminé par analyse morphologique (analyse d’images). Dans ce cas, on réalise des coupes dans le plan XY, les fibres sont donc transverses à ce plan et l’on compte la surface des fibres afin de déduire le taux de fibres en Z. On peut également utiliser une analyse tomographique (méthode non destructrice) pour déterminer le taux de fibres en Z. L’épaisseur e11 ou e12 de chacune des première 11 et deuxième 12 portions peut être comprise entre 10% et 25%, par exemple entre 15% et 25%, de l’épaisseur totale e1 de la préforme fibreuse 1.
Chacune des épaisseurs e11 et e12 peut être comprise entre 2mm et 20 mm.
Les première 11 et deuxième 12 portions qui viennent d’être décrites sont situées de part et d’autre d’une portion intermédiaire 13. La première portion 11, la portion intermédiaire 13 et la deuxième portion 12 se succèdent le long de la direction Z. La portion intermédiaire 13 peut définir la partie centrale de l’épaisseur de la préforme fibreuse 1. La portion intermédiaire 13 comprend des couches fibreuses superposées 131 ainsi que des nappes fibreuses superposées à proximité des zones de pied de tenon 29 comme il va être décrit dans la suite.
Les couches 131 peuvent être des couches fibreuses unidirectionnelles ou, en variante, des couches fibreuses tissées, par exemple obtenues par tissage bidimensionnel. La portion intermédiaire 13 peut être obtenue à partir de plusieurs couches fibreuses superposées de manière similaire aux première 11 et deuxième 12 portions, c’est-à-dire par liaison de plusieurs sous-ensembles de couches fibreuses empilées. Les couches 131 peuvent être aiguilletées mais on notera que l’on ne sort pas du cadre de l’invention si aucun aiguilletage des couches 131 n’est réalisé. Dans le cas où aucun aiguilletage n’est réalisé dans la portion intermédiaire 13 ou en complément de ce dernier, l’assemblage entre les première 11 et deuxième 12 portions et la portion intermédiaire 13 peut être réalisé par couture et/ou touffetage qui sont des techniques connues en soi. A ce titre, la illustre des fils d’assemblage verticaux 10 s’étendant le long de la direction Z, par exemple sur toute l’épaisseur de la préforme fibreuse 1, qui permettent d’assembler les couches 111 et 121 des première 11 et deuxième 12 portions aux couches 131 de la portion intermédiaire 13. Comme visible sur la , la portion intermédiaire 13 présente une plus grande dimension supérieure à une plus grande dimension des première 11 et deuxième 12 portions, définissant ainsi des zones de tenon 27 qui dépassent des première 11 et deuxième 12 portions (voir ). Les zones de tenon 27 sont destinées à définir des tenons du disque de frein coopérant avec les crans de la roue à freiner. Sauf mention contraire, les plus grandes dimensions sont prises perpendiculairement à la direction Z. L’épaisseur e13 de la portion intermédiaire 13 peut être supérieure à l’épaisseur de chacune des première 11 et deuxième 12 portions (e11 et e12). L’épaisseur e13 de la portion intermédiaire 13 peut être comprise entre 50% et 90% de l’épaisseur totale e1 de la préforme fibreuse 1. L’épaisseur e13 peut être comprise entre 10 mm et 40 mm.
La suite s’attache à décrire plus en détails, en lien avec la , une structure possible pour la portion intermédiaire 13. La portion intermédiaire 13 illustrée à la est observée le long de la direction Z. La portion intermédiaire 13 comprend une zone circonférentielle périphérique 25 s’étendant le long d’une direction circonférentielle DC et présente autour d’une zone centrale 23 de la portion intermédiaire 13 qui comprend le centre C de la préforme 1. La zone circonférentielle périphérique 25 définit la surface extérieure latérale Sext de la préforme 1. La zone centrale 23 se recouvre avec les première 11 et deuxième 12 portions. La zone 25 circonférentielle périphérique comprend au moins les zones 27 de tenon, lesquelles se succèdent en alternance avec des gorges 28 le long de la direction circonférentielle DC. Les tenons 27 définissent au niveau des gorges 28 des pieds 29 de tenon. La zone 25 circonférentielle périphérique présente un empilement de nappes unidirectionnelles superposées ayant une orientation particulière comme il va être décrit plus bas en lien avec les figures 4 à 7.
On vient de décrire, en lien avec les figures 1 à 7, la structure d’un exemple de préforme fibreuse 1, qui comprend la superposition de plusieurs couches fibreuses 111, 121 et 131 et nappes fibreuses 135a-135d distinctes. La préforme fibreuse 1 peut, en particulier ne pas être de forme hélicoïdale. D’une manière générale, l’épaisseur e1 de la préforme fibreuse 1 peut être comprise entre 15 mm et 50 mm. On notera en outre que la préforme 1 peut être symétrique par rapport un plan de symétrie perpendiculaire à la direction Z, ce qui permet de rendre plus homogènes les déformations sous chargement thermique. La suite s’attache à décrire, à titre non limitatif, la fabrication de la préforme fibreuse 1 ainsi que l’obtention du disque de frein à partir de celle-ci.
Selon un exemple, les portions 11 et 12 ainsi que la portion intermédiaire 13 peuvent être obtenues par technique AFP. La illustre de manière schématique et partielle la réalisation de ces éléments par technique AFP et montre schématiquement la structure d’une tête de dépose 100 d’un dispositif de mise en œuvre d’une technique AFP. La structure de la tête de dépose 100 illustrée est connue en soi. La tête de dépose 100 est alimentée par le matériau 30 des couches fibreuses 111, 121, 131 afin d’obtenir la structure souhaitée. Le matériau 30 peut ainsi être une bande de fibres unidirectionnelles ou une bande de tissu, par exemple obtenu par tissage bidimensionnel. Le dépôt est effectué sur la surface S d’un support 130. Le matériau 30 est acheminé par un élément de convoyage 50 jusqu’à un élément d’application de la pression 70 situé du côté de la surface S. L’élément de convoyage 50 est ici sous la forme d’un couple de rouleaux contra-rotatifs 50a et 50b entre lesquels le matériau 30 est présent. L’élément de convoyage 50 permet de faire avancer le matériau 30 jusqu’à l’élément d’application de la pression 70 selon la direction matérialisée par la flèche F1. L’élément d’application de la pression 70 applique une pression sur le matériau 30 afin de réaliser son dépôt sur la surface S. L’élément d’application de la pression 70 est ici sous la forme d’un rouleau. La tête de dépose 100 peut, en outre, comporter un élément chauffant 90 situé au voisinage de l’élément d’application de la pression 70. Cet élément chauffant 90 permet, en cas de besoin, de chauffer le matériau 30 lors de son dépôt afin de fluidifier légèrement un liant présent sur le matériau 30 et ainsi améliorer l’adhésion de la couche fibreuse déposée aux couches précédemment déposées.
Lors du dépôt, la tête de dépose 100 est mobile afin d’appliquer le matériau 30 sur une zone déterminée de la surface S (flèche F2). Une fois l’application réalisée sur la zone, l’élément de découpe 110 de la tête de dépose 100 coupe le matériau 30. Après cette découpe, on obtient ainsi le dépôt d’une couche fibreuse, par exemple d’une couche fibreuse unidirectionnelle, formée par un tronçon du matériau 30 sur la surface S avec la position et l’orientation souhaitées. On peut réaliser l’aiguilletage des couches fibreuses au fur et à mesure de leur dépôt, le dispositif robotisé peut ainsi comprendre en outre une tête d’aiguilletage (non représentée à la ). On notera que les fibres déposées et aiguilletées peuvent être à l’état précurseur de carbone, par exemple il peut s’agir de fibres de polyacrylonitrile, éventuellement pré-oxydées. Ces fibres sont transformées ensuite en fibres de carbone par traitement thermique. On peut en variante directement déposer et aiguilleter directement des fibres de carbone.
On notera qu’une telle « gaine mécanique » n’est qu’une possibilité de l’invention et que le capteur fibré peut, sans que l’on sorte du cadre de l’invention, ne pas comporter une telle « gaine mécanique ».
Selon ce deuxième mode de réalisation et comme illustré sur la , afin de favoriser les phénomènes de biréfringence et avoir une sensibilité accrue, il peut être avantageux de positionner le premier capteur fibré 21 dans une zone de mesure 11 présentant une coordonnée angulaire pour laquelle une distance entre la surface externe 10A de la paroi 10 et l’axe central X-X est maximale. En effet, à une telle position, les contraintes générées dans l’épaisseur de la paroi, et par conséquent les effets de la biréfringence, sont amplifiés par rapport à une paroi dont la section présente une symétrie circulaire parfaite, dans un ratio égal, au premier ordre, au quotient entre la plus grande distance entre la surface externe 10A de la paroi 10 et l’axe central X-X, et la plus faible distance entre la surface externe 10A de la paroi 10 et l’axe central X-X. Ainsi, pour une paroi de section elliptique, le facteur d’amplification des effets de biréfringence, et donc de la sensibilité du capteur à la pression hydrostatique, est au premier ordre égal au ratio entre la longueur de son grand axe et la longueur de son petit axe.
Afin de bénéficier d’une telle possibilité, la paroi 10 peut ainsi présenter une forme parmi : - un section radiale elliptique, telle qu’illustrée sur la , - une section radiale longiligne définie par deux côtés longitudinaux parallèles l’un à l’autre et reliés l’un à l’autre, à leurs extrémités, par des formes courbes dont la concavité reste préférentiellement orientée vers la cavité 15, par exemple des demi-cercles, telle qu’illustrée sur la , - une section radiale sensiblement rectangulaire avec les angles arrondis afin de limiter la concentration des contraintes au niveau de ces derniers, comme illustré sur la .
De la même façon que pour le premier mode de réalisation, dans ce deuxième mode de réalisation, le calculateur 30 peut avantageusement mettre en œuvre une détermination de la grandeur de pression et/ou de température s’exerçant sur la paroi 10 de façon formelle et ainsi permettre une détermination précise de ces grandeurs.
Afin d’exemplifier une telle détermination, il est possible de prendre l’exemple d’un dispositif selon ce deuxième mode de réalisation avec une configuration de la paroi 10 similaire à celle illustrée sur la . Ainsi, conformément à la , la paroi 10 est cylindrique de révolution avec r 0 ,int et r 0 ,ext les rayons intérieur et extérieur de la paroi 10. La paroi 10 présente une dimension longitudinale qui est préférentiellement supérieure ou égale à 10 fois le rayon extérieur r 0 ,ext . L'organe de mesure 20 comprend un unique premier capteur fibré 21 inclus dans la paroi à une distance r de l’axe central X-X. Ce premier capteur fibré 21 permet, en raison des phénomènes de biréfringence, de délivrer le premier signal de mesure, indicatif d’une première longueur d’onde d’une lumière réfléchie par le réseau de Bragg et se propageant suivant un axe ordinaire de la fibre optique 23, et le deuxième signal de mesure, indicatif d’une deuxième longueur d’onde d’une lumière réfléchie par le même réseau de Bragg et se propageant suivant un axe extraordinaire du segment de fibre optique.
Selon un tel premier exemple, l’inventeur a identifié que les variations de pression externe ΔPext et de température ΔT peuvent être déterminées à partir des équations suivantes :
On notera que dans ce premier exemple de ce deuxième mode de réalisation, ΔΨ1 et ΔΨ2 sont respectivement la variation relative d’une première longueur d’onde de Bragg du réseau de Bragg correspondant au trajet ordinaire et la variation relative d’une deuxième longueur d’onde de Bragg du réseau de Bragg correspondant au trajet extraordinaire.
Selon une première et une deuxième variante de ce deuxième mode de réalisation, l’organe de mesure 20 peut comprendre, en plus du premier capteur fibré 21 inclus dans la paroi, un deuxième capteur fibré 22. Ce deuxième capteur fibré 22 peut être fixé à la surface extérieure 10A de la paroi 10 conformément à la première variante ou fixé à la surface intérieure 10B de la paroi 10 conformément à la deuxième variante.
Dans le cadre de la première et de la deuxième variante de ce deuxième mode de réalisation, le premier signal est fourni par le premier capteur fibré, correspondant au trajet ordinaire ou au trajet extraordinaire de la fibre optique 23, et le deuxième signal est fourni par le deuxième capteur fibré.
En ce qui concerne ces première et deuxième variantes de ce deuxième mode de réalisation, le calculateur 30 peut avantageusement mettre en œuvre une détermination de la grandeur de pression et/ou de température s’exerçant sur la paroi 10 de façon formelle et ainsi permettre une détermination précise de ces grandeurs.
Dans le cadre de la première variante, et selon la configuration déjà explicitée pour le deuxième mode réalisation, l’inventeur a identifié que les variations de pression externe ΔP ext et de température ΔT de la paroi 10, ici une température de contact, peuvent être déterminées à partir des équations suivantes :
Dans un tel cas, la mesure de la variation de pression externe ΔPext est intrinsèquement indépendante des variations des efforts longitudinaux externes additionnels δF dès lors que : , équation qui admet un ensemble non vide de solutions dès lors que κε est positif (par exemple, pour une fibre optique en silice, ).
L’équation 11 correspond au cas où le premier signal est fourni par le premier capteur fibré 21, correspondant au trajet ordinaire, et l’équation 13 correspond au cas où le premier signal est fourni par le premier capteur fibré 21, correspondant au trajet extraordinaire.
Si jamais cet interstice était considéré, par endroit ou sur tout le pourtour de l’aimant 200, comme trop petit, il serait possible de pratiquer une rainure peu profonde dans le corps de rotor 210 et/ou dans la frette 230 pour permettre à une plus grande quantité de résine de pénétrer autour de chaque aimant 220.
Il est alors prévu d’injecter un matériau d’assemblage dans chaque interstice 219 afin de bloquer les aimants 220 de façon rigide. Ce matériau est choisi afin d’assurer un blocage efficace et durable, malgré les contraintes (notamment de vibration) auxquelles le rotor sera soumis.
Le matériau d’assemblage pourrait être une colle ou un vernis. De manière préférentielle, il s’agira ici d’un polymère durcissable, typiquement d’une résine en polymère thermodurcissable. Outil
A ce stade, on pourra décrire l’outil permettant d’assembler le rotor 200 sans difficulté, de manière industrialisable.
Cet outil est prévu pour permettre de bloquer les aimants 220 et le corps de rotor 210 en position pendant l’injection de résine dans les interstices 219.
Il est représenté de façon schématique sur la . On y observe qu’il comporte plusieurs parties distinctes, à savoir : - un support 400 (représenté plus en détail sur la ) adapté à recevoir le rotor 200, - un joint inférieur 500 placé sous le rotor 200 pour fermer les interstices 219 précités, par le dessous, - un joint supérieur 550 placé sur le rotor 200 afin également de fermer les interstices 219, par le dessus, - une portée 600 (représentée plus en détail sur la ) montée sur le support 400 pour bloquer le joint inférieur 500 sous le rotor 200, - un élément de presse 700 (représenté plus en détail sur la ) placé au-dessus du rotor 200, pour comprimer le joint supérieur sur le rotor 200, - une butée de serrage 900 (représentée plus en détail sur la ) adaptée à prendre le rotor 200 en sandwich avec le support 400, et - des moyens d’injection 800 de la résine.
Sur cette , les flèches F1 illustrent bien le serrage du rotor 200 entre la butée de serrage 900 et le support 400, au niveau tant du corps de rotor 210 que des aimants 220. Seule la frette 230 n’est pas prise en sandwich entre ces deux éléments, puisqu’elle est déjà solidement fixée autour des aimants 220.
Les flèches F2 illustrent quant à elles la force de compression appliquée par l’élément de presse 700 sur le joint supérieur 550.
Sur la , on a représenté plus en détail le support 400. On y observe qu’il comporte une plaque de fond 410 qui est ici circulaire, de diamètre légèrement inférieur à celui du rotor 200. En variante, cette plaque de fond pourrait présenter des formes bien différentes.
Le support 400 comporte, en saillie du centre de la face supérieure de cette plaque de fond 410, un plot cylindrique 420 qui porte à son sommet un pion cylindrique 430 de moindre diamètre.
Le sommet plat du plot cylindrique 420 est prévu pour former un appui pour la face inférieure du moyeu central 211 du corps de rotor 210.
Le pion cylindrique 430 est quant à lui prévu pour s’engager dans l’ouverture centrale 212 du moyeu central 211 du corps de rotor 210.
Ainsi, ce plot et ce pion cylindriques 420, 430 sont prévus pour recevoir le corps de rotor 210 en le maintenant dans une position fixe et connue.
On notera qu’on pourrait prévoir, en saillie du sommet plat du plot cylindrique 420, un pion décentré adapté à s’engager dans l’un des trous traversants 213 du moyeu central 211 du corps de rotor 210, afin de bloquer ce moyeu central 211 avec une orientation bien définie par rapport au support 400.
Ce support 400 comporte par ailleurs des plots périphériques 440 qui sont situés autour du plot cylindrique 420, à distance de celui-ci, et qui présentent ici des formes prismatiques avec un sommet plat conçu pour recevoir chacun l’un des aimants 220 du rotor 200. La hauteur de ces plots périphériques 440 est identique à celle du plot cylindrique 420, de façon à s’assurer que les aimants 220 se placent à la même hauteur que le corps de rotor 210. Le nombre de plots périphériques 440 est identique au nombre d’aimants 220. Ces plots périphériques 440 présentent des largeurs inférieures à celles des aimants, de façon à ne pas venir interférer avec la frette 230 ou avec le corps de rotor 210 ou avec le joint inférieur 500.
Ces plots périphériques 440 sont régulièrement répartis autour de l’axe central du support 400 (confondu avec l’axe de rotation A1) et ils délimitent entre eux des espaces libres dans lesquels peuvent se placer le joint inférieur 500 et la portée 600 (dont on rappelle qu’elle porte le joint inférieur 500).
De préférence, le module de gestion est alimenté électriquement par le câble électrique, permettant de mettre en arrêt des éléments tournants du compresseur.
Ainsi, le module de gestion va permettre de faciliter et de sécuriser le couplage du compresseur avec la puissance d’entraînement du véhicule. En effet, le module permet une meilleure gestion de la sécurité de l’ensemble en ayant la capacité de pouvoir arrêter de façon autonome les éléments tournants du compresseur d’air à entraînement hydraulique, là où dans l’état de la technique il était nécessaire d’avoir une intervention humaine, ce qui augmentait les risques d’accidents.
Selon une forme de réalisation particulière, le compresseur d’air à entraînement hydraulique comprend une structure comprenant des moyens de fixation au châssis du véhicule motorisé permettant d’obtenir une station d’air comprimé itinérante de proximité.
De préférence, les moyens de fixation sont un système d’attelage trois points conforme à la norme NF ISO 730 d’avril 2009. Le fait que les moyens de fixation soient conformes à cette norme permet de réaliser un attelage universel du compresseur, notamment sur tous types de tracteurs.
De plus, et sans sortir du cadre de l’invention, les moyens de fixation peuvent être un châssis modulable, notamment pour sa fixation sur un camion routier.
Selon une forme de réalisation particulière, le compresseur d’air à entraînement hydraulique se présente sous la forme d’un compresseur d’air à vis.
Selon une autre forme de réalisation, le compresseur d’air à entraînement hydraulique comprend un dispositif de régulation de la température d’huile et un dispositif de régulation de la pression d’air.
De préférence, la structure comprend au moins un coffre de rangement et/ou des moyens de support d’éléments tubulaires, tels que des poteaux, ou des rouleaux de filet, permettant de stocker de l’outillage ou des éléments de conditionnement de matières végétales.
Selon une forme de réalisation particulière, le compresseur d’air à entraînement hydraulique comprend un dispositif de dépoussiérage connecté audit compresseur.
Le compresseur d’air à entraînement hydraulique comprend également éventuellement un dispositif d’éclairage, alimenté électriquement par exemple, par une prise électrique, de préférence une prise sept plots, permettant de réaliser des travaux de nuit.
D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple non limitatif, du dispositif selon l’invention, à partir des dessins annexés dans lesquels :
est une vue de ¾ face avant du compresseur d’air à entraînement hydraulique de la présente invention avec l’ensemble de ses accessoires.
est une vue de ¾ face arrière du compresseur d’air à entraînement hydraulique sans ses accessoires.
est une représentation de l’intérieur du compresseur d’air à entraînement hydraulique.
Description détaillée de l’invention En référence aux figures 1 à 3, la présente invention concerne un compresseur d’air à entraînement hydraulique (1) destiné à être monté sur un véhicule motorisé équipé d’un système hydraulique.
L’invention trouve une application avantageuse dans le domaine des compresseurs d’air à entraînement hydraulique (1) destinés à équiper, sans se limiter à ces exemples, des camions, porteurs routiers, des tracteurs ou encore des pelleteuses.
Bien entendu, si dans la , la paroi 10 présente une forme cylindrique de révolution, une telle forme n’est donnée qu’à titre d’exemple et peut être autre sans que l’on sorte du cadre de l’invention.
Selon un exemple d’application de ce troisième mode de réalisation, la paroi 10 peut former une fibre optique creuse (c’est-à-dire : une fibre optique micro-structurée). Bien entendu, cet exemple n’est pas limitatif et ne présente qu’un exemple de dimensionnement de la paroi 10, la paroi 10 pouvant présenter, pour certaines applications, des dimensions relativement importantes avec une épaisseur relativement faible vis-à-vis desdites dimensions afin de fournir une sensibilité accrue.