Brevet FR2546809A1 — publié le 19841207

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'un écrou encagé destiné à l'assemblage de matériaux métalliques ou composites revêtant par exemple la forme de plaques ou panneaux constitués par des fibres enrobées d'une résine-synthétique ou analogue. Elle vise également le produit obtenu par ce procédé, c'est-àdire plus précisément un écrou encagé unitaire, ou bien une pluralité de tels écrous encagés réunis suivant une bande souple. D'une manière générale, on connaît depuis longtemps des écrous encagés comprenant essentiellement un écrou monté dans un support présentant sensiblement-la forme d'un U dont la base peut être fixée sur un élément, tel que par exemple un panneau, afin de fixer ensuite par vissage cet élément sur un autre élément pour ainsi réaliser un assemblage. Plus précisément, on a déjà proposé des écrous encagés réunis suivant une bande comprenant un profilé métallique à section transversale en U et entre les branches duquel sont montés flottants une pluralité 'd'écrous. La bande peut être fixée par rivetage sur par exemple un panneau que l'on peut ensuite assembler par vissage à un autre panneau par exemple. Toutefois une telle bande métallique et rigide d'écrous encagés ne convient pas pour réaliserl'assemblage - de matériaux composites qui actuellement et comme on le saittendent àremplacer les matériaux traditionnels utilisés pour réaliser telle ou telle pièce dans l'industrie aéronautique notamment. En effet, on sait que l'assemblage des matériaux composites demeure délicat et, en toute hypothèse, les opérations de rivetage de tels matériaux sont à proscrire. Par ailleurs, les écrous utilisés pour assembler ces matériaux doivent être tels que toute corrosion galvanique, c'est-à-dire toute apparition d'un potentiel entre les fibres du composite et le métal de l'écrou, soit évitée. Orce phénorène apparaît nécessairement avec les écrous encagés connus, ou encore avec les écrous encagés réunis suivant une bande métallique, comme expliqué précédemment. La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients cidessus en proposant un écrou encagé ou bien une bande de tels écrous encagés qui est souple, légère, peut être fixée sans rivetage, évite toute corrosion galvanique, et permet par conséquent un assemblage sûr et fiable de matériaux composites, et cela sans risque d'abîmer ou d'altérer les qualités intrinsèques du matériau après l'assemblage. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un écrou encagé du type consistant à monter un écrou dans un support présentant sensiblement la forme d'un U dont la base peut être fixée sur un élément, tel que par exemple un panneau, que l'on fixe ensuite par vissage sur un autre -élément pour ainsi réaliser un assemblage, caractérisé en ce qu'avant de monter l'écrou dans son support U, on dispose une bande en un matériau synthétique, tel que par exemple un matériau composite, sur chaque face de la base du U, puis on comprime et on chauffe éventuellement les deux bandes pour qu'elles adhèrent l'une à l'autre sur une partie au moins du pourtour extérieur de ladite base qui est ainsi prise en sandwich entre les deux bandes, de façon qu'après montage de l'écrou dans son support, celui-ci puisse être fixé sur-un élément en matériau composite par simple adhérence desdites bandes à cet élément. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, une pluralité de supports d'écrou plus ou moins espacés l'un de l'autre sont pris en sandwich par leurs bases respectives entre les deux bandes précitées. On obtiendra donc ainsi une succession d'écrous réunis en une bande souple'et légère qui pourra être fixée par simple collage par exemple, sur l'élément à assembler. 2546809- Selon encore une autre caractéristique de ce procédé, l'adhérence des deux bandes précitées est réalisée non seulement sur au moins une partie du pourtour extérieur de la base du U de chaque support, mais également au niveau d'ouvertures prévues dans ladite base. En d'autres termes, on sera ainsi certain que le ou les supports d'écrou seront maintenus fermement emprisonnés entre les deux bandes de matériau composite. L'invention vise également un écrou encagé obtenu par le procédé cidessus et du type comprenant un écrou retenu dans un support présentant sensiblement la forme d'un U, caractérisé en ce que la-base dudit U est prison- nière entre deux bandes respectivement inférieure et supérieure en un matériau synthétique>tel que par exemple un matériau composite, pouvant être fixées par simple adhérence sur un élément lui aussi en matériau composite. Suivant encore une autre-caractéristique, les deux bandes précitées enserrent une pluralité d'autres écrous encagés par la base de leurs supports respectifs de façon à réaliser une bande souple comportant plusieurs écrous encagés solidaires. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, en position montée entre les branches du U du support par l'intermédiaire d'un circlips par exemple, l'écrou proprement dit -repose par sa face inférieure ou d'appui sur la bande supérieure passant entre lesdites branches. Suivant un mode de réalisation, les bandes précitées supérieure et inférieure, comportent respective- ment des bords longitudinaux parallèles. Selon un autre mode de réalisation, la bande inférieure comporte des bords longitudinaux parallèles, tandis que la bande supérieure comporte des bords longitudinaux avec des échancrures ou des lumières ménageant un passage pour les branches ou ailes du U du support. Ainsi, lors de la compression et du chauffage des deux bandes, la solidarisation de celles-ci pourra avoir lieu sur pratiquement l'entier pourtour de la base du support. On ajoutera encore ici que les deux bandes précitées sont respectivement pourvues d'un ou plusieurs orifices en correspondance avec l'orifice de la base du ou des supports en U de l'écrou. Suivant une réalisation préférée, l'écrou propre- ment dit est un écrou élastiquement déformable comportant un canon intérieurement taraudé et raccordé par sa partie supérieure à une jupe extérieure concentrique. L'invention vise encore-un assemblage de panneaux ou analogues en matériau composite réalisé à l'aide d'écrous encagés unitaires ou en bande:, répondant à l'une ou l'autre des caractéristiques susmentionnées. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation d'une portion de bande d'écrous encagés conformes à l'invention, l'un de ces écrous étant montré en coupe axiale; la figure 2 est une vue en bout et en coupe de cette bande suivant la ligne Il-II de la figure 1; la figure 3 est une vue de dessus d'un écrou encagé, suivant la flèche III de la figure 1 la figure 4 est une vue de dessus montrant plus particulièrement les deux bandes enserrant la base du support d'écrou Jsuivant un premier mode de réalisation; et la figure 5 illustre, en vue de dessus, un deuxième mode de réalisation-des deux bandes précitées. Suivant un exemple de réalisation, et en se repor- tant aux figures 1 à 3, un écrou encagé conforme aux principes de l'invention, comprend essentiellement un écrou 1 monté dans un support 2 quiprésente sensiblement en section transversale la forme d'un U dont la base 3 est prise en sandwich entre une bande supérieure 4 et une bande inférieure 5, ces deux bandes étant,-de préférence, toutes les deux en un matériau composite, c'est-à-dire constitué par des fibres de carbone par exemple enrobées d'une résine synthétique. L'écrou 1 et son support 2 avec les bandes 4 et 5 peuvent fabriqués d'une façon séparée ou à l'unité, ou bien, ils peuvent être fabriqués demanière à former une bande souple comportant une pluralité d'écrous encagés, comme on le voit bien sur la figure 1 qui montre deux écrous. Dans ce cas, les bandes supérieure 4-et inférieure 5 enserrent la base 3 des supports successifs contenant chacun un écrou 1. La base 3 de chaque support 2 comporte de préférence des orifices 6 bien visibles sur la figure 3 Ainsi, après compression, collage ou chauffage des bandes 4 et 5, celles-ci adhéreront l'une à l'autre non seulement au niveau du pourtour extérieur de la-base 2, comme-on l'a montré en 7 sur la figure 1, mais également-au niveau des orifices 6 comme on le voit en 8 sur ladite figure On comprend donc que, de cette façon, que le ou les supports 2 seront fermement maintenus entre les bandes 4 et 5 - L'écrou proprement dit 1 peut être d'un type quelconque et est monté entre les branches 9 du U du support- 2 par l'intermédiaire d'un circlips ou analogue 10 Comme on le voit sur la partie droite de la figure 1, et également sur les figures 2 à 5, le circlips 10 forme une boucle ouverte qui passe dans des lumières 11 ménagées dans les branches 9 de chaque support 2 On comprend donc que l'écrou 1 sera retenu de manière flottante dans son support 2, puisque la face d'appui 12 de cet écrou -pourra se débattre dans le sens vertical entre le circlips 10 qui le retient et la bande supérieure 4 qui, avec la bande 5 enserre la base 3 du support en U 2 - Suivant une réalisation préférée, l'écrou 1 est un écrou du type élastiquement déformable et comprend, comme on le voit sur la partie gauche de la figure 1, un canon 13 intérieurement taraudé et raccordé par sa partie supérieure 14 à une jupe extérieure 15 concentrique au canon 13 et dont la partie inférieure constitue précisément la faced'appui 12 de l'écrou 1. Les bandes 4 et 5 en matériau composite peuvent avoir la même largeur et comporter-respectivement des bords longitudinaux parallèles Autrement dit, comme on le voit sur la figure 2, la bande inférieure 5 présente une largeur sensiblement identique à celle de la bande supérieure 5 * qui passe entre les branches 9 du support 2. Suivant un autre mode de réalisation visible sur la figure 4, la bande inférieure 5 comporte des bords longitudinaux 5 a parallèles, tandis que la bande supérieure 4 comporte des bords longitudinaux 4 a avec des échancrures 16 dans lesquelles passent les branches 9 du support 2. Suivant le mode de réalisation illustré par la figure 5, la bande supérieure 4 comporte des orifices ou lumières 17 ménageant un passage pour les branches 9 que l'on enfile au travers desdites lumières Ce mode de réalisationainsi d'ailleurs que celui de la figure 4, présente l'avantage de permettre aux bandes 4 et 5 de déborder latéralement, audelà de la base de chaque support 2 Ainsi, les bandes 4 et 5 pourront être solida- risées non seulement au niveau des orifices 6 et des extrémités de la base 2, mais également sur les côtés de cette base qui sera totalement prisonnière ou enfermée entre les deux bandes en matériau composite 4 et 5. Bien entendu, on prévoira dans les bandes 4 et 5 des orifices montrés respectivement en 4 b et 5 b sur la figure 1)et qui sont sensiblement en correspondance avec l'orifice central 18 prévu dans la base 3 du support 2 et servant au passage de la vis 19. On décrira maintenant la fabrication d'un écrou encagé conforme à l'invention ainsi que la manière selon laquelle on réalise un assemblage avec un tel écrou. On dispose tout d'abord sur une table par exemple,une band mince en matériau composite percée de trous, de préférence légèrement plus grands que celui de l'écrou 1, ladite bande constituant la bande inférieure 5 précédemment mentionnée. Sur cette bande 5 on place une pluralité de supports 2 suivant des intervalles appropriés. Puis sur la base 3 du support 2 on applique une deuxième bande en matériau composite, cette bande cons- tituant précisément la bande supérieure 4 et étant, comme la bande inférieure 5 >percée de trous 4 b d'une dimension un peu plus grande que l'orifice taraudé de l'écrou 1. A ce-stade, on comprime les bandes 4 et 5 et on effectue une cuisson de sorte que les deux bandes se - collent à l'extérieur du pourtour de la base 3 du support 2 On insistera ici sur le fait que la base 3 du support 2 sera immobilisée entre les deux bandes 4 et 5, par le fait qu'elles se solidarisent aussi au niveau des àrifices 6 prévus dans ladite base. Ensuite, on met en place-l'écrou l à l'aide du circlips 10 entre les branches-9 du support 2 L'écrou 1 est ainsi maintenu flottant sur le support 2, comme on l'a expliqué précédemment. La bande d'écrous encagés étant ainsi réalisée,on pro cède de la façon suivante pour assembler par exemple deux panneaux Pl et P 2 en un matériau composite. La bande d'écrous encagés est fixée, par collage par exemple} sur le panneau P 1 On insistera ici sur le fait qu'étant donné la souplesse de la bande, elle adhérera aisément sur un panneau présentant des lignes de courbure quelconques Ceci étant fait, il suffira d'appliquer le panneau P 2 sur le panneau P 1, et d'effectuer le vissage à l'aide des vis 19 pour réaliser l'assemblage. On dira encore ici que, en fonction de l'assem- blage que l'on désire faire, on peut aisément sectionner la bande d'écrous de façon à utiliser un nombre déterminé de ces écrous, ou même des écrous unitaires Egalement, non seulement les écrous encagés peuvent être fabriqués en bande comme on l'a décrit précédemment, mais ils pourraient tout aussi bien être fabriqués à l'unité en utilisant des bandes 4 et-5 en matériau composite de petite -10 longueur. L'invention permet donc de réaliser l'assemblage- de pièces en matériau composite à l'aide d'écrous encagés unitaires ou en -bande souple, et qui suppriment toutes les opérations de rivetage ainsi que tous les phénomènes de corrosion galvanique, par le fait que le support de l'écrou est complètement isolé des pièces à assembler - Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n-'ont- été donnés qu'à titre d'exemple Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. 19 2546809 REVENDI CATI O ONS 1 Procédé de fabrication d'un écrou encagé du type consistant à monter un écrou dans un support présentant sensiblement la forme d'un U dont la base peut être fixée sur un élément, tel que par exemple un panneau, que l'on fixe ensuite par vissage sur un autre élément pour ainsi réaliser un assemblage, caractérisé en ce qu'avant de monter l'écrou ( 1) dans son support ( 2) en U, on dispose une bande en un matériau synthétique, tel que par exemple un matériau composite, sur chaque face de la base ( 3) du U, puis on comprime et on chauffe éventuellement les deux bandes ( 4, 5) pour qu'elles adhèrent l'une à l'autre sur une partie au moins du pourtour extérieur de ladite base qui est ainsi prise en sandwich entre les deux bandes, de façon qu'après montage de l'écrou dans son support, celui-ci puisse être fixé sur un élément en matériau composite par adhérence des- dites bandes à cet élément. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pluralité de supports ( 2) d'écrou plus ou moins espacés l'un de l'autre sont pris en sandwich par leurs bases respectives ( 3) entre les deux bandes précitées ( 4, 5). 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'adhérence des deux bandes précitées ( 4, 5) est réalisée non seulement sur le pourtour extérieur de la base ( 3) du U de chaque support ( 2), mais également au niveau d'ouvertures ( 6) prévues dans ladite base. 4 Ecrou encagé obtenu par le procédé suivant l'une des revendications 1 a 3, et du type comprenant un écrou ( 1) retenu dans un support ( 2) présentant sensiblement la forme d'un U, caractérisé en ce que la base ( 3) du U est prisonnière entre deux bandes respectivement inférieure ( 5) et supérieure ( 4) en un matériau synthétique, tel que par exemple un maté- riau composite, lesquelles bandes peuvent être fixées par simple adhérence sur un élément (P 1) lui aussi en matériau composite. Ecrou encagé selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les deux bandes précitées ( 4, 5) enserrent une pluralité d'autres écrous encagés par la base ( 3) de leurs de leurs supports respectifs ( 2) de façon à réaliser - une bande souple comportant plusieurs écrous encagés solidaires. 6 Ecrou encagé selon la revendication 4 ou 5, carac- térisé en ce qu'en position montée entre les branches ( 9) du U du support ( 2) par l'intermédiaire d'un circlips ( 10) par exemple, l'écrou proprement dit ( 1) repose par sa face inférieure ou d'appui ( 12) sur la bande supérieure ( 4) s'éten- dant entre lesdites branches, et peut se débattre vertica- lemnent entre ladite bande ( 4) et le circlips ( 10). 7 Ecrou encagé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les bandes précitées supérieure ( 4) et inférieure ( 5), comportent respectivement des bords longi- tudinaux parallèles. 8 Ecrou encagé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la bande inférieure ( 5) comporte des bords longitudinaux ( 5 a) parallèles, tandis que la bande supérieure ( 4) comporte des bords lingitudinaux ( 4 a) avec des échancrures ( 16) ou des lumières ( 17) ménageant un passage pour les branches ou ailes ( 9) du U du support. 9 Ecrou encagé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les deux bandes précitées sont respec- tivement pourvues d'un ou plusieurs orifices ( 4 b, 5 b) en correspondance avec l'orifice ( 18) de la base du ou des supports ( 2) en U de l'écrou. Ecrou encagé selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'écrou proprement dit ( 1) est un écrou élastiquement dêformable copoortait un canon ( 13) inté- rieurement taraude et raccordé par sa partie supérieure ( 14) à une jupe extérieure ( 15) concentrique audit canon. 1 il Assemblage de-panneaux ou analogues en matériau composite réalisé à l'aide d'écrous encagés unitaires ou en bande selon l'une quelconque des revendications 4 à 10.