Brevet FR2677723A1 — publié le 19921218

La présente invention concerne un dispositif de liaison élastique entre deux pièces, ainsi qu'un procédé de fabrication dudit dispositif, et une installation pour la mise en oeuvre dudit procédé. Plus particulièrement, quoique non exclusivement, le dispositif de liaison élastique de l'invention est destiné à équiper le rotor d'un aéronef à voilure tournante, tel qu'un hélicoptère, pour relier une pale articulée en traînée au corps de moyeu, ou encore une pale aux deux pales voisines, de façon à assurer auxdites pales soumises à des oscillations de traînée lors de leur rotation, un énergique rappel en position moyenne et, simultanément, un amortissement de ces mouvements alternés de traînée. On connaît, par le brevet FR-2 063 969, un dispositif de liaison élastique avec amortissement entre pale et corps de moyeu d'hélicoptère, comportant des plaques planes métalliques entre lesquelles est solidarisée une couche de matériau viscoélastique à rémanence de déformations destinée à travailler en cisaillement, l'ensemble assurant à la fois 11 amortissement et le rappel élastique de la pale lors de ses oscillations forcées de traînée. Ces deux fonctions se retrouvent dans la variante de réalisation comprenant une pluralité de rondelles coniques pour le rappel élastique et un ensemble de tubes coaxiaux se déplaçant dans du polyuréthane ou un mastic à base de silicone pour l'amortissement. Par ailleurs, dans le brevet FR-2 111 845, des couches de matériau viscoélastique à rémanence de déformations sont comprimées entre une plaque centrale et des plaques extérieures à surface concave. De plus, le brevet FR-2 127 061 décrit un dispositif de liaison élastique avec amortissement incorporé, disposé entre pale et corps de moyeu d'hélicoptère et formé de deux éléments tubulaires interne et externe, cylindriques et coaxiaux entre lesquels est incorporée une garniture de remplissage en élastomère. Dans ce cas, l'élément tubulaire externe est réalisé en deux parties longitudinales jointives, boulonnées ensemble. Cette dernière structure à éléments tubulaires s'est révélée plus économique que les structures classiques à plaques, précédemment décrites, en raison de la simplification des pièces et de la réduction de leur nombre. Toutefois, cette solution a priori séduisante présente des difficultés de réalisation. En effet, l'élastomère doit alors être mis en place, entre les tubes interne et externe, par injection, technique délicate du fait des risques d'emprisonnement de bulles d' air et surtout de balayage des primaires d'adhérence appliqués préalablement sur les tubes. De plus, l'écartement des deux tubes étant imposé, le retrait de l'élastomère n'est pas compensé géométriquement, ce qui provoque des contraintes de traction défavorables à la longévité en service de l'adhérence de l'élastomère sur les tubes. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, et concerne un dispositif de liaison élastique entre deux pièces, notamment une pale et le corps de moyeu d'un aéronef à voilure tournante, tel qu'un hélicoptère, adapté pour permettre la mise en place de la garniture d'élastomère, non plus par injection, mais par simple compression de cette dernière. A cet effet, le dispositif de liaison élastique entre deux pièces, du type comportant des premier et second éléments tubulaires coaxiaux reliés auxdites pièces, le premier élément tubulaire externe, divisé longitudinalement en au moins deux parties de tube réunies par des moyens de solidarisation, et le second élément tubulaire interne étant reliés par un manchon en une matière synthétique relativement souple, disposé entre lesdits premier et second éléments tubulaires et solidaire, d'une part, de la surface interne du premier élément tubulaire externe et, d'autre part, de la surface externe du second élément tubulaire interne, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'un jeu est prévu entre les bords longitudinaux en regard desdites portions de tube formant ledit premier élément tubulaire externe, et en ce que les moyens de solidarisation desdites portions de tube sont constitués de moyens de frettage entourant ledit premier élément tubulaire externe. Ainsi, une telle structure permet la mise en place du manchon de matière synthétique par compression, comme on le verra plus en détail par la suite, en évitant les inconvénients indiqués ci-dessus, liés à la technique d'injection utilisée jusqu'à présent dans un dispositif de liaison élastique du type indiqué. Avantageusement, lesdits moyens de frettage sont constitués par une enveloppe de frettage s'étendant sur au moins la plus grande partie de la longueur dudit premier élément tubulaire externe. De plus, dans le cas où ledit élément tubulaire interne comporte deux parties longitudinales transversalement séparées, reliées chacune à une pièce, ledit manchon de matière synthétique présentant deux tronçons correspondant auxdites parties longitudinales dudit élément tubulaire interne et ledit élément tubulaire externe recouvrant ledit manchon, y compris l'espace séparant les deux tronçons de celui-ci, selon l'invention, ladite enveloppe de frettage recouvre ledit élément tubulaire externe sur toute sa longueur. Par ailleurs, dans le cas où lesdits éléments tubulaires interne et externe sont reliés, chacun, à une pièce, selon l'invention, ladite enveloppe de frettage est solidaire de la liaison mécanique reliant l'élément tubulaire externe à la pièce correspondante. En outre, ladite enveloppe de frettage peut être fixée audit élément tubulaire externe par sertissage, ou par rivetage, tandis que ladite matière synthétique peut être un élastomère, éventuellement à rémanence de déformations si on désire un effet d'amortissement du dispositif élastique. La présente invention concerne également un procédé de fabrication du dispositif de liaison élastique décrit ci-dessus, remarquable, selon l'invention, en ce que - dans un moule réalisé en deux parties symétriques par rapport à son plan horizontal médian, on met en place, dans la partie inférieure du moule, une portion de tube de l'élément tubulaire externe, dont la paroi interne est garnie d'une couche d'adhérence du manchon de matière synthétique - on dépose ensuite, dans cette portion de tube, un demi-manchon de matière synthétique crue, lequel a été préalablement moulé en forme semi-tubulaire ; - puis, on met en place l'élément tubulaire interne dont la paroi externe est garnie d'une couche d'adhérence du manchon de matière synthétique ;; - on met ensuite en place des entretoises, entre les deux parties du moule, lesquelles entretoises s'éten dent, au voisinage dudit plan horizontal médian, dans le jeu prévu entre les deux portions de tube de l'élément tubulaire externe, et, partiellement, dans la zone annulaire du manchon de matière synthétique ; - on met alors en place l'autre demi-manchon de matière synthétique, puis l'autre portion de tube de l'élément tubulaire externe, dont la paroi interne est garnie d'une couche d'adhérence - on ferme le moule, et on durcit la matière synthétique en maintenant une pression déterminée sur celle-ci ; et - après durcissement, on met en place l'enveloppe de frettage. Par ailleurs, l'enveloppe de frettage en matériau ductile, comme par exemple un alliage d'aluminium, peut être mise en place par mandrinage à froid, ou par déformation à l'aide d'un outil de frettage spécifique. De plus, si l'enveloppe de frettage est en matériau élastique, comme par exemple de l'acier à ressort, elle peut être mise en place à chaud de telle sorte que la dilatation thermique différentielle entre le matériau de l'enveloppe de frettage et le matériau élastique du manchon maintienne toujours le matériau élastique en compression quelle que soit la température de mise en oeuvre et particulièrement aux très basses températures. En outre, l'installation pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus est remarquable, selon l'invention, en ce qu'elle comprend un moule comportant deux parties symétriques par rapport au plan horizontal médian de celui-ci, entre lesquelles peuvent être disposées deux entretoises pouvant s'étendre, au voisinage dudit plan horizontal médian, dans le jeu prévu entre les deux portions de tube de l'élément tubulaire externe du dispositif de liaison, et, partiellement, dans la zone annulaire du manchon de matière synthétique. L'installation peut de plus comprendre un outil de frettage comportant des première et seconde parties à surface interne cylindrique, mobiles l'une par rapport à l'autre, entre lesquelles sont disposées deux pièces intermédiaires de part et d'autre, respectivement, d'un premier plan longitudinal médian de l'outil, chaque pièce intermédiaire ayant une forme générale de double coin présentant des première et seconde surfaces de glissement et des première et seconde surfaces de butée, raccordées par une surface interne cylindrique, lesdites surfaces de glissement et lesdites surfaces de butée étant destinées à coopérer avec des surfaces de glissement et des surfaces de butée correspondantes de l'outil, prévues sur lesdites première et seconde parties de ce dernier, tandis que les surfaces internes cylindriques des parties de l'outil se raccordent aux surfaces internes cylindriques desdites pièces intermédiaires. Avantageusement, lesdites pièces intermédiaires sont, chacune, symétriques par rapport au plan longitudinal médian orthogonal audit premier plan. 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 est une coupe longitudinale d'un premier exemple de réalisation du dispositif de liaison élastique selon l'invention. La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe longitudinale illustrant une variante de l'exemple de réalisation de la figure 1. La figure 4 est une coupe longitudinale d'un second exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 5 montre une variante de l'exemple de réalisation de la figure 4. La figure 6 est une coupe transversale du moule utilisé pour fabriquer le dispositif de liaison élastique de l'invention. La figure 7 montre un outil de frettage qui peut être utilisé dans la fabrication du dispositif de l'invention. Le dispositif 1 de l'invention est destiné à assurer la liaison élastique entre deux pièces 2,3 (dont seuls les axes de raccordement sont représentés sur le dessin), pièces qui peuvent être, notamment, une pale articulée et le corps de moyeu d'un aéronef à voilure tournante, tel qu'un hélicoptère. D'une façon générale, le dispositif 1 comporte des premier et second éléments tubulaires coaxiaux reliés aux pièces 2 et 3, le premier élément tubulaire externe 4, divisé longitudinalement en au moins deux portions de tube 4a,4b par un jeu 5 prévu entre les bords longitudinaux en regard 4a.1,4b.1 et 4a.2,4b.2 des portions de tube 4a,4b, et le second élément tubulaire interne 6 étant reliés par un manchon 7 en une matière synthétique relativement souple, notamment un élastomère, disposé entre les premier 4 et second 6 éléments tubulaires et solidaire, d'une part, de la surface interne du premier élément tubulaire externe 4 et, d'autre part, de la surface externe du second élément tubulaire interne 6. Par ailleurs, pour assurer la solidarisation de l'ensemble et une compression du manchon 7 en élastomère, une enveloppe de frettage 8 entoure l'élément tubulaire externe 4 sur au moins la plus grande partie de la longueur de ce dernier. Les portions de tube 4a,4b de l'élément tubulaire externe 4 forment ainsi deux demicoquilles. Une réalisation à trois tiers de coquille ou à quatre quarts de coquille est également envisageable. Plus précisément, dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 1 à 3, l'élément tubulaire interne 6 comporte deux parties longitudinales 6.1 et 6.2 transversalement séparées par un espace 9, et reliées chacune à une pièce 2 ou 3 par un organe de liaison ou élément d'articulation 6.la et 6.2a. De même, le manchon de matière synthétique 7 présente deux tronçons 7.1 et 7.2 correspondant auxdites parties longitudinales 6.1 et 6.2 de l'élément tubulaire interne 6, et l'élément tubulaire externe 4 recouvre le manchon 7, y compris l'espace 9 séparant les deux tronçons 7.1 et 7.2 de celui-ci. Comme on le voit sur les figures 1 et 3, l'enveloppe de frettage 8 recouvre l'élément tubulaire externe 4 sur toute sa longueur, en y étant fixée par sertissage (figure 1) ou par rivetage (rivets 10 de la figure 3), ou encore par tout autre moyen approprié. En revanche, dans l'exemple de réalisation des figures 4 et 5, les éléments tubulaires interne 6 et externe 4 sont reliés, chacun, à une pièce 2 et 3, respectivement. Plus particulièrement, dans ce cas, l'élément tubulaire interne 6, réalisé en une pièce, est relié à la pièce 2 par l'organe de liaison 6a, tandis que l'enveloppe de frettage 8 est solidaire de la liaison mécanique 8a reliant l'élément tubulaire externe 4 (comportant de même deux portions de tube 4a,4b séparées par un jeu 5) à la pièce 3 correspondante. Comme précédemment, l'enveloppe de frettage 8 recouvre l'élément tubulaire externe 4 sur toute sa longueur, en y étant fixée par sertissage (figure 4) ou par rivetage (rivets 10 de la figure 5), ou encore par tout autre moyen approprié. Le procédé de fabrication du dispositif de liaison élastique qui vient d'être décrit comporte deux phases. 1/ Le moulage de l'élastomère. Pour cela, on utilise le moule chauffant 100 de la figure 6, réalisé en deux parties 101 et 102 symé triques par rapport au plan horizontal médian P1-P1. Dans la partie inférieure 102 du moule 100, on met tout d'abord en place la portion de tube ou demi coquille inférieure 4b de l'élément tubulaire externe 4, dont la paroi interne est garnie de primaire d'adhérence de l'élastomère. On dépose ensuite, dans cette demi-coquille 4b, la demi-garniture inférieure en élastomère cru (demi-manchon inférieur), laquelle a été préalablement moulée en forme semi-tubulaire. Puis, on met en place l'élément tubulaire interne 6 dont la paroi externe est garnie de primaire d'adhé rence de l'élastomère. On met ensuite en place les entretoises 103a,103b entre les parties 101 et 102 du moule 100, lesquelles entretoises s'étendent, au voisinage du plan hori zontal médian P1-P1, dans le jeu prévu entre les deux demi-coquilles inférieure 4b et supérieure 4a de l'élément tubulaire externe 4, et, partiellement, dans la zone annulaire du manchon 7 en élastomère. Ces entretoises permettent de maintenir l'écartement entre les deux demi-coquilles 4a,4b de l'élément tubulaire externe et, simultanément, de former un arrondi de raccordement des deux demi-garnitures en élastomère. On met alors en place la demi-garniture supérieure en élastomère, puis la demi-coquille supérieure 4a de l'élément tubulaire externe 4, dont la paroi interne est garnie de primaire d'adhérence, et on ferme le moule 100 en plaçant la partie supérieure 101 de celui-ci sur l'ensemble ainsi formé. Le moulage et l'adhésion de l'élastomère sur les éléments tubulaires interne 6 et externe 4 sont obtenus à chaud avec une certaine pression sur l'élastomère de façon à maintenir dans la matière élastique une forte compression pendant la phase de vulcanisation. 2/ Le frettage de solidarisation des deux demi-coquilles de l'élément tubulaire externe. La solidarisation des deux demi-coquilles de l'élé ment tubulaire externe est réalisée par frettage grâce à l'enveloppe 8, qui garantit le taux de compression souhaité dans l'élastomère. Pour le frettage, deux solutions peuvent être envi sagées a) avec une enveloppe de frettage 8 en matériau ductile, comme par exemple un alliage d'aluminium, on peut procéder par mandrinage à froid, ou utiliser l'outil de frettage 200 montré sur la figure 7. L'outil de frettage 200 comporte des première 201 et seconde 202 parties à surface interne cylindrique, mobiles l'une par rapport à l'autre, entre lesquelles sont disposées deux pièces intermédiaires 203a,203b de part et d'autre, respectivement, du plan vertical médian P2-P2 de l'outil.Chaque pièce intermédiaire 203a,203b a une forme générale de double coin (ou de V) présentant, symétriquement par rapport au plan horizontal médian P3-P3, des première 204a,204b et seconde 205a,205b surfaces de glissement et des première 206a,206b et seconde 207a,207b surfaces de butée, raccordées par une surface interne cylindrique 208a,208b.Les surfaces de glissement 204a,204b ; 205a,205b sont destinées à coopérer avec des surfaces de glissement correspondantes 209a,209b et 210a,210b des première 201 et seconde 202 parties de l'outil 200, de même que les surfaces de butée 206a,206b ; 207a,207b sont destinées à coopérer avec des surfaces de butée correspondantes 211a,211b et 212a,212b des parties 201 et 202 de l'outil, tandis que les surfaces internes cylindriques 213a,213b des parties 201,202 de l'outil 200 se raccordent aux surfaces internes cylindriques 208a,208b des pièces intermédiaires 203a,203b. L'enveloppe de frettage 8 est déformée, de l'état initial montré sur la gauche de la figure 7, par application de l'effort F à l'état final de frettage montré sur la droite de la figure 7, et cela par glissement des surfaces respectives précédemment définies l'une contre l'autre, jusqu'à amenée en butée des surfaces également précédemment définies. Cette solution permet d'assurer le taux de compression souhaité dans l'élastomère du manchon. Cependant, par suite du fluage au cours du temps, le taux de compression risque de diminuer, notam ment lors de l'utilisation du dispositif de liaison élastique à très basses températures, ce qui peut nuire à la fixation de l'élastomère sur les ' éléments tubulaires dans ces conditions climatiques d'utilisation. b) avec une enveloppe de frettage en matériau élas tique, comme par exemple de l'acier à ressort, on peut procéder à chaud pour utiliser la dilatation thermique différentielle. Cette solution semble préférable pour compenser le rétreint de l'élasto mère aux très basses températures. On notera que la liaison de l'enveloppe de frettage par sertissage est préférée pour la solution a), tandis que la liaison par rivetage est préférée pour la solution b). REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison élastique entre deux pièces, du type comportant des premier et second éléments tubulaires coaxiaux reliés auxdites pièces, le premier élément tubulaire externe (4), divisé longitudinalement en au moins deux parties de tube (4a,4b) réunies par des moyens de solidarisation, et le second élément tubulaire interne (6) étant reliés par un manchon (7) en une matière synthétique relativement souple, disposé entre lesdits premier (4) et second (6) éléments tubulaires et solidaire, d'une part, de la surface interne du premier élément tubulaire externe (4) et, d'autre part, de la surface externe du second élément tubulaire interne (6), caractérisé en ce qu'un jeu (5) est prévu entre les bords longitudinaux en regard (4a.1,4b.1 ; 4a.2,4b.2) desdites portions (4a,4b) de tube formant ledit premier élément tubulaire externe (4), et en ce que les moyens de solidarisation desdites portions de tube (4a,4b) sont constitués de moyens de frettage (8) entourant ledit premier élément tubulaire externe (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de frettage sont constitués par une enveloppe de frettage (8) s'étendant sur au moins la plus grande partie de la longueur dudit premier élément tubulaire externe (4). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit élément tubulaire interne (6) comporte deux parties longitudinales transversalement séparées (6.1, 6.2), reliées chacune à une pièce (2,3), ledit manchon (7) de matière synthétique présentant deux tronçons (7.1,7.2) correspondant auxdites parties longitudinales (6.1,6.2) dudit élément tubulaire interne (6) et ledit élément tubulaire externe (4) recouvrant ledit manchon (7), y compris l'espace (9) séparant les deux tronçons (7.1,7.2) de celui-ci, caractérisé en ce que ladite enveloppe de frettage (8) recouvre ledit élément tubulaire externe (4) sur toute sa longueur. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdits éléments tubulaires interne (6) et externe (4) sont reliés, chacun, à une pièce (2,3), caractérisé en ce que ladite enveloppe de frettage (8) est solidaire de la liaison mécanique (8a) reliant l'élément tubulaire externe (4) à la pièce correspondante (3). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite enveloppe de frettage (8) est fixée audit élément tubulaire externe (4) par sertissage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite enveloppe de frettage (8) est fixée audit élément tubulaire externe (4) par rivetage. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite matière synthétique est un élastomère. 8. Procédé de fabrication du dispositif de liaison élastique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que - dans un moule (100) réalisé en deux parties (101,102) symétriques par rapport à son plan horizontal médian (Pî-Pî), on met en place, dans la partie inférieure (102) du moule, une portion de tube (4b) de l'élément tubulaire externe (4), dont la paroi interne est garnie d'une couche d'adhérence du manchon (7) de matière synthétique - on dépose ensuite, dans cette portion de tube (4b), un demi-manchon de matière synthétique crue, lequel a été préalablement moulé en forme semi-tubulaire ; - puis, on met en place l'élément tubulaire interne (6) dont la paroi externe est garnie d'une couche d'adhé rence du manchon (7) de matière synthétique ;; - on met ensuite en place des entretoises (103a,103b), entre les deux parties (101,102) du moule, lesquelles entretoises (103a,103b) s'étendent, au voisinage dudit plan horizontal médian (P1-P1), dans le jeu prévu entre les deux portions de tube (4a,4b) de l'élément tubulaire externe (4), et, partiellement, dans la zone annulaire du manchon (7) de matière synthétique - on met alors en place l'autre demi-manchon de matière synthétique, puis l'autre portion de tube (4a) de l'élément tubulaire externe (4), dont la paroi interne est garnie d'une couche d'adhérence - on ferme le moule (100), et on durcit la matière synthétique en maintenant une pression déterminée sur celle-ci ; et - après durcissement, on met en place l'enveloppe de frettage (8). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'enveloppe de frettage (8) en matériau ductile, comme par exemple un alliage d'aluminium, est mise en place par mandrinage à froid. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'enveloppe de frettage (8) en matériau ductile, comme par exemple un alliage d'aluminium, est mise en place par déformation à l'aide d'un outil de frettage spécifique. 11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'enveloppe de frettage (8) en matériau élastique, comme par exemple de l'acier à ressort, est mise en place à chaud en utilisant la dilatation thermique différentielle entre l'enveloppe de frettage (8) et le manchon en matière synthétique souple (7). 12. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'elle comprend un moule (100) comportant deux parties (101,102) symétriques par rapport au plan horizontal médian de celui-ci (P1-P1), entre lesquelles peuvent être disposées deux entretoises (103a,103b) pouvant s'étendre, au voisinage dudit plan. horizontal médian, dans le jeu prévu entre les deux portions de tube (4a,4b) de l'élément tubulaire externe (4) du dispositif de liaison (1), et, partiellement, dans la zone annulaire du manchon (7) de matière synthétique. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un outil de frettage (200) comportant des première (201) et seconde (202) parties à surface interne cylindrique, mobiles l'une par rapport à l'autre, entre lesquelles sont disposées deux pièces intermédiaires (203a,203b) de part et d'autre, respectivement, d'un premier plan longitudinal médian (P2-P2) de l'outil, chaque pièce intermédiaire (203a,203b) ayant une forme générale de double coin présentant des première (204a,204b) et seconde (205a,205b) surfaces de glissement et des première (206a,206b) et seconde (207a,207b) surfaces de butée, raccordées par une surface interne cylindrique (208a, 208b), lesdites surfaces de glissement et lesdites surfaces de butée étant destinées à coopérer avec des surfaces de glissement (209a,209b et 210a,210b) et des surfaces de butée (211a,211b et 212a,212b) correspondantes de l'outil (200), prévues sur lesdites première (201) et seconde (202) parties de ce dernier, tandis que les surfaces internes cylindriques (213a,213b) des parties (201,202) de l'outil se raccordent aux surfaces internes cylindriques (208a,208b) desdites pièces intermédiaires (203a,203b). 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdites pièces intermédiaires (203a,203b) sont, chacune, symétriques par rapport au plan longitudinal médian (P3-P3) orthogonal audit premier plan (P2-P2).