INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon une forme de réalisation préférée, l’organe de pression du premier dispositif d’assemblage comprenant une cavité intérieure, l’organe de chauffage du premier dispositif d’assemblage est monté dans la cavité intérieure de l’organe de pression. Un tel montage de l’organe de chauffage permet de s’assurer que la zone de chauffage se trouve incluse dans la zone de pression, permettant de s’assurer du positionnement du cordon de soudure.
Dans une première forme de réalisation, l’organe de chauffage est fixe par rapport à l’organe de pression, permettant un dispositif d’assemblage simple à réaliser et à utiliser. Dans le cas d’un ensemble (formé par l’organe de chauffage et l’organe de pression) monobloc, le premier dispositif d’assemblage peut être commandé simplement, sans nécessiter le contrôle indépendant de l’un ou de l’autre organe. Le procédé est également plus rapide parce qu’il ne nécessite pas le déplacement successif de l’organe de pression et de l’organe de chauffage.
Dans une deuxième forme de réalisation, l’organe de chauffage est monté coulissant dans la cavité intérieure de l’organe de pression. Une telle forme de réalisation permet d’appliquer l’effort de pression sur les deux plaques bipolaires avant de chauffer les portions périphériques des deux plaques bipolaires, permettant de s’assurer du positionnement des plaques vis-à-vis de l’organe de chauffage.
Dans une forme de réalisation, l’organe de chauffage étant configuré pour venir en contact de la première plaque bipolaire, l’organe de chauffage comprend un dispositif de positionnement configuré pour venir en butée contre l’organe de pression de manière à définir précisément la position de l’organe de chauffage. Un tel dispositif de positionnement permet avantageusement de contrôler la position de l’organe de chauffage par rapport à la première plaque bipolaire.
De préférence, l’organe de chauffage comprenant une tête de soudage, la tête de soudage présente une section inférieure ou égale à 10mm, permettant de faire fondre une quantité suffisante de résine polymère, de manière à s’assurer d’une surface de soudage suffisante pour solidariser les deux plaques bipolaires, tout en limitant les dimensions du cordon de soudage.
De préférence, la section de la tête de soudage est inférieure ou égale à 5mm.
Selon une forme de réalisation, la résine polymère du matériau composite présentant une température de fusion, l’organe de chauffage est configuré pour chauffer à une température comprise entre la température de fusion de la résine polymère et la température de fusion augmentée de 40°C. Une telle température permet avantageusement de faire fondre localement la résine polymère de la première plaque bipolaire.
De manière préférée, l’organe de pression, présentant une température de fonctionnement, est configuré pour maintenir la température de fonctionnement inférieure ou égale à la température de fusion de la résine polymère réduite de 20°C, de manière à limiter le transfert de chaleur entre l’organe de chauffage et l’organe de pression. Ainsi la matrice polymère ne fond pas au contact de l’organe de pression.
De préférence, l’organe de pression est configuré pour maintenir la température de fonctionnement à la température ambiante.
Dans une première forme de réalisation, l’organe de pression est réalisé dans un matériau thermiquement non conducteur, permettant de limiter les transferts de chaleur tout en s’affranchissant de l’ajout d’un dispositif supplémentaire.
Dans une deuxième forme de réalisation, l’organe de pression comprend un dispositif de refroidissement configuré pour maintenir la température de fonctionnement inférieure à un seuil prédéterminé. Un tel dispositif de refroidissement permet de fabriquer l’organe de pression dans tout matériau tout en s’assurant de limiter la température de fonctionnement de l’organe de pression.
Dans une forme de réalisation, le premier dispositif d’assemblage comprend un organe de refroidissement, configuré pour permettre la circulation d’un fluide caloporteur au moins autour de l’organe de chauffage, permettant d’abaisser la température de l’organe de chauffage.
De manière préférée, au moins l’organe de chauffage est configuré pour appliquer un deuxième effort de pression compris entre 1 et 15MPa selon la zone de chauffage périphérique. Un tel effort de pression permet de garantir le maintien des deux plaques bipolaires, sans risquer de déformer les plaques bipolaires solidarisées et sans risquer de déplacer la résine polymère dans une zone en dehors de la portion de soudage. Ainsi le système de solidarisation permet de garantir le positionnement de la zone de chauffage sur la portion périphérique de chaque plaque bipolaire pendant toute la durée du procédé de solidarisation. Un tel effort de pression permet en outre une bonne diffusion thermique sans endommager les fibres de carbone des plaques bipolaires.
Dans une forme de réalisation, l’organe de chauffage et l’organe de pression sont configurés pour appliquer le deuxième effort de pression selon la zone de chauffage et la zone de pression périphériques.
Dans une forme de réalisation préférée de l‘invention, la première plaque bipolaire étant soumise à un effort de pression de mise en œuvre lors de sa fabrication, le premier effort de pression appliqué par l’organe de pression est inférieur ou égal à l’effort de pression de mise en œuvre, permettant avantageusement de limiter l’endommagement de l’assemblage composite.
Dans une première forme de réalisation, le deuxième dispositif d’assemblage se présente sous la forme d’un support, configuré pour soutenir la première plaque bipolaire et la deuxième plaque bipolaire. Le deuxième dispositif d’assemblage est configuré pour résister à la pression appliquée par le premier dispositif d’assemblage. Un tel deuxième dispositif d’assemblage permet un système de solidarisation simple à réaliser et à utiliser parce qu’il ne nécessite pas la coordination de deux organes de pression et deux organes de chauffage lors d’un procédé de solidarisation.
Le boucler de bord d’attaque comprend une âme en matériau composite qui est recouverte par une peau en alliage à base de titane collée sur l’âme. Ainsi, il est plus aisé de former le profil tridimensionnel complexe du bouclier de bord d’attaque tout en conservant les propriétés aérodynamiques du bouclier de bord d’attaque.
La partie en alliage à base de titane du bouclier de bord d’attaque formant une peau sur l’âme, il est plus aisé de former la peau, d’une épaisseur minimale de 0,3 mm, en alliage à base de titane afin de lui donner la forme désirée.
Par alliage à base de titane, on comprend un alliage comprenant au moins 50 % massique de titane, de préférence au moins 70 % massique de titane.
A titre d’exemples non limitatif, l’alliage à base de titane peut être du T40, du T60 ou du TA6V.
Les fibres discontinues permettent d’obtenir une âme en matériau composite à matrice en polymère renforcée présentant un coefficient d’expansion thermique plus proche de l’alliage à base de titane qu’une âme en matériau composite à matrice en polymère renforcée par des fibres continues. On entend par fibres discontinues des fibres identifiées notamment par le sigle anglais DLF pour « Discontinuous Long Fibers ».
Dans certains modes de réalisation, la portion médiane comprend une ailette intrados et une ailette extrados.
Dans certains modes de réalisation, la portion médiane a une hauteur supérieure ou égale à 80% de la hauteur du bouclier de bord d’attaque.
On comprend que les extrémités axiales du bouclier de bord d’attaque, c’est-à-dire en tête et en pied de l’aube, ne comprennent pas l’âme de sorte que l’âme en matériau composite n’est pas exposée à l’érosion lorsque le bouclier de bord d’attaque est collé sur le corps d’aube.
Dans certains modes de réalisation, lequel la portion médiane a une hauteur inférieure ou égale à 95% de la hauteur du bouclier de bord d’attaque.
Dans certains modes de réalisation, la peau présente des épaisseurs différentes.
Dans certains modes de réalisation, la peau comprend des feuilles en alliage à base de titane et les épaisseurs différentes comprennent un nombre différent de feuilles en alliage à base de titane.
Dans certains modes de réalisation, le bord d’attaque du bouclier de bord d’attaque présent une arête vive.
Le présent exposé concerne également une aube en matériau composite à matrice en polymère renforcée par des fibres continues comprenant un corps d’aube en matériau composite à matrice en polymère renforcée par des fibres continues et un bouclier de bord d’attaque tel que défini précédemment, le bouclier de bord d’attaque étant collé sur le corps d’aube.
Dans certains modes de réalisation, le polymère de la matrice du corps d’aube et le polymère de la matrice de l’âme du bouclier de bord d’attaque sont compatibles l’un avec l’autre.
Par compatible, on entend que le polymère de la matrice de l’âme du bouclier de bord d’attaque peut être facilement assemblé, par exemple par collage, sur le polymère de la matrice du corps d’aube.
Par exemple, le polymère de la matrice de l’âme du bouclier de bord d’attaque peut être en polymère époxy compatible avec le polymère de la matrice du corps d’aube.
Les inventeurs se sont donnés comme objectif de concevoir un pneumatique doté d’une paire de tringles de masse allégée tout en assumant la pluralité des fonctions attendues des tringles. Les inventeurs se sont également intéressés à concevoir des tringles dont le coût de revient industriel reste maîtrisé par rapport à l’état de l’art.
Ce but a été atteint par un pneumatique pour véhicule automobile comprenant dans un plan méridien : deux bourrelets destinés à être montés sur une jante, deux couches de flancs reliés aux bourrelets, un sommet comportant une bande de roulement , le sommet ayant un premier côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’un des deux couches de flancs et ayant un deuxième côté relié à l’extrémité radialement extérieure de l’autre des deux couches de flancs; au moins une armature de carcasse s'étendant depuis les deux bourrelets jusqu'au sommet, l'armature de carcasse comportant une pluralité d'éléments de renforcement de carcasse et étant ancrée dans les deux bourrelets par un retournement autour d’une tringle, de manière à former dans chaque bourrelet une partie principale et un retournement; dans chaque bourrelet, la tringle ayant la forme d’un anneau circonférentiel fermé, frettant le bourrelet du pneumatique sur la jante et comprenant une première partie constituée d’un premier matériau M1 se présentant sous le forme de câbles textiles, ladite première partie coopérant avec une deuxième partie de la tringle constituée d’un deuxième matériau M2 de renfort ; La raideur en extension de la tringle est comprise entre 4.5x10 5 N/m et 1.8 x10 6 N/m ; La rigidité de flexion circonférentielle de la tringle, Kf, est supérieure ou égale à Kr * (1000*D/(16*25.4)) 3 , où D est le diamètre de la roue de montage du pneumatique mesuré au siège de la jante en mètre, et où Kr est égal à 2.10 -2 N.m 2 ; l’allongement élastique de la tringle est supérieur ou égal à 2%.
La raideur est la grandeur mécanique qui indique la résistance à la déformation élastique d’un corps (par exemple un ressort). Plus une pièce est raide, et plus il faut lui appliquer un effort important pour obtenir une déflexion donnée. On appelle raideur en extension de la tringle, le rapport d’un effort appliqué dans la direction circonférentielle divisé par le déplacement obtenu.
Ici, on définit la rigidité de flexion circonférentielle de la tringle comme étant le produit du module élastique (module de Young) par le moment quadratique d’une section méridienne de la tringle dans la direction circonférentielle. Dans le système international d’unités, la rigidité de flexion circonférentielle s’exprime en Newtons mètres carrés. Cette grandeur peut être mesurée par exemple selon la norme ISO 178.
Le principe de l’invention est de décomposer une tringle en blocs fonctionnels cohérents par rapport aux sollicitations auxquelles elle est soumise.
Une tringle subit à la fois des sollicitations d’extension et flexion circonférentielles. En effet lors de la phase du montage du pneumatique sur une jante, la tringle doit être suffisamment souple pour s’allonger sans rupture pour franchir le crochet de jante. Par ailleurs, pendant le gonflage du pneumatique, la tringle doit développer des efforts circonférentiels prononcés pour fretter le bourrelet sur la jante à un niveau suffisant. Une pression de serrage autour de 14 bars est attendue sur le siège de la jante pour un pneumatique tourisme.
D’après les inventeurs, le montage du pneumatique sur la jante d’usage entraine très souvent de fortes flexions dans la zone basse. Celles-ci se produisent lorsque la tringle doit passer le crochet de jante, car son développement plus court oblige à lui appliquer une force locale (avec un levier, un galet). A cet endroit on relève souvent une forte courbure ; le matériau rigide en compression doit avoir un module en deçà d’un certain seuil pour que la tringle puisse être montée sans se casser.
Cette approche fonctionnelle conduit à une solution de tringle qui comprend des câbles textiles qui apportent la rigidité en extension nécessaire, et lesdits câbles textiles coopèrent avec un deuxième matériau doté d’un haut module d’élasticité en compression. Ce deuxième matériau contribue à doter la tringle d’un niveau de rigidité de flexion circonférentielle appropriée grâce à son module élastique de compression. On entend par haut module élastique en compression, une valeur comprise entre 1 GPa 10 GPa.
Les câbles textiles coopèrent avec le deuxième matériau M2 signifie que ledit matériau M2 peut venir, par exemple, gainer les câbles textiles en s’enroulant autour. Un autre exemple correspond au cas où le deuxième matériau constitue une âme de la tringle, et que les câbles textiles viennent s’enrouler autour de cette âme dans la direction circonférentielle.
Pour quantifier la rigidité de flexion circonférentielle nécessaire à un bon fonctionnement de la tringle, les inventeurs ont analysé les différentes étapes de la fabrication de l’ébauche du pneumatique avant la phase cuisson dans un moule prévu à cet effet.
Lors de la fabrication, la tringle subit plusieurs manipulations pendant la réalisation de l’ébauche du pneumatique avant la phase de cuisson. On a donc besoin de la maintenir sous sa forme toroïdale sans un effondrement sous son propre poids, ou sous le poids de la carcasse. La rigidité de flexion circonférentielle à un niveau approprié permet de garder la forme initiale de la tringle textile. Les inventeurs ont identifié la rigidité de flexion Kr nécessaire à la tringle pour éviter qu’elle ne s’effondre sur son poids ou sur celui de la carcasse pour un pneu de 16 pouces de diamètre jante. Cette rigidité de flexion prend la valeur Kr égale à 2.10 -2 N.m 2 .
Les inventeurs ont étudié les paramètres de fabrication pour établir la relation entre la rigidité de flexion circonférentielle de la tringle du pneumatique étudié en comparaison avec une tringle de l’état de l’art métallique.
D’après les inventeurs la rigidité de flexion circonférentielle de la tringle doit être supérieure à Kr * (1000*D/(16*25.4)) 3 , où D est le diamètre de la roue de montage du pneumatique mesuré au siège de la jante en millimètres. Ainsi, la rigidité de flexion est paramétrée par la dimension pneumatique étudiée. Cette condition constitue la deuxième caractéristique principale de l’invention.
La première caractéristique principale de l’invention, relative à la raideur de la tringle dans la direction circonférentielle, est liée au choix du matériau M1.
Le choix du matériau M1 s’est porté sur des câbles textiles choisis dans la famille aramide, et/ou nylon, et/ou polyester. A titre d’illustration, un câble en aramide composé de deux brins de 167 tex, retordus à une torsion de 315 tours par mètre convient pour l’invention. La force de rupture d’un tel câble est de 60 daN, avec un allongement à rupture de 5%. Son module élastique d’extension est supérieur à 30 GPa.
Le choix de câbles textiles conduit à une tringle ayant une raideur en extension comprise entre 4.5x10 5 N/m et 1.8 x10 6 N/m, pour la gamme de pneumatiques considérée ici.
Etat de la technique antérieure Un turboréacteur, en particulier du type à double flux, comporte classiquement une soufflante en aval de laquelle s'étend :
- une veine primaire dans laquelle s'écoule un flux primaire, ladite veine primaire traversant notamment, dans le sens d'écoulement du flux primaire, un compresseur basse-pression, un compresseur haute-pression, une chambre de combustion, une turbine haute-pression et une turbine basse pression,
- une veine secondaire, dans laquelle s'écoule un flux secondaire distinct du flux primaire.
La veine secondaire est entourée par une nacelle formant un carénage pour la turbomachine.
La partie aval du turboréacteur comporte une tuyère d’éjection comportant une partie formant un cône d’éjection, les gaz issus de la veine primaire étant éjectés le long de ladite tuyère d’éjection.
Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe du turboréacteur ou de la turbomachine.
La tuyère d’éjection est généralement formée de plusieurs parties assemblées, l’une au moins des parties étant réalisé dans un matériau composite à matrice céramique ou CMC, afin de limiter la masse de la tuyère tout en offrant une bonne tenue mécanique à des températures élevées.
L’invention vise à remédier à cet inconvénient de façon simple, fiable et peu onéreuse.
Présentation de l’invention A cet effet, l’invention concerne un élément de tuyère pour une turbomachine, comportant au moins une partie réalisée en matériau composite à matrice céramique, ladite partie comprenant une surface périphérique, caractérisé en ce qu’au moins une piste électriquement conductrice est déposée sur ladite surface périphérique.
L’utilisation d’une ou plusieurs pistes conductrices permet d’assurer une continuité électrique de façon à pouvoir assurer l’évacuation des charges électrostatiques ou de la foudre au travers dudit élément.
La piste conductrice peut être réalisée dans un matériau dont la conductivité électrique est inférieure à 10E7 ou 10E8 ohm.m.
Le matériau de la piste conductrice peut être une encre conductrice.
Ladite encre conductrice peut comporter des microparticules ou nanoparticules métalliques, par exemple à base Ag, CuNiMn, Pt, Ti , NiCr ou PtRh.
La piste conductrice peut présenter une épaisseur comprise entre 1 et 30 microns.
De préférence, la somme des chemins optiques parcourus par l’onde lumineuse, c’est-à-dire la somme des distances parcourues dans chaque milieu multipliée par les indices de réfraction desdits milieux, dans une boucle optique complète (par exemple une boucle démarrant et finissant à l’extrémité 22 du guide d’onde d’entrée) est un multiple entier de la longueur d’onde dans le vide de la lumière circulant dans le circuit de réinsertion 31.
La longueur de certains éléments dans la boucle est susceptible de varier, par exemple en raison de variations de température. Un élément ayant des propriétés ajustables peut avantageusement être introduit dans la boucle pour contrôler la longueur optique de la boucle.
Les propriétés ajustables d’un élément peuvent être par exemple la longueur dudit élément ou encore son indice de réfraction.
Dans le cas où les guides d’onde sont des fibres optiques, il est par exemple envisageable de mettre sous tension un segment de fibre optique par des matériaux piézoélectriques de dimensions sensibles à la température, judicieusement choisis.
Alternativement, un segment de guide d’onde peut être composé d’une matière, telle que le niobate de lithium, ayant un indice de réfraction ajustable en fonction de grandeurs physiques comme par exemple un champ électrique externe, de sorte à former une cellule de Pockels.
Ainsi, des électrodes d’ajustement 29 connectées à un générateur électrique peuvent avantageusement être agencées autour d’un segment de guide d’onde d’indice de réfraction ajustable en fonction d’un champ électrique afin d’ajuster l’indice de réfraction du segment et par là d’ajuster la longueur optique du circuit de réinsertion 31.
Il est également avantageux que le guide d’onde d’alimentation 20 comporte un segment ayant un indice de réfraction ajustable, notamment dans le cas où le circuit de réinsertion 31 fait circuler une lumière en paquet d’ondes plutôt qu’une lumière continue. Dans le mode de réalisation illustré en , les électrodes d’ajustement secondaires 30 permettent d’ajuster l’indice de réfraction d’un segment du guide d’onde d’alimentation 20 pour permettre l’introduction de la lumière en provenance du laser 2 à un moment judicieusement choisi en fonction de la phase de l’onde circulant dans le guide d’onde 20.
La illustre un commutateur 70 de lumière pouvant avantageusement être utilisé si le paquet d’ondes est très compact. Le commutateur 70 comprend un prisme biréfringent 71, ou alternativement une lame biréfringente, ainsi que des électrodes 72 configurées pour appliquer un champ électrique sur la cellule de Pockels du prisme 71. Cela permet de modifier l’indice de réfraction optique du prisme 71 pour contrôler le chemin de la lumière dans le prisme. Dans un premier cas de figure, la lumière laser 73 en entrée est dirigée vers la chambre d’ionisation pour former le faisceau de sortie 75. Dans un deuxième cas de figure, la lumière 74 recyclée par le circuit de réinsertion, entrant dans le prisme 71 avec un angle différent de celui de la lumière 73, peut également être dirigée vers la chambre d’ionisation par le même faisceau de sortie 75 grâce à la modification de l’indice de réfraction du prisme 71 au moyen des électrodes 72. De préférence, le circuit de réinsertion 31 comporte une section de contrôle comportant un guide d’onde 27 configuré pour collecter une faible fraction, par exemple 0,1%, de la lumière circulant dans le circuit de réinsertion et pour la diriger vers une cellule photoélectrique 28. Cela permet avantageusement de mesurer le flux lumineux circulant dans le circuit de réinsertion.
Il est alors possible d’ajuster, en fonction des mesures réalisées par la cellule photoélectrique 28, les propriétés de l’élément ayant des propriétés ajustables pour maintenir la longueur du parcours optique de la lumière du circuit de réinsertion 31 constante et permettre de maintenir une intensité de flux lumineux maximale.
Le circuit de réinsertion 31 peut également comporter un amplificateur optique, par exemple par fibre dopée à l’erbium, par effet Raman ou par amplificateur à semi-conducteur.
Le guide d’onde d’alimentation 20 est configuré pour injecter la lumière issue du laser 2 dans le circuit de réinsertion 31.
De préférence, un circuit de réinsertion 31 est mis en œuvre lorsque le train d’onde circulant dans le circuit de réinsertion est au moins deux fois plus long que la longueur dudit circuit, pour permettre à une partie de l’onde de lumière transitant dans le guide d’onde d’alimentation 20 de se coupler à l’onde de lumière circulant dans le circuit de réinsertion.