INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’aiguille métallique 32 comporte par exemple deux points de centre 28 réalisés par des portées tronconiques à 60° ménagées dans chaque extrémité cylindrique afin de permettre son positionnement initial par deux pointes de centrage dans le moule avant le surmoulage.
L’injection peut ensuite être réalisée à une des extrémités cylindriques de l’aiguille métallique 32 par exemple à l’aide d’une buse d’injection tubulaire, entourant une des pointes de centrage. Un évent peut être réalisé à l’autre extrémité du moule pour l’échappement de l’air. Ainsi l’axe 16 surmoulé ne présente pas de ligne de soudure dans une zone fonctionnelle.
Pour éviter les bavures de plan de joint du moule sur les zones fonctionnelles de l’axe 16, le plan de joint du moule peut être radial, c’est-à-dire positionné perpendiculairement à l’axe, et au milieu de l’axe 16. La bavure du plan de joint est alors positionnée entre les deux pignons satellites 12, 13 dans une zone de jeu non fonctionnelle de l’axe 16.
Dans l’exemple des figures 4 à 10, le roulement de rotor 34 est interposé entre l’arbre 5 et le stator 6 du moteur électrique 3 pour le centrage de l’arbre 5 à la première extrémité menante du motoréducteur 1, l’arbre 5 étant monté de manière indépendante de l’axe central 103, notamment avec un jeu radial suffisant pour éviter tout contact ( et schématique).
Comme on peut mieux le voir sur la schématique, l’arbre 5 est guidé uniquement à la première extrémité motrice par le roulement de rotor 34 centré dans le stator 6 du moteur électrique 3, les pignons satellites 12 et 13 étant montés en pivot sur leurs cames excentriques 14 respectives et s’engrenant dans la couronne dentée 10 liée au carter 7 (sur ce schéma les éléments roulants déformables ne sont pas représentés pour faciliter la compréhension). Ainsi les pignons satellites 12, 13 s’autocentrent sous l’effet de l’équilibre des efforts radiaux engendrés par la poussée de leur denture respective lors de la transmission de couple. Le porte-satellite 11 qui est lui aussi centré sur l’arbre 5, transmet le couple de sortie à l’axe central 103 du pédalier 104 par le biais du dispositif de transmission de couple 200 (schématisé de manière simpliste sur la pour illustrer qu’un déplacement radial est possible entre le porte-satellite 11 et l’axe central 103 du pédalier). Cet autocentrage de l’arbre 5 et du porte satellite 11contenant les pignons satellites 12, 13 est rendu possible par le dispositif d’accouplement de couple 200, qui permet à son axe d’entrée X1, formant la sortie du motoréducteur 1 de s’auto-centrer librement sans être perturbé par le déplacement radial de son axe de sortie X3 incarné par l’axe central 103, qui se déplace radialement sous l’effet des efforts de pédalage.
L’utilisation d’un accouplement connu de type joint d’Oldham à glissières frottantes, génère comme indiqué dans l’introduction, des efforts radiaux alternés variables en direction, sens et intensité quatre fois par tour. L’utilisation de ce type d’accouplement à la sortie du réducteur 2 génère des efforts radiaux qui tendent à s’opposer au libre auto-centrage des pignons 12, 13 dans leur engrènement dans la couronne dentée 10, L’utilisation de maillons pivotants 205a, 205b, 207a, 207b génère, contrairement aux glissières, des efforts radiaux qui sont considérablement réduits rendant le fonctionnement beaucoup plus libre et donc plus silencieux.
La est un graphique montrant les évolutions de la pression de contact P (ou pression de Hertz) en MPa en fonction du diamètre D1 de l’axe en mm pour des axes en acier en contact avec des pignons satellites en acier (ronds), pour des axes en acier en contact avec des bagues en laiton de pignons satellites (triangles), pour des axes métalliques dans des pignons satellites en matériau PEEK (carrés) et pour des axes bi-matière chemisés PEEK dans des pignons satellites en matériau PEEK (losanges).
La montre une vue en coupe axiale d’éléments d’un motoréducteur selon un autre exemple de réalisation.
La montre une vue en coupe transversale des éléments de la .
La montre une vue en coupe axiale d’un motoréducteur monté dans un moyeu arrière du cycle.
Le réducteur 2 comprend une couronne dentée 10, un porte-satellite 11 et au moins un pignon satellite 12, 13 excentré.
Le réducteur 2 peut comporter un seul pignon satellite ou deux pignons satellites 12, 13 déphasés en rotation de 180° ( ) ou trois pignons satellites déphasés les uns des autres de 120° (non représentés). L’utilisation de plusieurs pignons satellites 12, 13 déphasés en rotation permet de compenser les efforts radiaux exercés notamment sur les pignons satellites 12, 13 du fait du couple élevé de sortie.
Dans l’exemple illustratif, le réducteur 2 comprend deux pignons satellites 12, 13 déphasés en rotation de 180°. Les pignons satellites 12, 13 sont situés sur deux plans parallèles. La couronne dentée 10 engrène dans deux plans différents les deux pignons satellites 12, 13 du côté intérieur de la couronne dentée 10.
En particulier la couche composée de nanoparticules de dioxyde de silicium et/ou de dioxyde de titane présente une épaisseur allant de 0,5 à 1 µm.
En particulier, la matrice polymère présente dans le matériau selon l’invention est choisie parmi une matrice époxyde, une matrice polyuréthane, une matrice polypropylène ou une matrice poly-dicyclopentadiene. Selon un mode de réalisation préféré, la matrice polymère est une matrice polyuréthane pour une utilisation, notamment sous-marine, à une température inférieure ou égale à 60 °C. Selon un autre mode de réalisation préféré, la matrice polymère est en poly-dicyclopentadiene pour une utilisation, notamment sous-marine, à haute température, en particulier à des températures allant au-delà de 60 °C.
Selon un aspect particulier, le matériau selon l’invention présente une densité allant de 0,4 à 0,8 T/m3, de préférence allant de 0,5 à 0,7 T/m3, une conductivité thermique allant de 0,06 à 0,13 W/m.K, de préférence allant de 0,06 à 0,12 W/m.K. Plus particulièrement, le matériau selon l’invention présente une résistance à la pression hydrostatique supérieure à 200 bars.
La densité du matériau selon l’invention peut être mesurée par n’importe quelle méthode connue par l’homme du métier, par exemple par mesure de la poussée d’Archimède.
La conductivité thermique du matériau selon l’invention peut être mesurée par n’importe quelle méthode connue par l’homme du métier, par exemple avec un débitmètre massique thermique.
La pression à la résistance hydrostatique peut être mesurée par n’importe quelle méthode connue par l’homme du métier, par exemple en observant visuellement que le volume et la masse du matériau sont inchangées et/ou en observant une coupe dudit matériau par microscopie électronique à balayage que les microsphères présentes dans le matériau selon l’invention ne sont ni déformées, ni cassées.
La résistance mécanique du matériau selon l’invention peut être mesurée par différentes méthodes telles qu’un test de résistance à la pression hydrostatique (selon la norme ASTM D 732 ou l’annexe A de la norme ISO 12736 :2014) ou encore des tests mécaniques de résistance à la traction selon la norme ISO 527 et à la compression selon la norme ISO 844. La résistance du matériau selon l’invention à la dégradation hydrolytique peut par exemple être mesurée par des tests de vieillissement selon la norme ISO 12736.
Dans le cadre de l’invention, on entend par "isolant thermique" un matériau dont les propriétés de conductivité thermique sont inférieures à 0,25 W/m.K, de préférence inférieures à 0,20 W/m.K et de préférence encore inférieures à 0,15 W/m.K. Dans le cadre de la présente invention on entend par "flottabilité positive", un matériau dont la densité est inférieure à 1 T/m3.
Le matériau selon l’invention présente des propriétés mécaniques compatibles avec une utilisation en milieu sous-marin par grande profondeur d’eau, en particulier ledit matériau présente une résistance à une pression hydrostatique égale ou supérieure à 200 bars, ce qui équivaut à 2000 mètres de profondeur.. Le matériau selon l’invention est également apte à être installé dans un milieu sous-marin à grande profondeur via une installation en « J ou en S » à travers un tensionneur.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de fabrication du matériau selon le premier objet de l’invention.
En particulier, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau selon l’invention dans lequel on réalise les étapes successives suivantes: a) une étape de préparation d’une solution comprenant de 53 à 64 % en poids par rapport au poids total de la solution d’orthosilicate de tétraéthyle dans de l’éthanol b) une étape de préparation d’une solution comprenant de 1.7 à 2 % d’ammoniaque pur et de 3 à 4 % d’eau dans de l’éthanol, les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la solution, c) une étape de mélange progressif de 0.25 à 0.31 % en poids par rapport au poids total du mélange de microsphères thermoplastiques expansées dont la membrane est composée de polymères ou copolymères à blocs avec la solution préparée à l’étape b), d) une étape dans laquelle on laisse décanter le mélange formé à l’étape c), e) une étape de récupération du surnageant, f) une étape de lavage à l’éthanol et de filtration sous vide du surnageant g) une étape de séchage à une température comprise entre 50 et 70°C pendant une durée allant de 12h à 24 h, h) une étape de mélange de 40 à 60 % de volume de microsphères obtenues par les étapes a) à g) avec 40 à 60 % de volume d’une matrice de polymère, par rapport au volume total du matériau.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau selon matériau selon l’invention dans lequel on réalise les étapes successives suivantes: a) une étape de préparation d’une solution comprenant de 2,6 à 3,2 % en poids par rapport au poids total de la solution de dioxyde de silicium dissous dans une solution comprenant de 3,6 à 4,4 % de soude dans de l’eau distillée et présentant un pH compris entre 11 et 13 suivi de l’incorporation de 0,44 à 0,54 % de microsphères thermoplastiques expansées dont la membrane est composée de polymères ou copolymères à blocs b) une étape de préparation d’une solution comprenant 5,3 à 6,5 % d’acide chlorhydrique pur dans de l’eau distillée, les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la solution, c) une étape de mélange progressif de la solution préparée à l’étape b) avec la solution préparée à l’étape a), d) une étape dans laquelle on laisse décanter le mélange formé à l’étape c), e) une étape de récupération du surnageant, f) une étape de lavage à l’éthanol et de filtration sous vide du surnageant g) une étape de séchage à une température comprise entre 50 et 70°C pendant une durée allant de 12h à 24 h, h) une étape de mélange de 40 à 60 % de volume de microsphères obtenues par les étapes a) à g) avec 40 à 60 % de volume d’une matrice de polymère, par rapport au volume total du matériau.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau selon matériau selon l’invention dans lequel on réalise les étapes successives suivantes: a) une étape de préparation d’une solution comprenant de 5,2 à 6,3 % en poids par rapport au poids total de la solution d’oxysulfate de titane dans de l’eau distillée suivi de l’incorporation de 0,39 à 0,47 % de microsphères thermoplastiques expansées dont la membrane est composée de polymères ou copolymères à blocs b) une étape de thermohydrolyse de dioxyde de titane à une température comprise entre 70 et 90°C pendant 1 à 4 h c) une étape dans laquelle on laisse décanter le mélange formé à l’étape b), d) une étape de récupération du surnageant, e) une étape de lavage à l’éthanol et de filtration sous vide du surnageant f) une étape de séchage à une température comprise entre 50 et 70°C pendant une durée allant de 12 h à 24 h, g) une étape de mélange de 40 à 60 % de volume de microsphères obtenues par les étapes a) à f) avec 40 à 60 % de volume d’une matrice de polymère, par rapport au volume total du matériau.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un matériau selon matériau selon l’invention dans lequel on réalise les étapes successives suivantes: a) préparation de microbilles de dioxyde de titane selon les étapes a) à f) du procédé selon le quatrième objet de l’invention b) une étape de préparation d’une solution comprenant de 57 à 70 % en poids par rapport au poids total de la solution d’orthosilicate de tétraéthyle dans de l’éthanol c) une étape de préparation d’une solution comprenant de 1.9 à 2.3 % d’ammoniaque pur et de 3.3 à 4.0 % d’eau dans de l’éthanol suivi de l’incorporation de 0,61 à 0,75 % de microbilles de dioxyde de titane obtenues à l’étape a) les pourcentages étant exprimés en poids par rapport au poids total de la solution, d) une étape de mélange progressif de la solution préparée à l’étape b) dans la solution préparée à l’étape c), e) une étape dans laquelle on laisse décanter le mélange formé à l’étape d), f) une étape de récupération du surnageant, g) une étape de lavage à l’éthanol et de filtration sous vide du surnageant h) une étape de séchage à une température comprise entre 50 et 70°C pendant une durée allant de 12h à 24h, i) une étape de mélange de 40 à 60 % de volume de microsphères obtenues par les étapes a) à h) avec 40 à 60 % de volume d’une matrice de polymère, par rapport au volume total du matériau.
Dans les procédés selon l’invention, la membrane des microsphères thermoplastiques est composée de polymères ou copolymères à blocs de chlorure de vinyle, de chlorure de vinylidène, d’acrylonitrile, de méthacrylate et/ou de styrène, de préférence d’un copolymère de chlorure de vinylidène et d’acrylonitrile. De façon particulièrement préférée, les microsphères thermoplastiques sont hydratées en surface, de préférence jusqu’à 30 % en poids par rapport au poids total des microsphères
Selon un mode de réalisation préféré, la membrane des microsphères thermoplastiques expansées est composée d’un copolymère à blocs de chlorure de vinylidène et d’acrylonitrile. De préférence selon ce mode de réalisation, la membrane des microsphères thermoplastiques expansées comprend de 10 % à 60 % de chlorure de vinylidène, et de 20 % à 90 % d'acrylonitrile, en poids par rapport au poids de la membrane.
Les pignons satellites 12, 13 s’engrènent sur la couronne dentée 10 en étant déphasés en rotation. Les pignons satellites 12, 13 comportent des dents de forme cycloïdale tronquée (ou une denture en développante de cercle), ici au nombre de 45, et la couronne dentée 10 comporte des dents, ici au nombre de 46, ayant des portions de cylindre coopérant avec la forme des pignons 12, 13. Ces dentures de forme cycloïdale tronquée sont visibles sur les figures 4A et 4B.
Le réducteur 2 peut également comporter un premier roulement de flasque 22 interposé entre le premier flasque 17 du porte-satellite 11 et l’arbre 5, pour centrer le premier flasque 17, et un deuxième roulement de flasque 23 interposé entre le deuxième flasque 18 du porte-satellite 11 et l’arbre 5 pour centrer le deuxième flasque 18.
Le couple de sortie du réducteur 2 est transmis à l’axe central 103 du pédalier par l’intermédiaire d’un accouplement en rotation, par exemple un joint d’Oldham 24, permettant de transmettre le couple tout en tolérant un léger désaxage radial. Une roue libre 25 peut être interposée entre l’arbre de sortie 26 relié au plateau denté 105 du cycle et la sortie du joint d’Oldham 24, comme par exemple décrit dans le document FR3088696. La roue libre 25 permet notamment de désaccoupler le motoréducteur 1 en cas de vitesse trop élevée ou en cas de rétropédalage ou de recul ou lorsque le cycliste ne souhaite plus d’assistance.
Dans une première configuration possible représentée sur les figures 3 et 4, le porte-satellite 11 est couplé en rotation à la sortie du réducteur 2.
Dans ce cas, la couronne dentée 10 est fixée au carter 7 du motoréducteur 1. Les dentures de la couronne 10 sont par exemple directement réalisées dans le carter 7. Les pignons 12, 13 sont engrenés sur la couronne dentée 10 « fixe ».
Les axes 16 traversant les faces des pignons satellites 12, 13, forment alors la sortie du réducteur. Les axes 16, ou axes de sortie dans ce cas, entraînent la sortie du réducteur 2 en rotation, coaxialement à l’arbre 5 lorsque les pignons satellites 12, 13 tournent. Le sens de rotation des pignons satellites 12, 13 et de la sortie est opposé à celui de l’arbre 5 et lorsque l’arbre 5 tourne d’un tour, les pignons satellites 12, 13 se décalent angulairement d’une dent dans l’autre sens, entrainant la sortie à une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de rotation de l’arbre 5, ici quarante-cinq fois inferieure.
Les axes 16 roulent sans glisser dans ces trous 31.
Les au moins trois axes 16 comportent une surface périphérique 30 respective configurée pour entrer en contact avec un trou 31 de préférence cylindrique des pignons satellites 12, 13, réalisée en matériau polymère et/ou les pignons satellites 12, 13 sont en matériau polymère.
Lorsque les au moins trois axes 16 comportent une surface périphérique 30 respective réalisée en matériau polymère, les pignons satellites 12, 13 peuvent être métalliques, tel qu’en acier ou en laiton.
Lorsque les pignons satellites 12, 13 sont réalisés en matériau polymère ou thermoplastique, tel qu’en matériau PEEK ou PAI, les surfaces périphériques 30 des axes 16 peuvent être réalisées en matériau polymère ou les axes 16 peuvent être métalliques, comme en aluminium.
Le contact métal-métal entre les axes et les pignons satellites de l’art antérieur est remplacé par un contact métal-plastique ou plastique-plastique, ce qui permet de diminuer la pression de contact maximale (ou pression de Hertz) dans la limite admissible, par l’abaissement du module d’Young de la surface extérieure des axes 16 et/ou des pignons satellites 12, 13. En abaissant la rigidité des contacts, on diminue le degré d’hyperstatisme de l’assemblage, ce qui permet de rendre son fonctionnement moins bruyant et plus tolérant. De plus, on réduit les vibrations et on évite le phénomène de corrosion de frottement (que l’on peut retrouver à l’interface de contact de deux pièces métalliques), et donc l’usure. Lorsque les pignons satellites 12, 13 et les surfaces périphériques 30 des axes 16 sont en matériau polymère ou thermoplastique, on diminue davantage le bruit.
Le support antivibratoire permet avantageusement de limiter les fréquences de vibration dans les directions X, Y et Z. De plus, il permet de limiter le déplacement d’un élément par rapport à un autre selon les axes X, Y et Z, le support antivibratoire étant positionné entre les deux éléments. L’un des deux éléments peut être un système suspendu de masse non nulle.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou avec chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux, la pièce femelle est incorporée à l’intérieur du tronçon. Cela permet avantageusement d’améliorer l’amortissement et de supporter des accélérations pour des éléments d’une masse plus élevée tout en étant plus compact.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux, la pièce femelle comprend un évidement interne formant un espace périphérique autour de la pièce mâle. Cela permet avantageusement de limiter le déplacement d’un élément l’un par rapport à l’autre selon les axes X et Y.
Dans des modes de réalisation préféré, la pièce mâle est une tige et/ou la pièce femelle est un cylindre de révolution. Cela permet avantageusement de limiter les débattements dans les directions X, Y et Z.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux, la pièce femelle comprend un ou plusieurs évidements dits périphériques uniformément répartis sur son pourtour. Cela permet avantageusement d’adapter la rigidité pour limiter la fréquence des modes de résonance.
Les évidements périphériques sont généralement de type non traversant, réalisés sur l’épaisseur de la pièce femelle. Ils peuvent également être réalisés sur l’épaisseur de la pièce femelle et du tronçon.
Dans des modes de réalisation particuliers, la pièce femelle est un cylindre de révolution comprenant une face latérale et une hauteur et elle comprend plusieurs évidements périphériques répartis uniformément sur sa face latérale sur tout ou partie de sa hauteur. Cela permet avantageusement de limiter la masse du support antivibratoire et de garantir des modes propres en traction et en cisaillement proches.
Dans des modes de réalisation particuliers, la pièce mâle est un parallélépipède rectangle et la pièce femelle un parallélépipède rectangle présentant un évidement interne pour permettre à la pièce mâle d’être emboitée dans la pièce femelle. Ce mode de réalisation permet de limiter le moment de torsion s’appliquant sur le support antivibratoire.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux, la pièce mâle et la première platine sont formées dans une unique pièce et la pièce femelle et la deuxième platine sont formées dans une unique pièce. Ce mode de réalisation vise à faciliter la fabrication du support antivibratoire.
Dans des modes de réalisation particulièrement avantageux, le support antivibratoire comprend un moyen de fixation d’un élément extérieur au support antivibratoire, le moyen de fixation étant solidarisé à l’une des deux platines. Ce moyen de fixation garantit le positionnement du support antivibratoire sur l’élément extérieur et sur la structure. Le moyen de fixation peut être par exemple de type vis-écrou, baïonnette, rivetage, soudage.
est une vue en perspective du support antivibratoire dans un premier mode de réalisation ; est une vue en perspective du support antivibratoire dans un deuxième mode de réalisation ; est une vue de profil du support antivibratoire dans un troisième mode de réalisation ; est une vue en perspective du support antivibratoire dans un quatrième mode de réalisation.
Sur les figures, les différents éléments sont représentés de manière schématique et ne sont pas nécessairement à la même échelle. Sur l’ensemble des figures, les éléments identiques ou équivalents portent la même référence numérique.
La présente invention concerne un support antivibratoire destiné à amortir les chocs et les vibrations s’exerçant entre deux éléments. L’invention est décrite dans un contexte particulier d’un de ses domaines d’application préférés, dans lequel le support antivibratoire protège un ou plusieurs équipements spatiaux, ces derniers étant soumis à des efforts significatifs. Rien n’exclut cependant d’utiliser le support antivibratoire dans d’autres cadres d’application, qu’ils soient spatiaux ou non.
La , la , la et la représentent quatre exemples non limitatifs d’un support antivibratoire 100 selon l’invention, qui comprend deux platines, une première platine 10 et une deuxième platine 20. Les platines 10 et 20 sont ici fixées entre deux éléments 101 et 102, par exemple par l’intermédiaire des moyens de fixation 60 et 70.
Les caractéristiques techniques énoncées en amont en lien avec le matériau selon l’invention et les éléments le composant, s’appliquent de la même manière pour les procédés de fabrication selon l’invention.
Le mélange des microsphères thermoplastiques expansées recouvertes d’une couche de nanoparticules de dioxyde de silicium et/ou de dioxyde de titane avec la matrice polymère, peut s’effectuer au sein d’une extrudeuse.
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un matériau selon le premier objet pour assurer la flottabilité de tout ou partie d’une conduite sous-marine.
Un autre objet de la présente invention concerne l’utilisation d’un matériau selon le premier objet pour isoler thermiquement tout ou partie d’une conduite sous-marine
De préférence le matériau selon l’invention isole ou assure la flottabilité de l’ensemble d’une conduite sous-marine.
Pour chacune des utilisations selon l’invention, le matériau selon le premier objet de l’invention peut être est disposé autour de tout ou partie d’une conduite sous-marine, en amont de l’immersion de la conduite sous-marine dans l’eau ou bien ultérieurement.