INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
A cet effet l’invention a pour objet un câble multi-torons à une couche de multi-torons dans lequel le câble de structure 1x X comprend une unique couche de X multi-torons enroulés en hélice autour d’un axe principal, chaque multi-torons comprenant K>1 torons, chaque toron étant à au moins deux couches comprenant : - une couche interne constituée de Q1 fil(s) métallique(s) interne(s) de diamètre d1, et - une couche externe constituée de Q3 fils métalliques externes de diamètre d3 enroulés autour de la couche interne, avec les torons étant enroulés en hélice autour d’un axe , le câble (50) présente un critère d’endurance V1 = / (M / D) - en MPa.mm est le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils internes et externes des torons avec di étant le diamètre des fils métalliques et i allant de 1 à 3 et avec Macier = 200 000 MPa ; - M est la masse linéique en g/m du câble, M étant la somme des sections de métal de tous les fils métalliques du câble multipliée par la masse volumique de l’acier Ro avec Ro= 7,79 g/cm3; -D est le diamètre du câble (50) en mm et ; dans lequel le câble présente un allongement structural As tel que As ≥ 1,0%, l’allongement structural As étant déterminé selon la norme ASTM D2969-04 de 2014 au câble de façon à obtenir une courbe force-allongement, l’allongement structural As étant égal à l’allongement, en %, correspondant à l’intersection entre la tangente à la partie élastique de la courbe force-allongement en un point quelconque de sa partie élastique et l’axe des allongements de la courbe force-allongement.
Grâce à cette configuration de câble multi-torons à une couche de multi-torons, le câble selon l’invention permet d’obtenir un câble avec suffisamment de masse métal tout en gardant des fils fins permettant d’atteindre une performance endurance augmentée et ainsi améliorer le compromis entre les cisaillements dans la matrice polymérique et la tenue en endurance du renfort et améliorer la performance de clivage.
D’une part, grâce à son critère d’endurance relativement bas, le câble selon l’invention permet de réduire les niveaux de contraintes dans le câble soumis à une sollicitation en extension et donc d’allonger la durée de vie du pneumatique. En effet, les inventeurs à l’origine de l’invention ont découvert que le premier critère déterminant pour améliorer les performances d’endurance d’un câble sous environnement corrosif n’était pas uniquement la force à rupture comme cela est largement enseigné dans l’état de la technique mais le critère d’endurance représentée dans la présente demande par un indicateur égal à une combinaison de contrainte de flexion, de diamètre du câble et de masse métal du câble : - la contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils internes et externes des torons: étant le maximum de contrainte de flexion par unité de courbure vue par les fils métalliques, sur ce type de câble, les inventeurs à l’origine de l’invention ont découvert que la sollicitation du câble en extension générait en même temps des contraintes d’extension et de flexion à l’échelle des fils unitaires ; ainsi la diminution de ce critère de contrainte flexion est donc positif pour la performance endurance sous tension du câble en soulageant la part due à la flexion ; - la masse métal du câble sur le diamètre du câble qui par son augmentation permet principalement de soulager les contraintes en extension du câble: avec M étant la masse linéique du câble en g/m qui peut être défini de manière simplifiée par la somme de masse métal de tous les fils unitaires du câble multipliée par la masse volumique de l’acier Ro= 7,79 g/cm3 avec la somme des sections étant déterminée par traitement d’image sur une coupe transverse du câble et ; avec le diamètre du câble D est mesuré sur le câble selon la norme ASTM D2969-04.
L’allongement structural As, grandeur bien connue de l’homme du métier, est déterminé par exemple en appliquant la norme ASTM D2969-04 de 2014 à un câble testé de façon à obtenir une courbe force-allongement. On déduit l’As sur la courbe obtenue comme l’allongement, en %, correspondant à l’intersection entre la tangente à la partie élastique de la courbe force-allongement et l’axe des allongements de la courbe force-allongement. Pour rappel, une courbe force allongement comprend, en se déplaçant vers les allongements croissants, une partie structurale, une partie élastique et une partie plastique. La partie structurale correspond à un allongement structural du câble résultant du rapprochement des différents torons et fils métalliques constituants le câble. La partie élastique correspond à un allongement élastique résultant de la construction du câble, notamment des angles des différentes couches et des diamètres des fils métalliques. La partie plastique correspond à l’allongement plastique résultant de la plasticité (déformation irréversible au-delà de la limite d’élasticité) des fils métalliques.
Dans l’invention, le câble comprend une unique couche de X multi-torons, c’est-à-dire qu’il comprend un assemblage constitué d’une couche de multi-torons, ni plus ni moins, c’est-à-dire que l’assemblage a une couche de multi-torons, pas zéro, pas deux, mais uniquement une.
Avantageusement, chaque toron est à couches cylindriques. On rappelle que de telles couches cylindriques sont obtenues lorsque les différentes couches de torons sont enroulées à des pas différents et/ou lorsque les sens d’enroulement de ces couches sont distincts d’une couche à l’autre. Un toron à couches cylindriques est très fortement pénétrable contrairement à un toron à couches compactes dans lequel les pas de toutes les couches sont égaux et les sens d’enroulement de toutes les couches sont identiques qui présente une pénétrabilité bien plus faible.
Avantageusement, chaque toron est désaturé, c’est-à-dire qu’il existe un espace entre les fils de couche externe, permettant à la composition élastomérique d’imprégner chaque toron.
Avantageusement, chaque toron dans le multi-torons est à deux couches, c’est-à-dire qu’il comprend un assemblage constitué de deux couches de fils métalliques, ni plus ni moins, c’est-à-dire que l’assemblage a deux couches de fils métalliques, pas une, pas trois, mais uniquement deux. La couche externe de chaque toron est enroulée autour de la couche interne de ce toron au contact de la couche interne de ce toron.
Le câble tel que défini ci-dessus et selon l’invention est nu c’est-à-dire dépourvu de toute composition polymérique, notamment le câble est dépourvu de toute composition élastomérique.
Par fil métallique, on entend un monofilament métallique comprenant une âme constituée majoritairement (c’est-à-dire pour plus de 50% de sa masse) ou intégralement (pour 100% de sa masse) d'un matériau métallique, par exemple en acier au carbone. Le fil métallique peut avantageusement comprendre une couche d’un revêtement métallique revêtant l’âme, le revêtement métallique étant choisi parmi le zinc, le cuivre, l’étain et les alliages de ces métaux, par exemple le laiton. Chaque fil est préférentiellement en acier perlitique ou ferrito-perlitique au carbone.
Les valeurs des caractéristiques décrites dans la présente demande pour le câble nu sont mesurées sur ou déterminées à partir des câbles directement après fabrication, c’est-à-dire avant toute étape de noyage dans une matrice polymérique, notamment élastomérique.
Dans la présente demande, tout intervalle de valeurs désigné par l’expression « entre a et b » représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c’est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l’expression « de a à b » signifie le domaine de valeurs allant de la borne « a » jusqu’à la borne « b » c’est-à-dire incluant les bornes strictes « a » et « b ».
Le premier seuil et le deuxième seuil, ainsi que ledit autre premier seuil et ledit autre deuxième seuil peuvent être égaux au moins pour certains d’entre eux ou tous différents.
Lorsque l’unité de contrôle 50 détecte au moins un cas négatif pour le premier volume 230a ou le deuxième volume 230b, c'est-à-dire un écart en valeur absolue entre deux valeurs de pression successives au-delà du deuxième seuil dans le premier volume 230a ou dudit autre deuxième seuil dans le deuxième volume 230b, l’unité de contrôle 50 commande la fermeture des électrovannes amont 122a et aval 112b pour isoler la fuite.
Lorsque la variation de pression reste en-deçà d’un premier seuil pour le premier volume 230a et le deuxième volume 230b, c'est-à-dire deux cas positifs, l’unité de contrôle 50 maintient les électrovannes amont 122a et aval 112b ouvertes.
Ainsi, en cas de détection d’une fuite de dihydrogène au niveau des canalisations et des connexions, ou d’une fuite de l’étanchéité du boîtier 222, l’unité de contrôle 50 commande la fermeture des électrovannes 122a-b et le boîtier 222 est alors isolé par arrêt du flux de dihydrogène et il pourra être remplacé, vidé et réparé au cours d’opérations de maintenance ultérieures.
En cas de fuite dans le premier volume 230a et pour limiter les risques d’explosion du boîtier 222, le boîtier 222 comporte au niveau d’une paroi dudit premier volume 230a, ici une paroi latérale 224, un clapet de surpression 252 qui débouche soit directement à l’air libre, soit dans une conduite 254 qui canalise le gaz qui s’échappe vers un endroit prévu à cet effet. Le clapet de suppression 252 est calibré de manière à éviter que la pression ne dépasse la résistance du boîtier 222.
Pour alimenter le deuxième volume 230b en gaz inerte, le boîtier 222 comporte au niveau d’une paroi dudit deuxième volume 230b, ici une paroi latérale 224, une prise d’entrée 256 à laquelle une source de gaz inerte sous pression est fluidiquement connectée.
Pour vidanger le deuxième volume 230b, le boîtier 222 comporte au niveau d’une paroi dudit deuxième volume 230b, ici une paroi latérale 224, une prise de sortie 258 par laquelle le gaz contenu dans le deuxième volume 230b peut être évacué.
Pour limiter les risques de fuites de dihydrogène le long de la canalisation 116, celle-ci est de préférence une canalisation à double paroi. Mais pour les parties de la canalisation 116 qui se trouvent dans le boîtier 222, il est possible d’utiliser des canalisations à une seule paroi pour une simplification de fabrication.
Dans le premier mode de réalisation de l’invention, la paroi de séparation 234 comporte un rebord 260 solidaire des parois du boîtier 222, ici des parois latérales 224, et s’étendant à l’intérieur du premier volume 230a.
La paroi de séparation 234 comporte également une paroi centrale 262 s’étendant autour de l’échangeur thermique 232 et solidaire de ce dernier. La paroi centrale 262 est ici parallèle au rebord 260.
La paroi de séparation 234 comporte également une paroi de jonction 264 qui s’étend entre le rebord 260 et la paroi centrale 262, qui est fixée, d’une part, en appui contre une face du rebord 260 orientée vers le deuxième volume 230b et, d’autre part, en appui contre une face de la paroi centrale 262 orientée vers le deuxième volume 230b. La paroi de jonction 264 est ainsi disposée du côté du deuxième volume 230b par rapport au rebord 260 et à la paroi centrale 262. La fixation est réalisée par exemple à l’aide de vis de serrage ou de points de soudure ou tout autre moyen de fixation approprié. La paroi de jonction 264 est ici parallèle au rebord 260 et à la paroi centrale 262.
La position de la paroi de jonction 264 du côté du deuxième volume 230b évite que les moyens de fixation ne travaillent en arrachement et permet de plaquer la paroi de jonction 264 contre le rebord 260 et la paroi centrale 262 du fait de la différence de pression entre les deux volumes 230a-b.
Des joints d’étanchéité peuvent être disposés entre le rebord 260 et la paroi de jonction 264, d’une part, et entre la paroi centrale 262 et la paroi de jonction 264, d’autre part.
Dans le deuxième mode de réalisation de l’invention, la paroi de séparation 334 comporte un rebord 360 solidaire des parois du boîtier 222, ici des parois latérales 224, et s’étendant à l’intérieur du premier volume 230a.
La paroi de séparation 234 comporte également une paroi centrale 362 s’étendant autour de l’échangeur thermique 232 et solidaire de ce dernier. La paroi centrale 362 est ici parallèle au rebord 260. La paroi centrale 362 est fixée en appui contre une face du rebord 360 orientée vers le deuxième volume 230b. La paroi centrale 362 est ainsi disposée du côté du deuxième volume 230b par rapport au rebord 360. La fixation est réalisée par exemple à l’aide de vis de serrage ou de points de soudure ou tout autre moyen de fixation approprié.
La position de la paroi centrale 362 du côté du deuxième volume 230b évite que les moyens de fixation ne travaillent en arrachement et permet de plaquer la paroi centrale 362 contre le rebord 360 du fait de la différence de pression entre les deux volumes 230a-b.
Étant donné que le système de communication 3 comporte une pluralité de composants de système comprenant au moins une pluralité d’unités de traitement de données 5, une pluralité d’unités de communication 6 et une pluralité d’unités d’énergie 4, la pluralité d’unités d’énergie 4 comprenant au moins une pluralité de parties de récupération d’énergie 41, également employées comme une pluralité d’unités de capture capturant un état physique du pneumatique 1, et une pluralité de parties de stockage 42, et comprend au moins une couche s’étendant le long d’une direction circonférentielle du pneumatique 1, et que l’au moins un composant de la pluralité de composants de système est placé dans l’au moins une couche, le système de communication 3 peut être aisément installé, soit attaché sur soit incorporé dans le pneumatique, et il est donc possible d’augmenter la flexibilité d’installation du système de communication 3.
Étant donné que l’au moins un composant de la pluralité de composants de système est placé dans l’au moins une couche avec une distance prédéterminée « P » entre des composants identiques dans des positions circonférentielles adjacentes le long de la direction circonférentielle du pneumatique 1, le système de communication 3 peut récupérer une quantité suffisante d’énergie de manière régulière et continue avec la rotation du pneumatique 1, et il est donc possible d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique 1, et ceci jusqu’à la fin de la vie du produit.
Étant donné que le pneumatique 1 est pourvu d’au moins un pli 15 placé radialement vers l’intérieur vis-à-vis de la bande de roulement 11, l’au moins un pli 15 comprenant une pluralité d’éléments de renforcement 151 parallèles s’étendant à un angle A par rapport à l’orientation circonférentielle du pneumatique, l’angle A étant supérieur à 10 degrés, les parties de récupération d’énergie 41 de la pluralité d’unités d’énergie 4 peuvent récupérer de l’énergie non seulement par le biais d’une déformation du pneumatique 1 mais également par le biais d’une force de cisaillement produite par l’au moins un pli 15 du fait de l’angle A des éléments de renforcement 151 parallèles présents dans le pli 15 étant donné que cet angle A est modifié lorsque le pneumatique 1 entre en contact avec le sol et est séparé de celui-ci, et la possibilité d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique est donc plus grande.
Étant donné que la pluralité de parties de récupération d’énergie 41 de la pluralité d’unités d’énergie 4 sont également employées comme une pluralité d’unités de capture capturant un état physique du pneumatique 1, une succession d’impulsions provenant de la pluralité de parties de récupération d’énergie 41 de la pluralité d’unités d’énergie 4 est analysée en termes d’intervalle temporel, d’intensité et de profil au moyen de la pluralité d’unités de traitement de données 5 indiquant divers états physiques de l’objet 1 à utiliser avec l’objet rotatif tels qu’une vitesse de rotation, une charge, un choc, une usure ou un contact avec un obstacle, et il est donc possible d’augmenter l’efficacité du système de communication.
Étant donné que l’au moins une couche est une couche de film faite d’une composition élastomère, et qu’une épaisseur de la couche de film est comprise entre 150 μm et 1800 μm, il est possible d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique 1, et ceci jusqu’à la fin de la vie du produit, puisque la composition élastomère peut être compatible avec un matériau constituant le pneumatique 1, ceci assurant une bonne déformabilité pour un fonctionnement adéquat tout en maintenant une certaine raideur afin de pouvoir transmettre la déformation à la pluralité d’unités d’énergie 4.
Si l’épaisseur de la couche de film est inférieure à 150 μm, il existe un risque que l’épaisseur ne puisse pas contenir certains des composants de système, ce qui peut mener à la destruction des composants de système. Si l’épaisseur de la couche de film est supérieure à 1800 μm, il existe un risque que la couche de film ne puisse pas se déformer de manière adéquate, ce qui peut réduire la quantité d’énergie récupérée. En établissant cette épaisseur de la couche de film entre 150 μm et 1800 μm, il est possible d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique 1, et ceci jusqu’à la fin de la vie du produit.
Étant donné que la distance prédéterminée « P » d’au moins un composant de la pluralité de composants de système est au plus égale à 1/4 d’une longueur circonférentielle du pneumatique 1, il est possible d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique 1, et ceci jusqu’à la fin de la vie du produit.
Si la distance prédéterminée « P » d’au moins un composant de la pluralité de composants de système est supérieure à 1/4 de la longueur circonférentielle du pneumatique 1, il existe un risque que la récupération d’énergie du système de communication 3 devienne insuffisante en raison d’une probabilité réduite de déformation du pneumatique 1. En établissant cette distance prédéterminée « P » d’au moins un composant de la pluralité de composants de système à une valeur au plus égale à 1/4 de la longueur circonférentielle du pneumatique 1, il est possible d’augmenter la quantité d’énergie récupérée indépendamment d’une vitesse de rotation du pneumatique 1, et ceci jusqu’à la fin de la vie du produit.
La distance prédéterminée « P » d’au moins un composant de la pluralité de composants de système est, de préférence, au plus égale à 1/8 de la longueur circonférentielle du pneumatique 1, plus préférablement au plus égale à 1/10 de la longueur circonférentielle du pneumatique 1, et encore plus préférablement au plus égale à 1/12 de la longueur circonférentielle du pneumatique 1.
Étant donné que le système de communication 3 comprend trois couches de film 31, 32 et 33, et chacune des trois couches de film 31, 32 et 33 comprend des composants de système différents parmi les couches de film, la possibilité d’augmenter la flexibilité d’installation des composants de système dans le système de communication 3 tout en augmentant également l’efficacité de fabrication des couches de film est encore plus grande.
Chacune des couches de film 31, 32 et 33 peut être divisée en plusieurs segments indépendants en termes de récupération d’énergie et de capture de signaux. Cette fragmentation permet une meilleure récupération d’énergie et un fonctionnement autonome étant donné que même si un segment est endommagé, les autres segments peuvent continuer de fonctionner. La fragmentation en termes de capture de signaux permet également un mappage de la surface entière du pneumatique 1 ; on peut ensuite accéder à plusieurs informations telles que l’état du pneumatique 1, l’emplacement de chocs et/ou d’endommagements sur le pneumatique 1.
Un pneumatique 21 comprenant un système de communication 23 selon un second mode de réalisation de la présente invention va être décrit en se reportant aux et 6. La est une vue schématique agrandie d’un pneumatique selon un second mode de réalisation de la présente invention correspondant à une partie indiquée par II sur la . La est une vue schématique d’un système de communication extrait d’un pneumatique selon un second mode de réalisation de la présente invention. La construction de ce second mode de réalisation est similaire à celle du premier mode de réalisation si ce n’est quant à la structure illustrée sur les et 6, et la description sera donc faite en se reportant aux et 6.
Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un aéronef en position normale de vol, c'est-à-dire tel que représenté sur la .
Dans la description qui suit, et par convention, on appelle X la direction longitudinale de l’aéronef, on appelle Y la direction transversale qui est horizontale lorsque l’aéronef est au sol, et Z la direction verticale qui est verticale lorsque l'aéronef est au sol, ces trois directions X, Y et Z étant orthogonales entre elles.
La montre un aéronef 100 qui comporte un fuselage 102 de chaque côté duquel est fixée une aile 104 qui porte au moins un moteur 106 fonctionnant avec du dihydrogène gazeux, en particulier à 300K, comme carburant. Dans le mode de réalisation de l’invention présenté à la le moteur 106 est un moteur à hélice, mais tout autre type de moteur est envisageable.
La flèche 107 indique la direction en marche avant de l’aéronef 100.
L’aéronef 100 comporte un réservoir 110 dans lequel est stocké le dihydrogène sous forme liquide, en particulier à 30K. Dans le mode de réalisation de l’invention, le réservoir 110 est disposé à l’arrière du fuselage 102, mais un positionnement différent est possible.
Les positions « amont » et « aval » s’entendent par rapport au sens de l’écoulement du fluide.
L’aéronef 100 comporte également un système de distribution 112 comportant entre autres une canalisation 116 qui relie fluidiquement le réservoir au moteur 106. Le système de distribution 112 comporte également une pompe 114 montée sur la canalisation 116 pour entraîner le dihydrogène en sortie du réservoir 110 dans la canalisation 116 vers le moteur 106.
Avant d’arriver au moteur 106, le dihydrogène passe dans un système de boîtier 120 selon l’invention et qui comporte la canalisation 116 qui alimente le moteur 106. La canalisation 116 se divise ainsi en une canalisation amont 116a qui s’étend entre le réservoir 110 et une première entrée du système de boîtier 120 et une canalisation aval 116b qui s’étend entre une première sortie du système de boîtier 120 et le moteur 106.
Le système de boîtier 120 comporte la canalisation amont 116a le long de laquelle est montée une électrovanne amont 122a et la canalisation aval 116b le long de laquelle est montée une électrovanne aval 122b et les électrovannes 122a-b sont ainsi en amont de la première entrée et en aval de la première sortie du système de boîtier 120. Lorsque les électrovannes 122a-b sont ouvertes, le dihydrogène arrive au niveau de l’électrovanne amont 122a, traverse le système de boîtier 120 et ressort au niveau de l’électrovanne aval 122b pour alimenter le moteur 106. Lorsque l’électrovanne amont 122a est fermée, le dihydrogène n’arrive pas au système de boîtier 120 et lorsque l’électrovanne aval 122b est fermée, le dihydrogène ne sort pas du système de boîtier 120.
La montre le système de boîtier 220 selon un premier mode de réalisation et la montre le système de boîtier 320 selon un deuxième mode de réalisation.
Le système de boîtier 220, 320 comporte un boîtier 222 étanche qui est constitué ici de parois latérales 224, d’une première paroi d’extrémité 226 et d’une deuxième paroi d’extrémité 228 qui sont fixées entre elles de manière étanche pour délimiter un volume intérieur 230a-b.
Le système de boîtier 220, 320 comporte une paroi de séparation 234, 334 qui est solidaire des parois, ici des parois latérales 224, et qui sépare le volume intérieur 230a-b en un premier volume 230a entre la paroi de séparation 234, 334 et la première paroi d’extrémité 226 et en un deuxième volume 230b entre la paroi de séparation 234, 334 et la deuxième paroi d’extrémité 228.