Brevet FR2906853A1 — publié le 20080411

DISPOSITIF DE PROTECTION DE MOYENS DE FIXATION La présente invention concerne un dispositif de protection de moyens de fixation tels que des éléments de visserie notamment applicable à la suppression des frottements entre ces éléments et le fuselage d'un aéronef. La fixation de joints entre le ventre mou et le fuselage d'un aéronef est réalisée par des éléments de visserie comportant une vis et un écrou. Le ventre mou d'un aéronef est un assemblage disposé sous le fuselage habitable pressurisé d'un aéronef et recevant en particulier le train principal lors de sa rentrée. Il est par exemple constitué d'une structure de fines cloisons métalliques recouverte de panneaux en composite. Pour assurer une étanchéité entre le ventre mou et le fuselage, un joint est installé sur le bord périphérique du ventre mou, ce joint venant fermer l'interstice entre le carénage du ventre mou et le fuselage. Ce joint est fixé par des moyens de fixation tels qu'un ensemble écrou, couvre joint et vis avec éventuellement une rondelle, selon les montages. Des exemples de montage de joints de l'art antérieur sont représentés aux figures 1A à 1 D. Selon les montages, la vis, l'écrou ou la rondelle sont très proches du fuselage. Dans la définition de l'ensemble assemblé, une distance minimale entre 20 l'ensemble vis-écrou et le fuselage est fixée. La distance réelle entre l'assemblage et le fuselage n'est toutefois pas quantifiable et pendant le vol, les déformations de la structure font que la distance de sécurité entre l'extrémité de la vis et le fuselage n'est plus garantie. 2906853 2 Un problème pouvant apparaître est que si le distance entre les moyens de fixation et le fuselage devient nulle, le sommet de ces moyens de fixation et en particulier de la vis, de l'écrou ou de la rondelle va frotter contre le fuselage et user la peau du fuselage. 5 Les zones endommagées peuvent alors devenir des sièges de corrosion ou des amorces de criques. Il a été employé des rondelles en thermoplastique polyamide pour ralentir ce phénomène mais de telles rondelles s'usent rapidement et finissent par laisser les moyens de fixation directement en contact avec la peau du fuselage. 10 La présente invention vise à offrir une protection plus efficace du fuselage contre les risques de frottement des moyens de fixation du joint de ventre mou contre le fuselage et propose pour ce faire un dispositif de protection de moyens de fixation d'un premier élément sur un deuxième élément, les moyens de fixation comportant une première extrémité en regard d'un troisième élément, le dispositif 15 de protection comportant une cale souple, s'intercalant entre ladite première extrémité et le troisième élément, pourvue d'une face de frottement avec ledit troisième élément et pourvue d'une face de montage sur au moins un élément de fixation partie des moyens de fixation. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le premier élément est un joint périphérique, le deuxième élément est un panneau de ventre mou d'aéronef et le troisième élément est un fuselage d'aéronef, le joint périphérique étant solidarisé au panneau par les moyens de fixation traversant le panneau et le joint, une extrémité des moyens de fixation faisant face au fuselage d'aéronef. Le concept de la solution de l'invention est qu'en contradiction avec les solutions visant à maintenir ou accroître la distance de sécurité entre l'extrémité des moyens de fixation et le fuselage, la cale souple, qui recouvre la première extrémité des moyens de fixation, vient en contact avec le troisième élément et notamment le fuselage d'un aéronef. La distance de sécurité difficile à garantir est ainsi supprimée et on réalise un dispositif pour lequel les moyens de fixation sont en appui sur le fuselage au travers de la cale souple. La cale est définie pour éviter tout risque de blesser la surface du troisième élément. 2906853 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation non limitatifs de l'invention en référence aux dessins qui représentent: aux figures 1A à 1 D: des vues en coupe d'exemples de réalisation de 5 fixations d'un joint de l'art antérieur; en figure 2: une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; en figure 3: un détail en coupe de l'exemple de la figure 2; en figure 4: une vue en coupe d'une variante de l'exemple de la figure 2; 10 en figure 5: une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention; en figure 6: une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation de l'invention; en figure 7 une vue de dessus d'un panneau de ventre mou d'aéronef 15 équipé du dispositif de la figure 6. Les figures 1A à 1 D représentent divers exemples de moyens de fixation d'un joint 7 sur un panneau 8 de ventre mou d'aéronef selon l'art antérieur. Ces moyens dépourvus de moyens de protection nécessitent une distance de sécurité précise entre le sommet du dispositif de fixation en regard de la peau 20 du fuselage et ce dernier. Ces exemples de moyens de fixation comportent une vis 5 et un écrou 61, 62, 63, 64. La vis 5 traverse le panneau 8 et est reçue dans l'écrou 61, 62, 63, 64 qui comporte une partie inférieure tubulaire s'insérant dans un logement réalisé dans 25 le joint. Selon l'exemple de la figure 1A, l'écrou 61 comporte une collerette emprisonnant une rondelle couvre joint 21 appliquée sur le joint en périphérie du logement. L'exemple de la figure 1B est similaire à l'exemple de la figure 1A à ceci 30 près que la face supérieure de l'écrou 62 et l'extrémité de la vis 5 sont arasées pour accroître l'espace entre l'extrémité des moyens de fixation et la paroi du fuselage 9 en regard de cette extrémité. 2906853 4 Dans l'exemple de la figure 1C, l'écrou 63 comporte une partie inférieure fraisée appuyant sur une rondelle de serrage 27 qui elle même applique la rondelle couvre joint 21 sur le joint 7. Dans cet exemple, l'extrémité de la vis en regard du fuselage reste 5 proéminente et risque de blesser la peau du fuselage. Dans l'exemple de la figure 1 D l'écrou 64 comporte encore une partie externe fraisée mais, pour ce mode de réalisation, une rondelle 28 en matériau synthétique, munie d'un rebord annulaire 29, est intercalée entre l'écrou et le joint. Le rebord annulaire 29 est réalisé pour venir en contact avec le fuselage 10 avant les moyens de fixation en sorte de limiter les risques de blessure de la peau du fuselage. Il reste que la rondelle 28 est susceptible de s'user rapidement et de perdre toute efficacité pour protéger le fuselage. Dans le cadre de l'application du dispositif selon l'invention à la fixation d'un 15 joint sur un ventre mou d'aéronef, le dispositif de protection doit être applicable à la fois sur les avions en cours de fabrication et sur les avions en service. La solution ne doit exiger qu'un minimum de modifications sur la définition de l'avion de sorte qu'elle soit rapidement applicable et qu'elle n'amène pas d'augmentation significative de la masse de la structure. 20 Elle doit garantir la démontabilité du joint sans endommagement du ventre mou ou du joint. Un premier mode de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention répondant à ces critères est représenté aux figures 2 et 3. Ce dispositif de protection 1 représenté dans son ensemble en position à la 25 figure 2 protège des moyens de fixation 5, 6 d'un premier élément 7 sur un deuxième élément 8, les moyens de fixation 5, 6 comportant une première extrémité en regard d'un troisième élément 9. Selon l'application concernée par le mode de réalisation de la figure 2, le premier élément 7 est un joint périphérique, le deuxième élément 8 est un 30 panneau de ventre mou d'aéronef et le troisième élément 9 est un fuselage d'aéronef sur lequel s'applique élastiquement le joint périphérique 7. 2906853 5 Le joint périphérique 7 est solidarisé au panneau 8 par les moyens de fixation traversant le panneau et le joint, une extrémité des moyens de fixation faisant face au fuselage de l'aéronef. Le dispositif de protection comporte une cale souple 10 s'intercalant entre la 5 première extrémité des moyens de fixation et le troisième élément, ici la première extrémité est l'extrémité de la vis 5 et la face supérieure, selon l'orientation de la figure, de l'écrou 6 dans lequel se visse la vis 5. La cale souple est pourvue d'une face de frottement 14 avec ledit troisième élément et pourvue d'une face de montage 15 sur au moins un élément des 10 moyens de fixation, ici l'écrou 6 partie des moyens de fixation. L'écrou, serré sur la vis, comporte une face inférieure 16 prenant appui sur le premier élément, et une face supérieure 17 sur laquelle prend appui la face de montage 15 de la cale souple. La vis et l'écrou serrent le joint 7 et le panneau 8 du ventre mou. 15 L'écrou 6 de la figure 2, aussi représenté sur la vue agrandie de la figure 3, est un écrou comportant une face inférieure pourvue d'un épaulement 30 définissant une section inférieure tubulaire 31 entrant dans un logement ménagé dans le joint. La section inférieure tubulaire est destinée à localiser l'écrou dans son logement de réception et destinée à maintenir un positionnement correct du 20 joint longitudinalement et latéralement. L'épaulement 30 définit pour sa part une section supérieure élargie de l'écrou constituant une surface d'appui de l'écrou sur le joint pour appliquer fermement le joint 7 sur le panneau 8. Selon ce premier exemple défini aux figures 2 et 3 la cale souple comporte 25 une calotte souple 10, 11 solidarisée à une bague de maintien 19. pour fixer la bague de maintien sur l'écrou, l'écrou comporte un filetage externe 18, sur au moins une partie de sa surface externe joignant sa face inférieure à sa face supérieure, et la bague de maintien est pourvue d'un filetage interne, complémentaire dudit filetage externe 18 réalisé sur la surface externe de 30 l'écrou. Ainsi la bague de maintien recevant la calotte souple se visse sur l'écrou. Pour maintenir la calotte souple sur la bague, la calotte souple 10, 11 comporte, du côté de sa face de montage sur la bague 19, une collerette 20 2906853 6 s'insérant dans une gorge de la bague 19 pour solidariser la calotte et la bague de maintien 19. Selon ce mode de réalisation, le dispositif de fixation comporte une rondelle 21 couvre joint qui est disposée entre le premier élément 7 et la bague 19. 5 Ainsi, lorsqu'on serre la bague du dispositif de protection vissée sur l'écrou, on applique la rondelle 21 couvre joint sur le joint 7 ce qui augmente la surface d'appui du dispositif de fixation sur le joint 7 et participe à son positionnement correct et à sa rétention. La cale souple 10 comporte sur sa face de montage, dans la calotte, un 10 logement 23 de réception de l'extrémité de la tige de la vis 5 ce qui permet de faire dépasser l'extrémité de la vis de l'écrou 6. La calotte est préférablement réalisée en matériau élastomère. Selon la variante de réalisation de la figure 4, la cale souple 11 comporte de la même manière une calotte souple et une bague. 15 La calotte de la cale souple comporte un logement 23', de réception d'un ressort de précontrainte 24, débouchant sur la face de montage de la cale, le ressort 24 venant en appui contre une partie 5 des moyens de fixation pour étirer la cale souple de sorte que sa face de frottement 14 appuie contre le troisième élément 9. 20 Selon le mode de réalisation de la figure 5 l'écrou 6' est un écrou modifié qui comporte une collerette annulaire 25 élargie munie d'une face supérieure de réception de la face de montage 15 de la cale souple et la cale souple est constituée d'une calotte surmoulée 12 sur ladite collerette annulaire. Selon cet exemple, la collerette annulaire 25 est munie d'une face inférieure 25 d'appui sur une rondelle 21 couvre joint disposée entre la collerette annulaire 25 et le premier élément 7 constitué par le joint. La collerette annulaire 25 appuie directement sur la rondelle couvre joint 21 pour appliquer le joint 7 sur le panneau 8. La face supérieure de la calotte souple peut comporter un crénelage 30 limitant le glissement de cette calotte contre la peau du panneau 8 de fuselage. Selon le mode de réalisation de la figure 6, la cale souple est une bande allongée 13 s'intercalant entre une pluralité desdits moyens de fixation et le troisième élément, les moyens de fixation formant une ligne de fixation. 2906853 7 La pluralité de moyens de fixation comporte des écrous 6" pourvus d'une face, en regard de la cale, élargie par un plateau 26 d'appui de la face de montage de la cale 13 formée par la bande allongée. La face d'appui de la cale 13 est préférablement collée sur les moyens de 5 fixation constituant la ligne de fixation. Pour ce mode de réalisation, l'écrou 6" comporte sous le plateau 26 une partie fraisée complémentaire d'une rondelle frein 32 appuyant sur la rondelle couvre joint 21 pour appliquer le joint 7 sur le panneau 8. La partie inférieure de l'écrou du côté opposé au plateau 26 reste une partie 10 tubulaire reçue dans le trou de fixation du joint 7 pour maintenir le joint longitudinalement et latéralement sur le panneau 8. La figure 8 représente le second élément 8 constitué ici par un panneau de ventre mou d'aéronef en vue de dessus, les moyens de fixation du joint 7 dans la partie du panneau 8 se trouvant en regard du fuselage de l'aéronef étant 15 recouverts par la cale souple 13 réalisée sous forme d'une bande allongée. Pour l'ensemble de ces exemple, la calotte, formant la partie de la cale souple 10, 11, 12, 13 en regard du troisième élément et comme il a été vu plus haut avantageusement en contact et en appui sur ce dernier, est constituée préférablement d'un matériau élastomère. 20 L'invention ne se limite pas aux exemples représentés et notamment la partie supérieure de la calotte de la cale souple peut être conformer en dôme comme représenté ou posséder d'autres géométries en fonction de l'angle entre le panneau 8 du ventre mou et le panneau du fuselage de l'aéronef. En outre, l'invention peut s'appliquer à toute structure pour laquelle des 25 moyens de fixation dépassent d'un premier élément de structure et risquent de frotter contre un second élément de la structure. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de protection (1, 2, 3, 4) de moyens de fixation (5, 6) d'un premier élément (7) sur un deuxième élément (8), les moyens de fixation comportant une première extrémité en regard d'un troisième élément (9), caractérisé en ce qu'il comporte une cale souple (10, 11, 12, 13), s'intercalant entre ladite première extrémité et le troisième élément, pourvue d'une face de frottement (14) avec ledit troisième élément et pourvue d'une face de montage (15) sur au moins un élément de fixation (6) partie des moyens de fixation. 2 - dispositif de protection selon la revendication 1 pour lequel le premier élément (7) est un joint périphérique, le deuxième élément (8) est un panneau de ventre mou d'aéronef et le troisième élément (9) est un fuselage d'aéronef, et pour lequel le joint périphérique (7) est solidarisé au panneau (8) par les moyens de fixation traversant le panneau et le joint, une extrémité des moyens de fixation faisant face au fuselage d'aéronef. 3 - dispositif de protection selon la revendication 1 ou 2 pour lequel les moyens de fixation comportent une vis (5) et un écrou (6), l'écrou, serré sur la vis, comportant une face inférieure (16) prenant appui sur le premier élément, et une face supérieure (17) sur laquelle prend appui la face de montage (15) de la cale souple. 4 - dispositif de protection selon la revendication 3 pour lequel la cale souple comporte une calotte souple (10, 11) solidarisée à une bague de maintien (19) et pour lequel l'écrou comporte un filetage externe (18) sur au moins une partie de sa surface externe joignant sa face inférieure à sa face supérieure, la bague de maintien étant pourvue d'un filetage interne complémentaire dudit filetage externe (18). 5 - dispositif de protection selon la revendication 4 pour lequel la calotte souple (10, 11) comporte, du côté de sa face de montage, une collerette (20) s'insérant dans une gorge de la bague de maintien (19) pour solidariser la calotte et la bague de maintien. 6 - dispositif de protection selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en 30 ce qu'il comporte une rondelle (21) couvre joint disposée entre le premier élément (7) et la bague (19). 2906853 9 7 - dispositif de protection selon l'une des revendications 3 à 6 pour lequel la cale souple (10, 11, 12, 13) comporte sur sa face de montage un logement (23) de réception de l'extrémité de la tige de la vis (5). 8 - dispositif de protection selon l'une des revendications 3 à 7 pour 5 lequel la cale souple (11) comporte un logement (23'), de réception d'un ressort de précontrainte (24), débouchant sur la face de montage de la cale, le ressort (24) venant en appui contre une partie (5) des moyens de fixation pour étirer la cale souple de sorte que sa face de frottement (14) appuie contre le troisième élément (9). 10 9 - dispositif de protection selon la revendication 3 pour lequel l'écrou (6') comporte une collerette annulaire (25) munie d'une face supérieure de réception de la face de montage (15) de la cale souple et pour lequel la cale souple est constituée d'une calotte surmoulée (12) sur ladite collerette annulaire. 10 - dispositif de protection selon la revendication 9 pour lequel la 15 collerette annulaire (25) est munie d'une face inférieure d'appui sur une rondelle (21) couvre joint disposée entre la collerette annulaire (25) et le premier élément (7). 11 - dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 3 pour lequel la cale souple est une bande allongée (13) s'intercalant entre une pluralité 20 desdits moyens de fixation et le troisième élément, les moyens de fixation formant une ligne de fixation. 12 - dispositif de protection selon la revendication 11 pour lequel la pluralité de moyens de fixation comporte des écrous (6") pourvus d'une face en regard de la cale élargie par un plateau (26) d'appui de la face de montage de la 25 cale (13) formée par la bande allongée. 13 - dispositif de protection selon la revendication 12 pour lequel la face d'appui de la cale (13) est collée sur les moyens de fixation constituant la ligne de fixation. 14 - dispositif de protection selon l'une des revendications précédentes 30 pour lequel la partie de la cale souple (10, 11, 12, 13) en regard du troisième élément est constituée d'un matériau élastomère.