FR2795793A1 - Biellette fusible a absorption d'energie - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une biellette susceptible d'absorber un choc par déformation plastique d'organes dits fusibles. Une telle biellette (1) est remarquable en ce qu'elle comporte un corps femelle (5) renfermant une cavité cylindrique (10) traversée axialement (2) par une tige (25), ladite cavité cylindrique (10) étant obturée par un couvercle (15), ladite tige (25) coulissant dans ledit corps femelle (5) et ledit couvercle (15), ladite tige (25) comportant également deux organes fusibles (35) positionnant axialement (2) ledit épaulement (29) en prenant appui contre le fond (11) de la cavité cylindrique (10) et contre le fond (16) du couvercle (15).
Description
<B>Biellette fusible</B> à<B>absorption d'énergie</B> <B><U>Description</U></B> <B><U>Domaine technique de l'invention</U></B> L'invention se rapporte aux biellettes de liaison entre deux éléments de structure A et B, et plus particulièrement à une biellette susceptible d'absorber un choc par déformation plastique d'organes dits fusibles.
Etat <B><U>de la technique et problème</U></B><U> à<B>résoudre</B></U> II est connu, notamment en aéronautique, de lier entre eux des éléments de structure A, B par des biellettes, par exemple un turbomoteur au mat de l'avion, ou un équipement audit turbomoteur. De telles biellettes doivent être très légères et très résistantes aussi bien en traction qu'en compression. Afin de limiter un pic de contrainte apparaissant en cas de choc dans les éléments de structure A,B et même dans la biellette, on veut absorber sans la restituer l'énergie du choc par la déformation plastique d'organes dit fusibles. .
On connaît par le brevet FR.2.734.876 étendu aux Etats Unis d'Amérique sous le numéro US.5.699.984 une biellette à absorption d'énergie dans laquelle l'organe fusible est un manchon 3 en aluminium, une goupille 15 déformant ledit manchon 3 par l'intérieur. Une telle biellette présente cependant deux inconvénients: - l'absorption d'énergie se fait seulement en traction, et pas en compression, - la biellette est peu résistante et risque de se désolidariser par la rupture complète du manchon 3 sous l'effet d'une force de traction qui ne semble pas être bien supérieure à la force minimale à partir de laquelle la déformation plastique du manchon se produit.
Un premier problème à résoudre est de permettre à la biellette d'absorber un choc par déformation plastique d'organes fusibles aussi bien en traction qu'en compression. Un second problème à résoudre est de permettre à la biellette de résister à une force de traction et de compression très supérieure à la force minimale requise pour provoquer la déformation plastique des organes fusibles.
<B><U>Exposé de l'invention</U></B> L'invention propose une biellette fusible à absorption d'énergie, ladite biellette comportant à chaque extrémité un organe de liaison par lesquelles elle est susceptibles d'être reliée respectivement à deux éléments de structure A et B, ladite biellette ayant naturellement une forme générale allongée selon un axe géométrique passant par les deux organes de liaison, ladite biellette comportant des organes fusibles susceptibles de se déformer plastiquement sous l'effet d'une force F appliquée selon l'axe géométrique sur lesdits organes de liaison. Une telle biellette est remarquable en ce qu'elle comporte: a. un corps femelle attaché à un premier organe de liaison, ledit corps femelle comportant une cavité cylindrique centrée sur l'axe géométrique, ladite cavité cylindrique comportant un fond du coté du premier organe de liaison, ladite cavité cylindrique comportant également une ouverture du coté du second organe de liaison, ladite cavité cylindrique étant prolongée du coté du premier organe de liaison par une première portée cylindrique femelle également centrée sur l'axe géométrique, ladite première portée cylindrique débouchant dans le fond de ladite cavité cylindrique, b. un couvercle amovible venant se fixer sur le corps femelle, ledit couvercle obturant l'ouverture de ladite cavité cylindrique, ledit couvercle comportant une seconde portée cylindrique centrée sur l'axe géométrique et débouchant sur l'extérieur, ledit couvercle comportant un fond tourné vers le premier organe de liaison, c. une tige attachée au second organe de liaison, ladite tige coulissant simultanément dans la première portée cylindrique et dans la seconde portée cylindrique, ladite tige traversant en conséquence la cavité cylindrique, ladite tige comportant un épaulement localisé dans la cavité cylindrique, d. deux organes fusibles entourant la tige, un premier organe fusible étant disposé entre l'épaulement et le fond de la cavité cylindrique, le second organe fusible étant disposé entre ledit épaulement et le fond du couvercle.
On comprend que les deux organes fusibles, situés de part et d'autre de l'épaulement, positionnent axialement ledit épaulement à l'intérieur de la cavité cylindrique. On comprend qu'une telle biellette permet de mettre en compression le premier organe fusible entre l'épaulement et le fond de la cavité cylindrique lorsque la force F appliquée axialement sur les organe de liaison est une compression. Lorsque cette force F est une traction, c'est alors le second organe fusible qui est mis en compression entre l'épaulement et le fond du couvercle. Ainsi, l'absorption de l'énergie d'un choc s'effectue aussi bien en compression qu'en traction, ce qui résout le premier problème.
Lorsque la force F de compression est excessive, le premier organe fusible est complètement écrasé entre l'épaulement et le fond de la cavité cylindrique, mais la tige est toujours tenue dans l'axe géométrique de la biellette par la structure de la biellette, soit: le corps femelle et le couvercle coopérant avec l'épaulement. Lorsque cette force excessive F est une traction, le second organe fusible est complètement écrasé entre l'épaulement et le fond du couvercle, mais la tige est toujours tenue par la structure de la biellette, soit également le corps femelle et le couvercle coopérant avec l'épaulement, mais d'une manière différente. On comprend que la force maximale que peut subir la biellette avant rupture ne dépend que de ses constituants structuraux. Cette force maximale peut donc être très élevée et sans rapport direct avec la force minimale nécessaire à la mise en compression des organes fusibles, ce qui résout le second problème.
Un premier avantage de l'invention est sa grande simplicité autorisant sans encombrement excessif des constituants structuraux très résistants.
Un second avantage de l'invention est de mettre à l'abri des agents extérieurs les constituants assurant l'absorption du choc, soit l'épaulement et les deux organes fusibles à l'intérieur de la cavité cylindrique fermée par le couvercle.
Avantageusement, les deux organes fusibles sont mis en précontrainte de compression et serrent axialement l'épaulement en prenant appui simultanément sur le fond de la cavité cylindrique et sur le fond du couvercle, ce qui permet de maintenir axialement sans jeu l'épaulement et les organe fusibles entre le fond de la cavité cylindrique et le fond du couvercle, et par répercussion d'éviter tout matage entre les constituants précités.
Avantageusement, les organes fusibles sont constitués chacun par une paroi cylindrique d'épaisseur radiale E comportant des lumières équidistantes longitudinales et radiales, la distance D entre chaque lumière étant au plus égale à 1,5 fois l'épaisseur radiale E de la paroi cylindrique constituant chaque organe fusible. On comprend qu'une telle disposition permet de diviser chaque organe fusible en une pluralité de poutres parallèles à l'axe géométrique de la biellette, lesdites poutres restant cependant solidaires entre elles par leurs extrémités. De ce fait, ces poutres se comportent au flambage comme des poutres encastrées, et présentent une résistance au flambage abaissée par rapport à la paroi cylindrique pleine.
Description <B><U>des</U></B> figures L'invention sera mieux comprise, et les avantages qu'elle procure apparaîtront plus clairement au vue d'un exemple détaillé de réalisation et des figures annexées.
La figure 1 illustre une vue générale en coupe de la biellette.
La figure 2 illustre un organe fusible segmenté en une pluralité de poutres encastrées. Description <U>détaillée</U> On se reportera en premier lieu à la figure 1. La biellette fusible à absorption d'énergie 1 a une forme générale de révolution et longitudinale selon un axe géométrique 2. La biellette 1 comporte d'abord un corps femelle 5 comportant successivement de gauche à droite sur la figure un premier organe de liaison 6 constitué d'une oreille 7 maintenant par sa périphérie un palier à rotule 8, et un fût cylindrique 9, ledit fût cylindrique 9 entourant une cavité cylindrique 10 centrée sur l'axe géométrique 2, ladite cavité cylindrique étant délimitée vers le premier organe de liaison 6 par un fond 11 plan et perpendiculaire à l'axe géométrique 2, ladite cavité cylindrique 10 se terminant de l'autre coté par une ouverture 12. Le corps femelle 5 comporte également une première portée cylindrique 13 centrée sur l'axe géométrique 2, ladite première portée cylindrique 13 prolongeant la cavité cylindrique vers le premier organe de liaison 6, ladite première portée cylindrique 13 débouchant dans le fond 11 de ladite cavité cylindrique 10.
La biellette 1 comporte également un couvercle 15 dont le fond 16 obture la cavité cylindrique 10, ledit couvercle 15 étant vissé à l'extrémité du fût cylindrique 9 opposée au premier organe de liaison 6, ledit couvercle 15 comportant lui-même une seconde portée cylindrique 17 centrée sur l'axe géométrique 1 et débouchant sur l'extérieur 18, ledit couvercle 15 comportant également un joint d'étanchéité 19 inséré dans ladite seconde portée cylindrique 17.
La biellette 1 comporte également une tige 25 dans l'axe géométrique 2, ladite tige 25 étant montée coulissante simultanément dans la seconde portée cylindrique 17 du couvercle 15 et dans la première portée cylindrique 13 du corps femelle 5, une partie de ladite tige 25 étant à l'extérieur 18 et comportant à son extrémité un second organe de fixation 26 constitué également dans cet exemple par une oreille 27 maintenant un palier à rotule 28. La tige 25 comporte également un épaulement 29 à l'intérieur de la cavité cylindrique 10, ledit épaulement 29 comportant lui-même une face 30 tournée vers le fond 11 de la cavité cylindrique 10, ledit épaulement 29 comportant également une seconde face 31 tournée vers le fond 16 du couvercle 15.
La biellette 1 comporte enfin deux organes fusibles 35 entourant la tige 25 et disposés à l'intérieur de la cavité cylindrique 10, un premier organe fusible 35a étant maintenu en précompression entre le fond 11 de la cavité cylindrique 10 et la face 30 de l'épaulement 29 tournée vers ledit fond 11 de ladite cavité cylindrique 10, le second organe fusible 35b étant maintenu en précompression entre le fond 16 du couvercle 15 et la face 31 de l'épaulement 29 tournée vers ledit fond 16 dudit couvercle 15. Cette précompression est obtenue en donnant à la somme des largeurs des organes fusibles 35 augmentée de la largeur de l'épaulement 29 une valeur un peu supérieure à la largeur entre le fond 16 du couvercle 15 et le fond 11 de la cavité cylindrique 10, toutes ces largeurs étant bien évidemment prises selon l'axe géométrique 2.
L'homme du métier veillera à donner simultannément à la partie de la tige 25 émergeant du couvercle 15 et à la première portée cylindrique 13 une longueur suffisante pour que l'épaulement 29 puisse avoir un débattement suffisant pour permettre l'écrasement des organes fusibles 35.
On se reportera maintenant à la figure 2. Chaque organe fusible 35 a la forme d'une paroi cylindrique centrée sur l'axe géométrique 2, ledit organe fusible 35 ayant une épaisseur radiale E délimitée de chaque coté par deux faces d'appui 36a et 36b parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe géométrique 2, lesdits organes fusibles 35 étant mis en compression par lesdites faces d'appui 36a,36b. Une forme purement cylindrique risque en pratique d'être trop résistante en compression par rapport au besoin d'utilisation de la biellette, les organes fusibles 35 réfléchissant alors l'énergie du choc au lieu de l'absorber. On peut réduire cette résistance en réduisant l'épaisseur radiale E, ce qui permettrait d'ajuster la résistance des organes fusibles à leur valeur optimale, cet à dire correspondant à l'absorption d'un maximum d'énergie; mais le flambage d'une telle paroi mince deviendrait alors difficile à contrôler avec précision.
C'est pourquoi l'inventeur préfère aménager dans chaque organe fusible 35 une pluralité de lumières 37 allongées et parallèles à l'axe géométrique 2, lesdites lumières traversant radialement la paroi dudit organe fusible 35, lesdites lumières 37 étant équidistantes entre elles,<U>lesdites lumières 37 étant à une distance D l'une de l'autre au plus égale</U> <U>à 1,5E</U>. Ces lumières 37 constituent autant de poutres 38 équidistantes et parallèles à l'axe géométrique 2, lesdites poutres 38 étant reliées entre elles par leurs deux extrémités 38a et 38b, cette liaison étant équivalente à un encastrement. En jouant sur la section des poutres et sur leur espacement, donc sur le nombre de poutres, l'homme du métier dispose alors d'une plage de résistance des organes fusibles 35 étendue, ce qui lui permet alors d'adapter facilement lesdits organes fusibles 35 à des chocs prédéterminés dans une plage plus étendue.
Claims (3)
1. Biellette fusible à absorption d'énergie, ladite biellette (1) comportant à chaque extrémité un organe de liaison (6,26), ladite biellette (1) ayant une forme générale allongée selon un axe géométrique (2) passant par les deux organes de liaison (6,26), ladite biellette (1) comportant des organes fusibles (35) susceptibles de se déformer plastiquement sous l'effet d'une force F appliquée selon l'axe géométrique (2) sur lesdits organes de liaison (6,26) caractérisée en ce qu'elle comporte: a. un corps femelle (5) attaché à un premier organe de liaison (6), ledit corps femelle (5) comportant une cavité cylindrique (10) d'axe géométrique (2), ladite cavité cylindrique (10) comportant un fond (11) du coté du premier organe de liaison (6), ladite cavité cylindrique (10) comportant également une ouverture (12) du coté du second organe de liaison (26), ladite cavité cylindrique (10) étant prolongée du coté du premier organe de liaison (6) par une première portée cylindrique (13) femelle également d'axe géométrique (2), ladite première portée cylindrique (13) débouchant dans le fond (11) de ladite cavité cylindrique (10), b. un couvercle (15) amovible venant se fixer sur le corps femelle (5), ledit couvercle (15) obturant l'ouverture (12) de ladite cavité cylindrique (10), ledit couvercle (15) comportant lui-même une seconde portée cylindrique (17) d'axe géométrique (2) débouchant sur l'extérieur (18), ledit couvercle (15) comportant un fond (16) tourné vers le premier organe de liaison (6), c. une tige (25) attachée au second organe de liaison (26), ladite tige (25) coulissant simultanément dans la première portée cylindrique (13) et dans la seconde portée cylindrique (17), ladite tige (25) traversant en conséquence la cavité cylindrique (10), ladite tige (25) comportant un épaulement (29) localisé dans la cavité cylindrique (10), d. deux organes fusibles (35) entourant la tige (25), un premier organe fusible (35a) étant disposé entre l'épaulement (29) et le fond (11) de la cavité cylindrique (10), le second organe fusible (35b) étant disposé entre ledit épaulement (29) et le fond (16) du couvercle (15).
2. Biellette selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux organes fusibles (35a,35b) sont mis en précontrainte de compression et serrent axialement l'épaulement (29) en prenant appui simultanément sur le fond (11) de la cavité cylindrique (10) et sur le fond (16) du couvercle (15).
3. Biellette selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les organes fusibles (35) sont constitués chacun par une paroi cylindrique d'épaisseur radiale E comportant des lumières (37) équidistantes longitudinales et radiales,<U>la distance D entre chaque</U> <U>lumière (37) étant au plus égale à 1.5E</U>.
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