Brevet FR2819575A1 — publié le 20020719

La présente invention concerne un châssis support pour des équipements électriques, du type comportant des profilés assemblés les uns aux autres par des moyens de liaison disposés en des noeuds. Un tel châssis support est destiné notamment à être implanté dans un avion afin de constituer une structure d'accueil et d'intégration pour des équipements et composants électriques, électromécaniques ou électroniques, ainsi que des éléments de liaison et d'interconnexion. De tels châssis support sont réalisés spécifiquement en fonction des équipements électriques devant y être installés. En particulier, les dimensions du châssis dépendent des dimensions de chacun des équipements et de la place disponible pour recevoir le châssis support. A cet effet, de tels châssis support sont réalisés à partir de profilés de longueurs spécifiques solidarisés les uns aux autres par des moyens de liaison formant des noeuds du châssis. Lorsqu'un tel châssis support est disposé dans un avion, il convient que la masse du châssis soit aussi faible que possible. Les châssis support connus comportent généralement des moyens de liaison incluant des systèmes de boulonnages. Ces systèmes de boulonnages, souvent réalisés en métal sont lourds et nécessitent de ménager des perçages dans les profilés. Ainsi, le temps d'assemblage du châssis est relativement long et les profilés sont fragilisés. L'invention a pour but de proposer un châssis support ayant un faible poids et dont le temps d'assemblage est réduit sans induire de fragilisation. A cet effet, l'invention a pour objet un châssis support, du type précité, caractérisé en ce que, pour chaque noeud, les moyens de liaison comportent au moins deux flasques de liaison entre lesquels sont enserrés les profilés à assembler, chaque flasque délimitant un canal dans lequel sont emboîtés, au moins partiellement, au moins deux profilés, et en ce que les moyens de liaison comportent un flasque de verrouillage délimitant un canal, au moins deux flasques de liaison étant emboîtés au moins partiellement dans le canal défini par le ou chaque flasque de verrouillage, le ou chaque flasque de verrouillage s'étendant à cheval sur les deux flasques de liaison. Selon des modes particuliers de réalisation, le châssis support comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - chaque flasque est solidarisé par l'intermédiaire de liaisons chimiques aux profilés ou aux autres flasques ; - chaque flasque est collé ; - chaque flasque est réalisé dans un matériau polymérisable, et chaque flasque est polymérisé après mise en place autour des profilés ou d'autres flasques ; - la profondeur du canal de chaque flasque est sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur des profilés assemblés ; et - chaque profilé est un élément tubulaire réalisé par enroulement d'un ensemble de fibres imprégné de résine et polymérisé ; L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un châssis de support pour des équipements électriques comportant une phase d'assemblage de profilés à l'aide de moyens de liaison disposés en des noeuds, l'assemblage par les moyens de liaison comportant une première étape consistant à enserrer les profilés à assembler entre au moins deux flasques de liaison, chaque flasque délimitant un canal dans lequel sont emboîtés les profilés et une deuxième étape consistant à rapporter au moins un flasque de verrouillage délimitant au moins un canal sur au moins deux flasques de liaison de sorte que les flasques de liaison sont emboîtés au moins partiellement dans le canal défini par le ou chaque flasque de verrouillage, le ou chaque flasque de verrouillage s'étendant à cheval sur les deux flasques de liaison. Suivant des modes particuliers de mise en oeuvre : - les flasques de liaison et les flasques de verrouillage sont réalisés en des matériaux polymérisables, et après emboîtement des profilés dans des flasques, les flasques sont polymérisés ; - avant emboîtement des profilés dans les flasques, de la colle est interposée entre les flasques et les profilés. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un châssis support tubulaire selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un profilé pour la réalisation de la structure de la figure 1 ; - les figures 3A, 3B, 3C et 3D sont des vues en perspective de flasques assurant la liaison d'extrémités de profilés disposés perpendiculairement les uns aux autres ; et - les figures 4A, 4B, 4C et 4D sont des vues en perspective de flasques permettant la liaison de profilés perpendiculairement les uns aux autres et agencés pour former un T. La structure de support 10 représentée sur la figure 1 est destinée à être implantée dans un avion. Elle est adaptée pour recevoir des équipements électriques reliés à des faisceaux de câbles. La structure de support 10 est généralement parallélépipédique. Sur l'une de ces faces est rapportée, par exemple par vissage, une goulotte 12 formant un chemin de câble dans lequel peuvent circuler des faisceaux de câbles assurant la liaison des équipements électriques logés dans le châssis support. Le châssis support 10 forme une armature ajourée constituée d'un ensemble de profilés rectilignes 14 reliés les uns aux autres par des moyens de liaison 16 disposés suivant des noeuds 17 formés aux intersections entre les profilés 14. Les faces ajourées du châssis sont obturées par des panneaux de couverture amovibles 18, dont un seulement est représenté sur la figure 1. Les profilés 14 s'étendent suivant trois directions perpendiculaires les unes aux autres. Ainsi, les profilés s'étendent soit parallèlement les uns aux autres, soit perpendiculairement les uns aux autres. Plus précisément, chaque face du châssis support est délimitée par un cadre extérieur généralement rectangulaire, les côtés opposés du cadre étant reliés par des traverses 22 formées de profilés solidarisés au cadre extérieur. Ces traverses forment des éléments de rigidification et permettent le support des équipements électriques reçus dans le châssis. Ainsi, le châssis présente sur chacune de ses faces une structure en échelle. Avantageusement, les profilés 14 et les moyens de liaison 16 sont réalisés en matériau composite incorporant un polymère. Plus précisément, et comme illustré sur la figure 2, les profilés 14 sont des éléments tubulaires creux. Leur section est par exemple circulaire ou polygonale. Dans ce dernier cas, chaque profilé est prismatique. Dans le mode de réalisation illustré aux figures, chaque profilé est de section carrée. Les profilés sont réalisés en matériaux composites par enroulement sur un mandrin amovible de filaments noyés dans une résine polymère. Les filaments peuvent former une nappe tissée. Les filaments sont par exemple formés de de fibres d'aramides. Pour la fabrication d'un profilé, les filaments ainsi enduits de la résine polymère et portés par le mandrin sont pré-polymérisés, par exemple par chauffage à une première température de pré-polymérisation. Après pré-polymérisation, le mandrin est retiré et le profilé rigide obtenu est coupé à la longueur souhaitée. Avantageusement, des inserts métalliques 24 sont engagés et fixés aux travers des extrémités ouvertes du profilé. Ces inserts présentent avantageusement une paroi s'étendant transversalement à la longueur du profilé. Cette paroi est percée d'un trou taraudé 26. Les moyens de liaison 16 sont constitués d'un ensemble de flasques de liaison et de verrouillage illustrés sur les figures 3A, 3B, 3C, 3D, 4A, 4B, 4C et 4D. Pour chaque noeud 17, les moyens de liaison 16 comportent au moins deux flasques de liaison entre lesquels sont enserrés les profilés à assembler. Chaque flasque délimite un canal dans lequel sont emboîtés, au moins partiellement, au moins deux profilés. En outre, des flasques de verrouillage délimitant eux aussi un canal sont engagés autour des flasques de liaison de sorte que les flasques de liaison soient emboîtés dans les flasques de verrouillage, ces derniers s'étendant à cheval sur deux flasques de liaison. Avant assemblage final du châssis, chaque flasque est constitué d'un matériau polymérisable déjà pré-polymérisé. La résine utilisée pour former les flasques et les profilés est par exemple une résine époxy. Pour sa fabrication, chaque flasque est mis en forme sur un mannequin amovible ou dans un moule. Il est chauffé à une première température de pré-polymérisation, garantissant un maintien en forme du flasque après retrait du mannequin ou extraction du moule. De manière générale, chaque flasque délimite un canal formé d'un fond bordé de deux flancs s'étendant généralement perpendiculairement au fond. La section transversale du canal est sensiblement égale à la section ou la demisection d'un profilé 14, permettant ainsi un emboîtement partiel ou total d'un profilé dans le canal défini par chaque flasque. Pour la formation d'un châssis, deux familles de flasques de liaison et/ou de verrouillage sont utilisées. Une première famille de flasques illustrée sur les figures 3A à 3D est adaptée pour assurer la liaison d'au moins deux profilés s'étendant perpendiculairement les uns aux autres, ces profilés étant reliés depuis leur extrémité. La seconde famille de flasques illustrée sur les figures 4A à 4D est adaptée pour assurer la liaison d'au moins deux profilés, le noeud de liaison des profilés étant formé dans la partie courante d'au moins un profilé. Ainsi, la seconde famille de flasques permet de créer des noeuds présentant généralement la forme d'un T. Le flasque 28 illustré sur la figure 3A présente un fond 30 ayant une forme générale d'équerre et comportant deux bras s'étendant perpendiculairement l'un à l'autre. Le fond 30 est bordé latéralement de part et d'autre de flancs 32,34 s'étendant en vis-à-vis. Chaque flanc 32,34 présente un coude à angle droit dans la région de liaison des deux bras du fond. Ainsi, le flasque 28 définit un canal présentant deux segments coplanaires disposés perpendiculairement l'un à l'autre. La hauteur des flancs 32 est avantageusement égale à la moitié de l'épaisseur du profilé 14. Le flasque 36 illustré sur la figure 3B présente un fond 38 constitué de deux pans non coplanaires s'étendant perpendiculairement l'un à l'autre. Le fond 38 est bordé, de part et d'autre, par deux flancs 40, 42 s'étendant parallèlement l'un à l'autre et perpendiculairement à la ligne de liaison des deux pans perpendiculaires constituant le fond 38. Le flanc 40 s'étend continûment suivant la longueur des deux pans constituant le fond 38. Au contraire, le flanc 42 est constitué de deux panneaux séparés par une encoche 44 ménagée dans la région de liaison des deux pans formant le fond 38. L'encoche 44 est délimitée par deux bords rectilignes délimitant un angle droit. Sur la figure 3C sont représentés deux flasques 46 de formes générales identiques emboîtés partiellement l'un dans l'autre. Ces flasques ont une configuration identique à celle du flasque 28. Les flasques 46 constituent des éléments chiraux, c'est-à-dire symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan de symétrie. Ils sont décalés angulairement de 900 sur la figure 3C. Le flasque 50 illustré sur la figure 3D est destiné à recevoir trois profilés orthogonaux à assembler. A cet effet, le flasque 50 présente un canal en forme d'équerre sensiblement identique au canal délimité par le flasque 28. Les deux bras délimitant le fond du canal sont séparés par une encoche 52 de forme carrée et dont les dimensions correspondent à la section du profilé 14. Ainsi, le fond du canal présente deux panneaux 54 indépendants. Le long de l'encoche 52, les flancs les plus longs 34 bordant le fond du canal se prolongent de l'autre côté du fond pour former une jupe 56 constituée de deux parois s'étendant perpendiculairement l'une à l'autre. Sur la figure 4A sont représentés deux flasques identiques 60 disposés symétriquement l'un à l'autre. Chaque flasque définit un canal à trois bras présentant une forme générale en T. En particulier, le flasque présente un fond plat 62 en forme de T. Le fond 62 présente une branche principale rectangulaire reliée dans sa partie médiane à une branche intermédiaire s'étendant perpendiculairement à la branche principale. Chaque branche du fond 62 est bordée latéralement par un flanc. La hauteur des flancs est égale à la moitié de l'épaisseur du profilé 14. La branche principale du fond est bordée par un flanc rectiligne 66. Le bord opposé du flanc rectiligne et chacun des deux bords parallèles opposés de la branche secondaire sont bordés par un flanc continu 68 présentant deux panneaux s'étendant perpendiculairement l'un à l'autre. Sur les figures 4B et 4C sont représentés deux flasques identiques tournés de 1800. Ces flasques sont sensiblement analogues aux flasques 36. Toutefois, les deux flancs bordant le fond 38 sont continus. Ainsi, les flasques 70 sont dépourvus d'encoche 44. Enfin, sur la figure 4D est représenté un canal rectiligne présentant un fond plat 82 rectangulaire dont la largeur correspond à l'épaisseur du profilé 14. Les bords longitudinaux du fond 82 sont bordés, de part et d'autre, par deux flancs 84 dont la hauteur est égale à la moitié de l'épaisseur du profilé 14. En outre, des encoches 90 ou des perçages 92, visibles sur les figures 3A, 3C et 3D, sont ménagés avant montage au travers des flasques dans l'alignement des trous taraudés formés à l'extrémité des profilés rectilignes 14. Ces encoches ou perçages permettent le passage de tiges de vis. Pour former des noeuds de liaison assurant la solidarisation de deux profilés ou plus s'étendant perpendiculairement les uns aux autres, des flasques tels qu'illustrés sur les figures 3A à 4D sont rapportés autour des profilés adjacents de sorte que les profilés soient reçus dans les canaux définis par ces flasques. En particulier, les profilés sont enserrés entre au moins deux flasques engagés autour des profilés suivant des sens opposés. Par exemple, pour la liaison formée au noeud 17A sur la figure 1, les profilés 22A, 22B et 22C sont engagés dans un flasque 50 assurant la liaison. Un flasque 28 assurant également la liaison est rapporté sur les profilés 22A et 22B. Enfin, un flasque 36 est emboîté à cheval sur les flasques 30 et 50 afin de maintenir ceux-ci assemblés et ainsi verrouiller le noeud. Pour la réalisation de la liaison au noeud noté 17B sur la figure 1, les profilés 22D et 22E sont maintenus insérés entre deux flasques de liaison 60 tels qu'illustrés sur la figure 4A. Pour assurer le maintien des deux flasques 60 autour des profilés 22D et 22E, un flasque de verrouillage 80 tel qu'illustré sur la figure 4D est emboîté à cheval sur les deux flasques 60. De plus, deux flasques de verrouillage 70 sont emboîtés sur les flasques 60 adjacents dans les angles délimités entre les profilés 22D et 22E. Pour assurer la cohésion finale du châssis support, les profilés et les flasques assemblés par emboîtement et déjà pré-polymérisés sont co- polymérisés par chauffage du châssis à une seconde température de polymérisation. Avantageusement, lors du montage par emboîtement des flasques autour des profilés, de la colle est disposée sur les surfaces en contact des profilés et des flasques ou des flasques entre eux afin d'assurer une liaison préalable à la polymérisation. Le châssis support étant formé par assemblage de profilés retenus les uns aux autres par des flasques emboîtés, on comprend qu'aucune vis ou système de boulonnage n'est nécessaire. De plus, la cohésion finale du châssis étant obtenue par polymérisation des profilés et des flasques entre eux. La liaison par voie chimique ainsi obtenue assure une grande rigidité du châssis. Aucun trou n'étant nécessaire dans les profilés pour assurer l'assemblage, le châssis peut être réalisé rapidement. La présence des flasques de verrouillage emboîtés à cheval sur deux flasques de liaison eux-mêmes engagés autour des profilés à assembler assure une bonne tenue mécanique des noeuds de liaison suivant toutes les directions, et une bonne continuité du châssis suivant sa surface externe, améliorant ainsi son aspect visuel. En variante, les profilés et les flasques sont complètement polymérisés avant assemblage du châssis. Les flasques sont alors collés lors du montage du châssis pour assurer sa solidité. Dans ce cas, les profilés et les flasques peuvent être réalisés dans d'autres matériaux. REVENDICATIONS 1.-Châssis support (10) pour des équipements électriques comportant des profilés (14,22) assemblés les uns aux autres par des moyens de liaison (16) disposés en des noeuds (17), caractérisé en ce que, pour chaque noeud (17), les moyens de liaison (16) comportent au moins deux flasques de liaison (28,50, 60) entre lesquels sont enserrés les profilés (14,22) à assembler, chaque flasque (28,50, 60) délimitant un canal dans lequel sont emboîtés, au moins partiellement, au moins deux profilés, et en ce que les moyens de liaison (16) comportent au moins un flasque de verrouillage (36,70, 80) délimitant un canal, au moins deux flasques de liaison (28,50, 60) étant emboîtés au moins partiellement dans le canal défini par le ou chaque flasque de verrouillage (36, 70,80), le ou chaque fiasque de verrouillage (36,70, 80) s'étendant à cheval sur les deux flasques de liaison (28,50, 60). 2.-Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque flasque (28,36, 50,60, 70,80) est solidarisé par l'intermédiaire de liaisons chimiques aux profilés (14,22) ou aux autres flasques. 3.-Châssis selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque flasque (28,36, 50,60, 70,80) est collé. 4.-Châssis selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque flasque (28,36, 50,60, 70,80) est réalisé dans un matériau polymérisable, et en ce que chaque flasque (28,36, 50,60, 70,80) est polymérisé après mise en place autour des profilés (14,22) ou d'autres flasques. 5.-Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur du canal de chaque flasque est sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur des profilés assemblés (14,22). 6.-Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque profilé (14,22) est un élément tubulaire réalisé par enroulement d'un ensemble de fibres imprégné de résine et polymérisé. 7.-Procédé de fabrication d'un châssis support (10) pour des équipements électriques comportant une phase d'assemblage de profilés (14, 22) à l'aide de moyens de liaison (16) disposés en des noeuds (17), caractérisé en ce que l'assemblage par les moyens de liaison (16) comporte une première étape consistant à enserrer les profilés à assembler entre au moins deux flasques de liaison (28,50, 60), chaque flasque délimitant un canal dans lequel sont emboîtés les profilés et une deuxième étape consistant à rapporter au moins un flasque de verrouillage (30,76, 80) délimitant au moins un canal sur au moins deux flasques de liaison (28,50, 60) de sorte que les flasques de liaison (28,50, 60) sont emboîtés au moins partiellement dans le canal défini par le ou chaque flasque de verrouillage (36,70, 80), le ou chaque flasque de verrouillage (36,70, 80) s'étendant à cheval sur les deux flasques de liaison (28,50, 60). 8.-Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les flasques de liaison (28,50, 60) et les flasques de verrouillage (36,70, 80) sont réalisés en des matériaux polymérisables, et en ce qu'après emboîtement des profilés dans des flasques, les flasques sont polymérisés. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que avant emboîtement des profilés dans les flasques, de la colle est interposée entre les flasques et les profilés.