Brevet FR2651285A1 — publié le 19910301

La présente invention concerne une bielle de liaison mécanique réglable. Dans une application préférentielle, quoique non exclusive, la bielle selon l'invention est particulièrement adaptée au domaine aéronautique pour rigidifier, par exemple, des pièces de structure ou pour relier une surface aérodynamique mobile d'un aéronef à une pièce de structure fixe. Généralement, les bielles de ce type comprennent un corps constitué de deux éléments tubulaires concentriques et d'embouts associés respectivement aux extrémités opposées desdits éléments. Une telle bielle peut être réglable en longueur, sur une plage déterminée, par coulissement des deux éléments tubulaires l'un par rapport à l'autre, de sorte qu'une même bielle peut être adaptée, en conséquence, à l'écartement correspondant qui sépare les points d'attaches respectifs prévue sur les pièces de structure à relier. La liaison entre chaque embout et le point d'attache correspondant est réalisée, par exemple, au moyen d'une articulation. Bien que ces bielles de liaison répondent bien aux exigences techniques requises, notamment en ce qui concerne leur résistance vis-à-vis des diverses sollicitations mécaniques auxquelles elles peuvent etre soumises, elles n'en présentent pas moins des inconvénients. Tout d'abord, la réalisation de ce type de bielles est relativement longue et complexe, puisque des nombreuses opérations d'usinage (fraisage, tournage, rectification, filetage,...) sont nécessaires pour la préparation de chaque élément concentrique et embout les constituant. De plus, il s'ensuit diverses opérations d'assemblage et d'ajustage entre ces éléments, embouts et autres pièces pour obtenir une bielle qui soit opérationnelle. Par ailleurs, ces bielles, une fois en service, se prêtent mal aux opérations de contrôle et de maintenance, nécessaires pour examiner leurs tenues au vieillissement et à la corrosion, notamment au niveau des éléments concentriques emboîtés l'un dans l'autre. Par conséquent, l'inspection de chaque bielle implique son démontage complet, et par la suite son remontage, ce qui entrante des coûts de maintenance élevés. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et concerne une bielle de liaison mécanique réglable dont la conception se trouve considérablement simplifiée en permettant, de plus, une inspection aisée des diverses pièces la constituant sans recourir, nécessairement, à son démontage. A cet effet, la bielle de liaison mécanique réglable, dont le corps comprend deux éléments allongés, est remarquable, selon l'invention, en ce que lesdits éléments sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre, en étant pourvus de surfaces crantées, dont les crans sont dirigés transversalement à la direction dudit corps, et de perçages orthogonaux auxdites surfaces crantées, en ce que des moyens d'assemblage réglables sont susceptibles de relier lesdits éléments et comprennent deux plaques disposées respectivement de part et d'autre desdits éléments et dont l'une, au moins, présente une surface crantée coopérant simultanément avec les surfaces crantées correspondantes desdits éléments de façon à les relier, lesdites plaques étant pourvues de perçages venant en correspondance des perçages desdits éléments, et, en ce que des organes de fixation, traversant lesdits perçages, immobilisent en position l'assemblage des plaques et des éléments. Ainsi, grâce à l'invention, la réalisation de la bielle de liaison est grandement facilitée puisqu'elle consiste essentiellement en l'usinage de surfaces crantées sur les éléments et s-ur au moins ltune des plaques d'assemblage, usinage qui ne soulève pas de difficultés majeures. Par ailleurs, puisque les deux éléments sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre, l'inspection de ceux-ci peut se faire directement in situ sans recourir au démontage de la bielle. De plus, on remarque qu'une telle bielle s'affranchit d'embouts, puisque les extrémités opposées des éléments alignés peuvent alors être directement reliées, par exemple, au moyen d'articulations, aux pièces de structure. Enfin. le réglage en longueur de la bielle s'effectue aisément, crans par crans, par rapprochement ou éloignement, de façon symétrique, des éléments allongés l'un par rapport à l'autre, en'regard des plaques d'assemblage. Par conséquent, la bielle selon l'invention allie simplicité de réalisation et facilité de maintenance, obviant de la sorte aux inconvénients préalablement énoncés, tout en garantissant une excellente tenue mécanique vis-à-vis des diverses sollicitations rencontrées. De préférence, les surfaces crantées desdits éléments sont ménagées sur les parties d'extrémité des éléments, susceptibles de venir dans le prolongement l'une de 1' autre. Avantageusement, les deux plaques desdits moyens d'assemblage sont pourvues de surfaces crantées susceptibles de coopérer respectivement avec celles ménagées, en opposition, sur lesdits éléments. Dans une variante préférée de réalisation de la bielle, deux ensembles de deux éléments chacun peuvent être disposés dans le prolongement l'un de l'autre, les deux éléments de chaque ensemble étant fixés l'un à l'autre et présentant des surfaces crantées respectives opposées. Les deux ensembles sont alors avantageusement identiques. Ainsi, une telle réalisation permet de réduire les coûts de fabrication des éléments puisqu'ils sont identiques. De plus, les deux ensembles d'éléments sont réunis par les plaques à surfaces crantées disposées respectivement de part et d'autre de la bielle, en sa partie médiane, conférant à la bielle une symétrie de réalisation, ainsi qu'une répartition homogène des sollicitations mécaniques le long des ensembles. Dans cette variante de réalisation, la partie courante de chaque élément allongé présente, de préférence, une section transversale en forme de U, chaque ensemble formé de deux éléments assemblés entre eux par leurs bases présentant alors une section transversale en H, et, la partie d'extrémité de chaque élément d'un même ensemble, destinée à venir en regard de celle de l'élément correspondant dudit autre ensemble, présente une section rectangulaire ou analogue, dont la surface, opposée à la base du U formant la partie courante, correspond à ladite surface crantée. Par ailleurs, les deux éléments de chaque ensemble peuvent être fixés l'un à l'autre par des rivets ou analogues, et, une résine est alors avantageusement disposée entre les deuxdits éléments. Ainsi, les risques de corrosion entre les bases des éléments assemblées l'une à l'autre par les rivets sont supprimées. Selon une autre caractéristique de l'invention, les perçages ménagés dans lesdits éléments présentent un diamètre différent des perçages ménagés dans lesdites plaques. De préférence, le diamètre des perçages desdits éléments est plus grand que le diamètre des perçages réalisés dans les plaques. La différence de diamètres entre ces perçages, dans lesquels sont introduits les organes de fixation, tels que des boulons, correspond alors aux possibilités de réglage en longueur de la bielle. De plus, pour accroire encore la résistance mécanique de la bielle, des plaques de rigidification sont disposées respectivement sur lesdites plaques à surface crantée coopérant avec les surfaces crantées desdits éléments, lesdites plaques de rigidification étant pressées contre lesdites plaques à surface crantée par l'intermédiaire desdits organes de fixation Avantageusement, ces plaques de rigidification présentent une dimension analogue à celle des plaques à surface crantée. Ainsi, lors du serrage des organes de fixation, les plaques de rigidification exercent une pression uniformément répartie sur les plaques à surface crantée, et simultanément, sur les surfaces crantées des éléments. Enfin, deux couvercles de protection, présentant chacun une section en forme de U, peuvent être disposés respectivement par leur base contre les plaques desdits moyens d'assemblage en les recouvrant, lesdits couvercles étant solidarisés auxdites plaques par l'intermédiaire desdits organes de fixation. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un exemple particulier de réalisation de la bielle selon l'invention. La figure 2 est une coupe longitudinale de la bielle assemblée de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus partielle de la bielle selon la flèche F de la figure 2. La figure 4 est une coupe transversale de la bielle selon la ligne IV-IV de la figure 2. En se référant à ces figures 1 à 4, la bielle de liaison mécanique réglable 1 comprend un corps 2 qui, dans cet exemple particulier de réalisation, comporte deux ensembles 3 et 4 de deux éléments allongés chacun 5 Ces ensembles 3 et 4 d'éléments 5 sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre et sont susceptibles d'être reliés l'un à l'autre par des moyens d'assemblage réglables 6, qui seront décrits ultérieurement. Avantageusement, les eux ensembles 3 et 4 d'éléments sont identiques. Ainsi, chaque élément allongé 5 présente, dans cette réalisation, le long de sa partie intermédiaire ou courante 5A, une section en forme de U, qui se termine d'un côté, par une partie d'extrémité 5B ayant une section rectangulaire, et, de l'autre côté, par une partie d'extrémité 5C définie par le prolongement de la base du U de ladite partie intermédiaire et pourvue d'un trou de passage 5D. On voit, notamment sur les figures 1 et 2, que les deux éléments 5 de chaque ensemble 3 et 4 sont associés l'un à l'autre par leurs bases respectives au moyen d'une pluralité de rivets 7 régulièrement répartis le long des deux éléments, de sorte que la section de chaque ensemble 3 et 4 présente, le long des parties intermédiaires 5A des deux éléments assemblés, une section en forme de H De plus, avant l'assemblage par les rivets 7 desdits éléments 5, réalisés de préférence en métal, une couche de résine, telle qu'un mastic, est déposée sur les faces des éléments venant en contact l'une avec l'autre, évitant, de la sorte, les risques de corrosion ultérieure. Par ailleurs, lesdits éléments allongés 5 sont pourvus de surfaces crantées identiques 5E, dont les crans sont dirigées orthogonalement à la direction desdits éléments 5. Dans la réalisation illustrée, chaque élément 5 comporte une surface crantée 5E qui est, avantageusement, ménagée sur la partie d'extrémité à section rectangulaire 5B, sur sa surface qui est opposée à la base du U dudit élément. Ainsi, chaque ensemble présente deux surfaces externes crantées 5E parallèles entre elles et à la direction du corps 2. Les ensembles 3 et 4 sont disposés de façon que les parties d'extrémité 5B à surfaces crantées 5E soient dans le prolongement les unes des autres. En outre, il est également prévu, dans ces parties d'extrémité 5B, des perçages 5F orthogonaux aux surfaces crantées 5E. Deux perçages 5F sont ainsi pratiqués dans les parties d'extrémité 5B associées de chaque ensemble. Les moyens d'assemblage 6, permettant de relier les ensembles 3 et 4 d'éléments 5, comprennent, dans le mode de réalisation illustré, deux plaques 8 identiques, dont chacune est pourvue d'une surface crantée 8A et d'une pluralité de perçages 8B, au nombre de quatre, ménagés de façon à venir en correspondance des perçages 5F prévus dans les ensembles d'éléments. Comme le montre la figure 1, les deux plaques 8 sont susceptibles dfêtre disposées respectivement de part et d'autre desdits ensembles pour que les surfaces crantées 8A des plaques 8 coopèrent simultanément avec les surfaces crantées correspondantes 5E, ménagées sur les parties d'extrémité 5B des ensembles 3 et 4. La largeur des plaques 8 est identique à celle des éléments 5. On voit, sur la figure 2, les deux ensembles 3 et 4 d'éléments 5 réunis entre eux grâce aux plaques d'assemblage 8 par coopération des surfaces crantées 5E-8A. Le réglage en longueur de la bielle 1 est ainsi réalisé cran par cran par le rapprochement ou l'éloignement simultané et de façon symétrique des ensembles 3 et 4 par rapport aux plaques d'assemblage 8. Toutefois, le réglage en longueur de la bielle, dans ce mode de réalisation, est limité. En effet, on voit notamment sur les figures 1 et 2, que les perçages 5F ménagés dans les éléments 5 présentent un diamètre nettement supérieur à celui des perçages 8B ménagés dans les plaques d'assemblage 8, le diamètre des perçages 8B correspondant sensiblement à celui d'organes de fixation 10 qui assurent l'immobilisation des plaques 8 sur les ensembles 3 et 4. Par conséquent, les possibilités de réglage en longueur du corps 2 de la bielle 1 sont limitées, dans ce cas, à deux fois la différence des diamètres des perçages 5F-8B. Dans une variante de réalisation, les perçages 5F pourraient présenter une section oblongue, dont la grande dimension serait dirigée dans la direction des éléments allongés. Les organes de fixation 10 sont constitués, par exemple, par des boulons, dont les vis 10A traversent les perçages en correspondance 8B et 5F des plaques et des éléments, pour être immobilisées par les écrous 10B des boulons Cependant, avant la mise en place des organes de fixation 10, on dispose respectivement sur les plaques 8 à surface crantée des plaques de rigidification 11, dont la dimension est avantageusement identique à celle des plaques 8. Des perçages 11A sont également prévus sur chaque plaque 11, en correspondance de ceux 8B ménagés sur les plaques 8. De plus, on prévoit, sur chaque plaque de rigidification 11, un couvercle de protection 12 présentant une section transversale en forme de U recouvrant les moyens d'assemblage 6. Des perçages 12A sont également prévus dans la base de chaque couvercle en correspondance des autres perçages. Ainsi, comme le montre la figure 4, itempilage, constitué des plaques à surface crantée 8, des plaques de rigidification 11 et des couvercles 12, est, une fois la longueur de la bielle réglée, immobilisé en position par les boulons 10 qui exercent, par les plaques 11 et 8, une pression uniforme de serrage contre les éléments 5 desdits ensembles. On obtient ainsi une bielle de liaison mécanique 1 ayant une grande rigidité et qui est facilement contrôlable. Enfin, sur la figure 2; on a représenté les extrémités en correspondance 5C des éléments 5 de l'ensemble 3 reliées à une pièce de structure 14, par l'intermédiaire d'une articulation à rotule 15 montée sur un axe 16 traversant les trous de passage 5D et fixé aux extrémités 5C. On remarquera que, grace à l'invention, on obtient une bielle qualifiée de fail-safe en aéronautique, c'est-à-dire une bielle dont la structure est telle que la défaillance de l'une quelconque de ses parties constitutives n'altère pas son fonctionnement. REVENDICATIONS 1 - Bielle de liaison mécanique réglable, dont le corps (2) comprend deux éléments allongés, caractérisée en ce que lesdits éléments (5) sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre, en étant pourvus de surfaces crantées (5E), dont les crans sont dirigés transversalement à la direction dudit corps, et de perçages (5F) orthogonaux auxdites surfaces crantées, en ce que des moyens d'assemblage réglables (6) sont susceptibles de relier lesdits éléments et comprennent deux plaques (8) disposées respectivement de part et d'autre desdits éléments et dont l'une, au moins, présente une surface crantée (8A) coopérant simultanément avec les surfaces crantées correspondantes (5E) desdits éléments de façon à les relier, lesdites plaques--étant pourvues de perçages (8B) venant en correspond/ance des perçages (5F) desdits éléments, et, en ce que des organes de fixation (10), traversant lesdits perchages, immobilisent en position l'assemblage des plaques et des éléments. 2 - Bielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces crantées (5E) desdits éléments (5) sont ménagées sur les parties d'extrémité (5B) des éléments, susceptibles de venir dans le prolongement l'une de l'autre. 3 - Bielle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux plaques (8) desdits moyens d'assemblage sont pourvues de surfaces crantées (8A) susceptibles de coopérer respectivement avec celles ménagées, en opposition, sur lesdits éléments. 4 - Bielle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que deux ensembles (3 et 4) de deux éléments (5) chacun sont disposés dans le prolongement l'un de l'autre, les deux éléments (5) de chaque ensemble étant fixés l'un à l'autre et présentant des surfaces crantées respectives opposées. 5 - Bielle selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux ensembles (3 et 4) sont identiques. 6 - Bielle selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la partie courante (5A) de chaque élément allongé (5) présente une section transversale en forme de U, chaque ensemble (3,4) formé de deux éléments assemblés entre eux par leurs bases présentant alors une section transversale en H, et, en ce que la partie d'extrémité (5B) de chaque élément (5) d'un même ensemble, destinée à venir en regard de celle de l'élément correspondant dudit autre ensemble, présente une section rectangulaire ou analogue, dont la surface, opposée à la base du U formant la partie courante, correspond à ladite surface crantée (5E). 7 - Bielle selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les deux éléments (5) de chaque ensemble sont fixés l'un à autre par des rivets (7) ou analogues, et, en ce qu'une résine est susceptible d'être disposée entre les deuxdits éléments. 8 - Bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, caractérisée en ce que les perçages (5F) ménagés dans lesdits éléments -(5) présentent un diamètre différent des perçages (8B) ménagés dans lesdites plaques (8). 9 - Bielle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que des plaques de rigidification (11) sont disposées respectivement sur lesdites plaques à surface crantée (8) coopérant avec les surfaces crantées desdits éléments (5), lesdites plaques de rigidification (11) étant pressées contre les plaques à surface crantée (8) par l'intermédiaire desdits organes de fixation (10). 10 - Bielle selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 9, caractérisée en ce que deux couvercles de protection (12), présentant chacun une section en forme de U, sont disposés respectivement par leur base contre les plaques (8) desdits moyens d'assemblage en les recouvrant, lesdits couvercles (12) étant solidarisés auxdites plaques (8) par l'intermédiaire desdits organes de fixation (10).