INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La pièce finale 20’ obtenue à partir de la pièce 20 brute, obtenue par le procédé de fabrication additive, peut correspondre à la pièce 20 brute, à la pièce 20 brute et au support 26, à la pièce 20 et une partie du support 26, à une partie de la pièce 20 brute seule, à une partie de la pièce 20 brute et au support 26 ou à une partie de la pièce 20 brute et une partie du support 26.
Ainsi, à l’issue du procédé de fabrication additive, la pièce 20 obtenue peut rester brute ou être usinée.
L’invention se rapporte également à une utilisation d’un dispositif d’essai de la résistance d’une structure tel que décrit ci-dessus, ladite structure étant un échangeur de chaleur muni d’un faisceau d’éléments allongés, un des éléments allongés étant destiné à être frappé par le marteau du dispositif d’essai. Les éléments allongés sont typiquement des tubes.
De préférence, les moyens de fixation et de maintien en position de l’échangeur de chaleur comportent au moins une vis de fixation et de maintien en position de l’échangeur de chaleur, ladite au moins une vis s’étendant à travers le cadre de fixation et traversant le faisceau d’éléments allongés.
est une vue schématique, de côté, d’un dispositif d’essai de la résistance d’une structure selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif d’essai comprenant un pendule muni d’un marteau, ainsi qu’un cadre de fixation de la structure ;
est une vue de côté du cadre de fixation et du marteau de la ,
est une vue de face du cadre de fixation de la ,
est une vue agrandie montrant un détail de réalisation du pendule de la , et montrant plus précisément un vernier réglable sur ce pendule, et
est une vue de face du vernier de la .
Dans cette demande, le terme « vertical » désigne une orientation perpendiculaire à l’horizon tandis que le terme « horizontal » ou « transversal » désigne une orientation parallèle à l’horizon. En outre, la « direction longitudinale » est considérée comme la direction selon laquelle l’épaisseur du cadre de fixation est mesurée, l’épaisseur correspondant à la plus petite dimension du cadre de fixation. La hauteur et la largeur du cadre de fixation sont des dimensions orthogonales à l’épaisseur, et sont donc mesurées dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale. La hauteur correspond à une dimension verticale du cadre de fixation, tandis que la largeur correspond à une dimension horizontale ou transversale.
La représente un dispositif 2 d’essai de la résistance d’une structure 4. Le dispositif d’essai 2 est configuré pour permettre d’analyser la résistance de la structure 4, par application d’une contrainte mécanique exercée à partir d’une force unique et brève engendrée par un poids en mouvement pendulaire. Le dispositif d’essai 2 est ainsi typiquement adapté pour la réalisation d’un test ou essai appelé « test Charpy ». La structure 4 est préférentiellement, mais non limitativement, un échangeur de chaleur, typiquement un radiateur (par exemple un radiateur basse température), un condenseur ou évapo-condenseur ou encore un refroidisseur d'air de suralimentation pour véhicule automobile notamment. Un tel échangeur de chaleur 4 est muni d’un faisceau 6 d’éléments allongés (de tels éléments allongés n’étant pas représentés sur les figures pour des raisons de clarté). De tels éléments allongés sont notamment des plaques ou analogues procurant une surface conséquente d’échange de chaleur, ou encore des éléments tubulaires destinés à véhiculer un fluide. Le faisceau 6 d’éléments allongés est par exemple disposé à l’intérieur d’une enveloppe dénommée calandre (cette dernière n’étant pas représentée sur les figures pour des raisons de clarté). Le dispositif d’essai 2 sert alors à tester la résistance de l’échangeur de chaleur 4 à un impact de gravillon.
Le dispositif d’essai 2 comprend un bâti 8, des moyens appropriés 10 de fixation et de maintien en position de la structure 4, et un pendule 12 (aussi appelé « pendule de Charpy ») monté sur le bâti 8. Les moyens 10 de fixation et de maintien en position de la structure 4 comportent un cadre de fixation 14 et au moins une vis 16 de fixation et de maintien en position de la structure 4. Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la , les moyens 10 de fixation et de maintien en position de la structure 4 comportent huit vis 16 réparties à intervalles réguliers sur un pourtour central du cadre de fixation 14. Les huit vis 16 s’étendent à travers le cadre de fixation 14, et s’étendent notamment depuis une deuxième partie 26 du cadre de fixation 14 vers une première partie 24 de ce cadre 14 (de telles première et deuxième parties 24, 26 seront décrites par la suite). Le pendule 12 comporte à son extrémité libre un marteau 17 muni d’une tête à frapper 19. La tête à frapper 19, qui peut prendre la forme d’une lame (de dimensions correspondantes à celles d’un élément allongé de la structure 4 subissant le heurt), est orientée vers la structure 4 lorsque cette dernière est maintenue en position et fixée dans le cadre de fixation 14. De préférence, le dispositif d’essai 2 comporte également des moyens 18 de réglage d’une position longitudinale du cadre de fixation 14, le long de la direction longitudinale D1.
Le bâti 8 comporte un support horizontal 20, un bras vertical 21 monté sur le support horizontal 20, et un bras horizontal 22 relié au bras vertical 21 et portant à son extrémité libre le pendule 12. Plus précisément, le pendule 12 est monté via une liaison pivot ou charnière sur l’extrémité libre du bras horizontal 22.
Si on néglige son épaisseur, le cadre de fixation 14 s’étend sensiblement dans un plan général P1 perpendiculaire à la direction longitudinale D1. Le cadre de fixation 14 définit, dans ce plan général P1, une forme rectangulaire, de préférence un carré. De préférence, le cadre de fixation 14 présente une largeur sensiblement égale à 300 mm et une hauteur sensiblement égale à 300 mm, même si d’autres valeurs peuvent bien évidemment être choisies pour la largeur et la hauteur. Comme illustré sur la , le cadre de fixation 14 comporte une première partie 24 fixée sur le bâti 8, et une deuxième partie 26 configurée pour plaquer et maintenir la structure 4 contre la première partie 24. De la sorte, le structure 4 est encastrée entre les première et deuxième parties 24, 26 du cadre de fixation 14, et ne bouge pas lors de l’essai. Le cadre de fixation 14 est préférentiellement en métal. La deuxième partie 26 du cadre de fixation 14 est par exemple montée rabattable vers la première partie 24.
De préférence, comme visible sur la , le cadre de fixation 14 entoure et définit au niveau de son centre une zone centrale 28 formant une cible pour le marteau 17 du pendule 12. Une telle cible 28 permet à l’opérateur manipulant le dispositif d’essai 2 de pouvoir viser avec précision le centre du cadre de fixation 14, afin que la tête 19 du marteau 17 vienne taper toujours au même endroit sur la structure 4. De préférence, la zone centrale formant cible 28 présente une largeur sensiblement égale à 10 mm et une hauteur sensiblement égale à 10 mm, même si d’autres valeurs peuvent bien évidemment être choisies pour la largeur et la hauteur. Bien évidemment, les dimensions du cadre de fixation 14 et de la cible 28 peuvent être adaptées en fonction de la taille de la structure 4 testée (en particulier, lorsque la structure 4 testée est un échangeur de chaleur, il peut arriver que l’échangeur de chaleur soit un radiateur très basse température, dont le faisceau 6 est très petit).
Comme illustré sur les figures 1, 4 et 5, le pendule 12 comporte, à son extrémité opposée à son extrémité libre, un vernier réglable 30 muni d’une butée de blocage 32. Ceci permet à l’opérateur manipulant le dispositif d’essai 2 de pouvoir régler avec précision l’angle d’attaque α1 du pendule 12 (et de connaitre ainsi la hauteur du pendule 12 au départ), afin de déterminer l’énergie en Joule que va subir la structure 4. La précision et la fiabilité des essais sont ainsi améliorées. La butée de blocage 32 permet de bloquer le pendule 12 dans sa position de départ qui est réglée par un opérateur, et de faciliter ainsi la mise en œuvre de l’essai. De préférence, le pendule 12 peut également comporter un ou plusieurs roulement(s) 34 monté(s) sur un axe 36 formant l’axe de la liaison pivot ou charnière agencée sur l’extrémité libre du bras horizontal 22. Le pendule 12 Le pendule 12 présente par exemple une longueur sensiblement égale à 1 m.
La tête à frapper 19 du marteau 17 présente par exemple une masse sensiblement égale à 2 kg.
Cela confirme qu’il est possible de faire coexister plusieurs différents TLR au sein du WMFR sans mettre en péril la résonance de chacun d’eux, malgré les couplages qui existent entre les TLR élémentaires.
Impédance complexe du WMFR Deux simulations HFSS large bande ont été mises en œuvre pour déterminer les impédances complexes Z mes des deux WMFR considérés, calculées à vide, c'est-à-dire sans récipient ni milieu à investiguer dans le cas du banc de la .
La montre le résultat pour la partie réelle de l'impédance mesurée, en fonction de la fréquence, pour le résonateur multifréquence MR1 à quatre lignes de transmission élémentaires (i.e. de type WMFR-4), de la . Les caractéristiques géométriques sont celles des quatre TLR du lot 1 détaillés plus haut, soient M11, M12, M13, M14.
La montre le résultat pour la partie réelle de l'impédance mesurée, en fonction de la fréquence, pour le résonateur multifréquence MR2 à huit lignes de transmission élémentaires (i.e. de type WMFR-8), de la . Les caractéristiques géométriques sont celles des huit TLR du lot 2 détaillés plus haut, soient M21, M22, M23, M24, M25, M26, M27, M28.
On observe à nouveau sur ces simulations que les résonances des différents TLR mis en jeu sont bien observables à raison d'un pic par TLR, et que leur mise en association sous forme de WMFR ne met pas en péril leur résonance individuelle.
Ces résultats permettent de montrer que l'on est capable de prédire le comportement du système multirésonant formé par le WMFR : les informations utiles étant alors extraites de la différence entre l'impédance à vide et l'impédance en présence du milieu à investiguer.
Banc expérimental La illustre un banc expérimental utilisé pour mettre en œuvre les deux exemples MR1 et MR2 de WMFR à quatre résonances et à huit résonances, illustrés respectivement en et , avec les mêmes paramètres que pour les simulations c'est à dire un substrat d'une permittivité relative Є r =3.4, une épaisseur th diel =50µm, et les lignes de transmission élémentaires (TLR) en cuivre d’épaisseur th cond =35µm. Les paramètres de boucles inductives sont les mêmes que précédemment.
Le premier, WMFR-4, est constitué des quatre MTLR du lot 1, et le second, WMFR-8, est constitué des huit MTLR du lot 2. La mise en œuvre expérimentale a été réalisée sur une large bande de fréquences, de quelques MHz à 400 MHZ.
Comme pour la modélisation, on constate la présence de pics de résonance, qui peuvent être attribués à chacun des TLR constituant le WMFR. Si par ailleurs, on compare les valeurs des résonances observées pour les deux WMFR, avec celles prévues par les modélisations semi-analytique, MSA, (issue de la matrice Equation(1.3.2.1) qui donne l’Equation(1.3.2.3)) et numérique (HFSS) présentées précédemment, on remarque à nouveau une très bonne adéquation entre les valeurs expérimentales et modélisées. En effet pour le WMFR-4, un écart moyen de 8% est observé entre les données déterminées par HFSS et celles mesurées, et de l’ordre de 4,5% entre la modélisation analytique et la mesure en Table 1. Pour le WMFR-8, ces écarts moyens sont respectivement de l’ordre de 8% et 9% en Table 2.
La illustre sous forme de courbes la comparaison des pics de fréquence observés pour les différents TLR de chaque résonateur multifréquence MR1 et MR2.
Ces résultats montrent qu’en pratique, il est tout à fait possible d’exploiter les résonances des différents MTLR constituant les WMFR. Les fréquences de résonances observées lors pour le résonateur multifréquence sont légèrement différentes des fréquences de résonance de ses TLR pris isolément, en raison des couplages qui interviennent entre ces TLR.
Toutefois, il est tout à fait possible de prévoir ces couplages, par modélisation analytique ou numérique, et donc aussi les fréquences de résonances résultantes observées pour le WMFR.
En outre, on remarque que ces couplages ne dégradent pas les propriétés de résonance des TLR constituant les WMFR (ici des monotours) : ils présentent tous une fréquence de résonance que l’on peut prédéterminer, et un coefficient de qualité proche de ceux mesurés sur les TLR isolément. Il est donc tout à fait envisageable d’utiliser les WMFR comme des résonateurs de fréquences multiples, d’une manière comparable à celle utilisée pour un TLR unique pour la caractérisation des milieux diélectriques.
Pour ces WMFR-4 et WMFR-8, mesurées à vide, les caractéristiques et fréquences de résonances observées sont les suivantes :
Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] écart MSA [%] M11 10.5 1 270 251 218 256 13.2 2.0 M12 18.75 2.5 347 99.9 90.1 97.1 9.9 2.9 M13 30 5 411 47.6 47.7 44.3 0.1 7.0 M14 47.5 10 565 20.9 20.6 19.7 1.5 5.9
Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] M21 8 1.5 355 366 349 3.1 1.5 M22 11 2 233 236 218 1.2 6.8 M23 14.5 2.5 162 167 147 3.1 9.3 M24 18.5 3 115 124 103 7.7 10.6 M25 23.5 4 82.2 92.2 71.5 12.2 12.9 M26 29.5 5 60.3 72.6 51.2 20.3 15.1 M27 36.5 6 43.3 50.3 38.2 16.2 11.8 M28 44.5 7 22.3 21.6 20.8 2.8 6.7
Les compositions de caoutchouc C1 à C3 contiennent toutes un élastomère diénique fortement saturé, l’élastomère E1, un système de vulcanisation, une silice. La composition de caoutchouc C1 est une composition témoin, la composition de caoutchouc C2 est une composition comparative.
Seule la composition C3 est conforme à l’invention, puisque la silice est une silice préhydrophobée par traitement avec un mercaptosilane. Les silices de C1 et C2 sont des silices hydrophiles non modifiées qui sont utilisées conjointement avec un agent de couplage silane. Le taux d’agent de couplage silane dans C1 et C2 est indexée sur la valeur de la surface spécifique (CTAB) de la silice utilisé respectivement dans C1 et C2.
Les formulations (en pce) des compositions de caoutchouc C1 à C3 sont décrites dans le tableau 1 (table 1).
L’élastomère E1 est un copolymère d’éthylène et de 1,3-butadiène préparé selon le mode opératoire suivant : Dans un réacteur de 70 L contenant du méthylcyclohexane (64 L), de l’éthylène (5600 g) et du 1,3-butadiène (2948 g), on ajoute du butyloctylmagnésium (BOMAG) en solution dans le méthylcyclohexane et le système catalytique. Le ratio Mg/Nd est de 6.2. Le volume de la solution du système catalytique introduit est de 840 mL, la concentration de la solution du système catalytique en Nd étant 0.0065 M. La température de réaction est régulée à une température de 80°C et la réaction de polymérisation démarre. La réaction de polymérisation se déroule à une pression constante de 8.3 bars. Le réacteur est alimenté tout au long de la polymérisation en éthylène et en 1,3-butadiène dans les proportions molaires 73/27. La réaction de polymérisation est stoppée par refroidissement, dégazage du réacteur et ajout d’éthanol. Un anti-oxydant est ajouté à la solution de polymère. Le copolymère est récupéré après un stripping à la vapeur d’eau et séchage jusqu’à masse constante. La durée de polymérisation est de 225 minutes. La masse pesée (6.206 kg) permet de déterminer l’activité catalytique moyenne du système catalytique exprimée en kilogramme de polymère synthétisé par mole de métal néodyme et par heure (kg/mol.h). Le copolymère possède une valeur de ML égale à 62. Le système catalytique est un système catalytique préformé. Il est préparé dans le méthylcyclohexane à partir d’un métallocène, le [Me 2 Si(Flu) 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] à 0.0065 mol/L, d’un co-catalyseur, le butyloctylmagnésium (BOMAG) dont le ratio molaire BOMAG/Nd est égal à 2.2, et d’un monomère de préformation, le 1,3-butadiène dont le ratio molaire 1,3-butadiène/Nd est égal à 90. Le milieu est chauffé à 80°C sur une durée de 5h. Il est préparé selon une méthode de préparation conforme au paragraphe II.1 de la demande de brevet WO 2017093654 A1.
Les résultats des propriétés à la rupture après cuisson des compositions de caoutchouc sont consignés dans le tableau 2.
Les résultats montrent que l’utilisation de la silice « Agilon 400 » permet d’améliorer les propriétés à la rupture de la composition de caoutchouc renforcée d’une silice et contenant un élastomère diénique fortement saturé.
Composition C1 C2 C3 E1 (1) 100 100 100 Silice (2) - - 37 Silice (3) - 37 - Silice (4) 37 - - N234 (5) 2 2 2 DPG (6) 1.2 1.2 1.2 Agent de couplage (7) 3.0 2.2 - Acide stéarique (8) 0.7 0.7 0.7 ZnO (9) 2.5 2.5 2.5 6PPD (10) 2 2 2 Cire Ozone (11) 1 1 1 Soufre 1 1 1 CBS (12) 1 1 1
(1) Copolymère d’éthylène et de 1,3-butadiène contenant 74% en mole de d’unité éthylène, 19% d’unité butadiène sous la forme de motifs 1,2 et 1,4 et 7% en mole de motif 1,2-cyclohexanediyle, de Tg -44°C (2) « Agilon 400 » de la société PPG, CAS 112926-00-8, CTAB 140 m²/g, silice préhydrophobée et fonctionnalisée thiol (-SH) à 0.5% en poids (3) Zeosil Z1115MP " de Solvay-Rhodia sous forme de microperles – CTAB 115m²/g, silice précipitée (4) "Zeosil 1165 MP" de Solvay-Rhodia sous forme de microperles, CTAB 160 m²/g, silice précipitée (5) Noir de carbone de grade ASTM N234 (6) Diphénylguanidine « Perkacit DPG » de la société Flexsys (7) Silane liquide triéthoxysilylpropyltétrasulfure (TESPT) « Si69 » de la société Evonik (8) Acide stéarique « Pristerene 4931 » de la société Uniqema (9) Oxyde de Zinc de grade industriel de la société Umicore (10) N-(1,3-diméthylbutyl)-N’-phényl-p-phenylènediamine « Santoflex 6PPD » de la société Flexys (11) Cire anti-ozone « VARAZON 4959 » de la société Sasol Wax (12) N-cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfénamide « Santocure CBS » de la société Flexsys
Composition C1 C2 C3 Contrainte rupture à 23°C 100 89 97 Déformation rupture à 23°C 100 108 169
Un pneumatique doit obéir de manière connue à un grand nombre d’exigences techniques, souvent antinomiques, parmi lesquelles une faible résistance au roulement, une résistance élevée à l’usure, ainsi qu’une adhérence élevée sur route sèche comme mouillée. Ce compromis de propriétés, en particulier du point de vue de la résistance au roulement et de la résistance à l’usure, a pu être amélioré ces dernières années sur les « Pneus Verts » à faible consommation d'énergie, destinés notamment aux véhicules tourisme, grâce notamment à l'emploi de nouvelles compositions de caoutchouc faiblement hystérétiques ayant pour caractéristique d'être renforcées majoritairement de silices hautement dispersibles dites "HDS" (Highly Dispersible Silica), capables de rivaliser, du point de vue du pouvoir renforçant, avec les noirs de carbone conventionnels de grade pneumatique. Depuis que les économies de carburant et la nécessité de préserver l’environnement sont aussi devenues une priorité, il est souhaitable de réduire toujours plus l’hystérèse des compositions de caoutchouc.
L’utilisation d’élastomères diéniques fortement saturés dans une composition de caoutchouc pour une bande de roulement pour pneumatique est décrite dans le document WO 2014114607 A1 pour améliorer encore le compromis de performance entre la résistance au roulement et la résistance à l’usure d’un pneumatique.
Pour diminuer le temps sous presse, il a été proposé dans le document WO 2018189455 A1 d’introduire dans de telles compositions de caoutchouc des additifs comme la diphénylguanidine et l’hexaméthylène bisthiosulfate de disodium. L’utilisation de la diphénylguanidine qui réduit fortement le temps d’induction augmente aussi le risque de vulcanisation prématurée (ou grillage) de la composition de caoutchouc. Ce phénomène de vulcanisation prématurée, s’il se produit, est pénalisant dans les étapes de préparation et de mise en forme de la composition de caoutchouc, en particulier le calandrage ou l’extrusion, étapes qui précèdent généralement l’étape de vulcanisation de la composition de caoutchouc diénique. En effet, le grillage peut conduire à de fortes élévations de viscosité des compositions de caoutchouc qui deviennent alors beaucoup plus difficiles à travailler et à mettre en œuvre industriellement. L’utilisation d’hexaméthylène bisthiosulfate de disodium assure une bien meilleure sécurité au grillage, mais elle ne permet pas de réduire davantage l’hystérèse de la composition de caoutchouc.
Il existe donc un besoin de fournir une composition de caoutchouc à base d’un élastomère diénique fortement saturé qui ne présente pas les inconvénients susmentionnés.
Les inventeurs ont découvert une solution pour réduire à la fois le temps sous presse et l’hystérèse d’une composition de caoutchouc qui est préservée d’une vulcanisation prématurée.
Chacun des bras 30 de la chape s’étend longitudinalement selon la direction axiale A, les bras 30 étant sensiblement parallèles l’un à l’autre. Les bras 30 sont situés de part et d’autre du corps 20 d’étrier selon la direction tangentielle T. Les bras 30 de la chape délimitent chacun un conduit de guidage 31 qui forme un logement pour une des colonnettes de guidage 60 qui sont typiquement en acier.
En référence plus spécifiquement aux figures 2a et 2b, chaque conduit de guidage 31 est un alésage de la chape. Chaque conduit de guidage 31 est sensiblement annulaire autour de son axe longitudinal Y1-Y1. Chaque conduit de guidage 31 s’étend longitudinalement selon la direction axiale A entre une paroi de fond 33 et une paroi d’entrée 37. Le conduit de guidage 31 est délimité latéralement par une paroi latérale interne 35.
En référence à nouveau à la , le disque 9 est solidaire en rotation de la roue du véhicule motorisé. Il tourne autour d’un axe de rotation B-B qui est orienté axialement.
Les patins 13 comprennent chacun une plaque de support 14 et une garniture de freinage 15 qui est fixée à la plaque de support 14. Ils sont notamment de structure identique. Les patins 13 sont situés à l’intérieur de la chape 3 axialement de part et d’autre du disque 9. Les patins 13 sont chacun mobiles axialement entre une position inactive de retrait dans laquelle le frein 1 ne freine pas la roue et une position active de freinage dans laquelle ils enserrent le disque 9 pour freiner la roue.
Chaque plaque de support 14 comporte une première face à laquelle est fixée la garniture de freinage 15 et une deuxième face qui est opposée à la première face. Chacune des extrémités transversales opposées de la plaque de support 14 comporte des oreilles 16 de patin pour raccorder le patin 13 à la chape 3. La garniture de freinage 15 comporte un matériau qui est configuré pour freiner par friction la rotation du disque 9 lorsqu’il est au contact du disque 9.
Le piston 11 est logé dans le cylindre 12 de logement du piston. Le piston 11 est mobile axialement en translation par rapport au corps 20 d’étrier, sous l’effet de l’actionneur. Le déplacement du piston 11 selon la direction axiale A permet de rapprocher les patins 13 l’un de l’autre pour freiner la roue.
L’actionneur est configuré pour déplacer le piston 11 en translation selon la direction axiale A. L’actionneur est hydraulique et/ou électromécanique. Il sert au freinage de service et/ou au freinage de stationnement du véhicule motorisé.