Brevet FR2932707A1 — publié le 20091225

Dispositif pour l'extraction de protections de têtes de raidisseurs structuraux La présente invention appartient au domaine de la fabrication de structure comportant des éléments raidisseurs. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif pour retirer des protections temporaires ou permanentes placées sur les têtes de raidisseurs sans endommager les raidisseurs et les structures environnantes, en particulier les structures en matériaux composites. L'utilisation de panneaux raidis est fréquente dans les structures, comme par exemple les structures primaires des aéronefs. En particulier, les matériaux composites sont de plus en plus répandus en raison de l'allègement de masse qu'ils permettent d'obtenir pour de telles structures. Un panneau raidi 1 est composé d'une peau 11 et de raidisseurs 12. Souvent, comme dans l'exemple de la figure 1, un raidisseur 12 comporte une surface libre du côté du raidisseur 12 opposé à la peau 11, dite 123 de raidisseur. En particulier, lorsque le raidisseur est en matériau composite, la tête 15 est particulièrement vulnérable aux chocs. Ainsi, lors des opérations de fabrication, d'assemblage et lors de la manipulation de tels panneaux, la simple chute d'un outil peut conduire à des endommagements d'un raidisseur, par exemple, des délaminations qui affectent la qualité structurale du panneau raidi. 20 Une solution connue pour diminuer la vulnérabilité des panneaux et plus particulièrement la sensibilité aux chocs des raidisseurs consiste à placer sur la tête du raidisseur des protections temporaires ou permanentes, par exemple de type cavalier, ayant des caractéristiques élastiques, par exemple un matériau métallique, et s'étendant sur la longueur du raidisseur à protéger. 25 En cas de choc ou de trace d'impact observé sur une protection de raidisseur lors des opérations de fabrication, d'assemblage ou de manipulation de tels panneaux, celle-ci est retirée afin de contrôler si le raidisseur ne présente pas de traces d'endommagement qui conduirait à réparer voire, dans des cas extrêmes, à remplacer le panneau. Lorsque les opérations d'assemblage et de fabrication sont terminées, 5 les protections de raidisseurs temporaires sont retirées pour éviter un alourdissement inutile de la structure. Il est évidemment essentiel que l'extraction des protections de raidisseurs soit réalisée sans risque d'endommager les raidisseurs ou les structures environnantes. 10 Or actuellement, les outils utilisés, tels que par exemple des pinces, pour retirer les protections ne sont pas des outils spécifiques et par conséquent peuvent entraîner des risques d'endommagement des structures environnantes, tels que par exemple un ripage, ou encore des risques de blessure pour l'opérateur lors de cette opération de retrait, risques qui sont 15 augmentés du fait du grand nombre de raidisseurs et de protections à retirer. La mise en oeuvre d'un dispositif spécifique pour le retrait des protections de raidisseur s'avère importante pour diminuer les risques d'endommagements des structures environnantes sans exiger de l'opérateur une attention extrême incompatible avec le nombre de protections à extraire. 20 La présente invention concerne un dispositif d'extraction d'une protection placée sur une tête d'un raidisseur, ladite protection comportant une face supérieure externe recouvrant la tête du raidisseur, dite face d'appui, deux faces latérales en contact avec une âme du raidisseur et comportant chacune une extension latérale, dans une direction opposée à l'âme, le dispositif 25 d'extraction comportant : un premier sous-ensemble d'application d'une force d'extraction, dit levier comportant un premier bras, dit poignée, solidaire au niveau d'une zone de jonction d'un second bras, dit bras de réaction, d'appui sur la face d'appui de la protection, 30 un second sous-ensemble, dit crochet, d'accrochage de la protection et d'application d'un effort d'extraction sur des faces inférieures, à l'opposée de la face d'appui, des extensions latérales, ledit crochet étant solidaire du levier et articulé sur le levier autour d'un axe transversal à proximité de la zone de jonction. Le crochet comporte deux flancs latéraux, sensiblement parallèles entre eux de part et d'autre du bras de réaction, solidaires par des moyens de liaison, d'axe l'axe transversal, déterminant une largeur If, entre des faces internes des flancs latéraux, supérieure à une largeur maximale Imax de la protection, et comportant chacun au moins un élément escamotable, dit verrou, comportant une position escamotée pour dégager la largeur If entre les faces internes des flancs latéraux pour le passage du raidisseur et de la protection associée et une position de travail pour réduire la largeur If en une largeur réduite Ir, au niveau d'une zone entre les bords tombés de la protection et un pied du raidisseur, comprise entre une épaisseur e de l'âme du raidisseur et une largeur lp entre des extrémités libres des extensions latérales de la protection. Dans un mode de réalisation, chaque flanc latéral comporte, pour chaque verrou, un logement dans lequel le verrou associé est placé, lorsqu'il est en position escamotée. Avantageusement, pour permettre l'indépendance du levier par rapport au crochet, le dispositif d'extraction comporte des moyens d'articulation du levier par rapport au crochet, agencés autour des moyens de liaison, et traversant le levier. Dans un mode de réalisation, pour adapter le dispositif d'extraction à des protections de largeur Imax différentes, les moyens de liaison comportent des moyens de réglage de la largeur If entre les faces internes des flancs latéraux, de part et d'autre des moyens d'articulation. Dans un mode de réalisation, pour adapter le dispositif d'extraction à des protections de différentes hauteurs h, chaque flanc latéral présente, entre les moyens de liaison et une extrémité du coté du pied du raidisseur, une longueur L réglable. De préférence, la poignée du levier est de longueur réglable. De préférence, pour protéger le raidisseur lorsque les verrous sont en position de travail, chaque verrou comporte, à une extrémité, un revêtement de protection de l'âme du raidisseur. Dans un mode de réalisation, pour faciliter le centrage du dispositif d'extraction par rapport à la protection de raidisseur, ledit dispositif d'extraction comporte un système de centrage de part et d'autre des faces internes des flancs latéraux. La description détaillée de l'invention est faite en référence aux figures qui représentent : Figure 1, déjà citée, une vue schématique en perspective d'un panneau raidi conventionnel sans protection au niveau des têtes de raidisseurs, Figure 2, une vue schématique en perspective d'un raidisseur de panneau raidi avec des protections en place recouvrant partiellement la tête du raidisseur, Figure 3, une vue de coté d'un dispositif d'extraction suivant un 15 exemple de réalisation de l'invention, Figure 4, une section transversale du raidisseur et du dispositif d'extraction de la figure 3 en position escamotée, Figure 5, une section transversale du raidisseur et du dispositif d'extraction de la figure 3 en position de travail, 20 Figure 6, une vue de coté d'un dispositif d'extraction suivant un autre exemple de réalisation de l'invention. Figure 7a, une section transversale du raidisseur et du dispositif d'extraction de la figure 3 comportant un exemple de système de centrage, Figure 7b, une section transversale du raidisseur et du dispositif 25 d'extraction de la figure 3 comportant un autre exemple de système de centrage. Pour les besoins de la description de l'invention, la figure 2 présente et introduit un exemple d'un raidisseur 12, de plan de symétrie longitudinale 129, solidaire d'un panneau raidi 1. 30 Le raidisseur comporte un pied 122 du coté d'une peau 11 du panneau raidi 1, une âme 121 d'épaisseur e et une surface libre, opposée à la peau 11, dite tête 123. La tête 123 du raidisseur 12 comporte au moins une protection de raidisseur 2. Ladite au moins une protection de raidisseur 2 est de forme allongée et s'étend sur la tête 123 du raidisseur 12, sur tout ou partie d'une longueur dudit raidisseur. La au moins une protection de raidisseur 2 présente une section transversale en forme de cavalier et comporte : - une face supérieure externe recouvrant la tête 123 du raidisseur 12, dite face d'appui 21, - deux faces latérales 22 prenant appui sur des faces latérales 124 de l'âme 121 du raidisseur 12. Chaque face latérale 22 comporte une extension latérale 23, tel que par exemple un bord tombé, comme illustré sur la figure 2, dans une direction opposée au raidisseur 12. Afin d'absorber les chocs, la au moins une protection de raidisseur 2, entre ses faces d'appui 21 et latérales 22 et le raidisseur 12, comporte un élément absorbeur de choc 125 réalisé dans un matériau apte à se déformer au moins temporairement sous l'effet d'un choc, tel que par exemple un élastomère, adapté à la forme géométrique de l'âme 121 du raidisseur 12. La protection 2 de raidisseur présente une hauteur h, une largeur maximale Imax et une largeur lp entre des extrémités libres 231 des bords tombés 23. Dans l'exemple non restrictif de protection de raidisseur illustré sur les figures 2 à 5, les largeurs Imax et lp sont égales. Suivant l'invention, comme illustré sur la figure 3, un dispositif d'extraction 3 comporte essentiellement deux sous-ensembles, un premier sous-ensemble d'application d'une force d'extraction, dit levier 4, et un second sous-ensemble, dit crochet 5, d'accrochage d'une protection de raidisseur 2 et d'application d'un effort d'extraction sur des faces inférieures 232, à l'opposée de la face d'appui 21, des bords tombés 23. Le levier 4 comporte deux bras liés rigidement entre eux : - un premier bras, dit poignée 42, pour appliquer un effort extérieur sur le dispositif d'extraction 3, - un second bras, dit bras de réaction 41, comportant au moins un élément d'appui 414, tel que par exemple un élastomère, sur la face d'appui 21 de la protection 2 de raidisseur. La poignée 42 et le bras de réaction 41 sont solidaires au niveau d'une zone de jonction 44. Le crochet 5 est solidaire du levier 4 et articulé sur le levier 4 autour d'un axe transversal 521, à proximité de la zone de jonction 44. De préférence, le levier a une forme en L de sorte que la poignée 42 10 soit dégagée lorsque le dispositif d'extraction 3 est en place et que l'élément d'appui 414 est plaqué sur la protection 2 de raidisseur. Le crochet 5 comporte, comme illustré sur les figures 3 et 4, deux flancs latéraux 51, sensiblement parallèles entre eux de part et d'autre du bras de réaction 41 et sensiblement symétriques par rapport à un plan de symétrie 15 longitudinal 413 du dispositif d'extraction 3. Les deux flancs latéraux 51 sont maintenus au bras de réaction 41 par des moyens de liaison 52 comportant un arbre, dit arbre transversal, traversant le levier 4, de largeur I,, et les flancs latéraux 51, d'axe l'axe transversal 521, sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie longitudinal 413. 20 Dans un exemple de réalisation, les moyens de liaison 52 comportent une vis 522 traversant les flancs latéraux 51 et le levier 4, d'axe longitudinal l'axe 521, et un écrou de serrage 523 à une extrémité libre 524 de la dite vis, de part et d'autre de faces externes 512 des flancs latéraux 51. Les flancs latéraux 51 sont distants l'un de l'autre, entre des faces 25 internes 511 desdits flancs latéraux situées du coté du levier 4, d'une largeur If supérieure à la largeur maximale Imax de la protection de raidisseur 2 en place sur un raidisseur 12, de sorte à permettre le passage en épaisseur de l'âme 121 du raidisseur 12 et de la protection 2 associée entre les faces internes 511 des flancs latéraux 51. 30 Chaque flanc latéral 51 comporte au moins un élément escamotable, dit verrou 53, mobile par rapport au flanc latéral considéré et comportant au moins deux positions, dites position de travail et position escamotée. Dans la position escamotée, comme illustré sur la figure 4, chaque verrou 53 dégage entre les faces internes 511 des flancs latéraux 51 la largeur If suffisante pour garantir le libre passage du raidisseur 12 et de sa protection 2 associée, de largeur maximale Imax. Dans la position de travail, comme illustré sur la figure 5, qui est aussi de préférence la position stable de repos, le verrou 53 réduit la largeur If au niveau d'une zone entre le pied 122 du raidisseur 12 et les bords tombés 23 de la protection 2 de raidisseur, en une largeur réduite Ir entre une extrémité 535 de chaque verrou 53, de sorte que ladite largeur réduite Ir obtenue est supérieure à l'épaisseur e de l'âme 121 du raidisseur 12 et inférieure à la largeur lp entre des extrémités 231 des bord tombés. De préférence, pour protéger l'âme 121 du raidisseur 12 lorsque le verrou 53 est en position de travail, chaque extrémité 535 des verrous 53 comporte un revêtement de protection 534, tel que par exemple un feutre ou du Téflon. Dans un mode de réalisation, chaque flanc latéral 51 comporte un logement 515 par verrou 53 pour permettre, en position escamotée, l'engagement du verrou 53 dans le flanc latéral. Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur la figure 3, chaque flanc latéral 51 comporte un logement sous la forme d'une ouverture débouchante au niveau d'une extrémité 516, opposée au moyen de liaison 52, du flanc latéral 51 considéré. Dans un autre exemple de réalisation, comme illustré sur la figure 6, chaque flanc latéral 51 comporte deux logements sous la forme d'ouvertures débouchantes au niveau de l'extrémité 516 du flanc latéral 51 considéré. Le verrou 53 comporte par exemple deux pièces sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre, une première pièce, dite bras 532, une seconde pièce, dite mâchoire 533, qui sont reliées entre elles au niveau d'un arbre de rotation 531, suivant un axe sensiblement parallèle au plan de symétrie longitudinal 413. Dans la position de travail, le bras 532 est en butée sur la face extérieure 512 du flanc latéral 51. Dans la position escamotée, la mâchoire 533 pénètre dans le logement 515 du flanc latéral 51. Pour passer de la position de travail à la position escamotée, un appui manuel d'un opérateur ou de la protection 2 sur les mâchoires 533 entraîne, par rotation autour de l'arbre de rotation 531, le basculement de chaque mâchoire 533 vers les logements 515 des flancs latéraux 51. Dans un mode de réalisation, le verrou 53 présente une répartition des masses du bras 532 et de la mâchoire 533 par rapport à l'axe de l'arbre de rotation 531 telle que l'unique position stable générée par ladite répartition des masses est la position de travail ou de repos. Dans un autre mode de réalisation, pour passer de la position escamotée instable à la position stable de travail ou de repos, chaque verrou 53 comporte des moyens élastiques le reliant à un flanc latéral 51, tels que par exemple un ressort de rappel 54, pour ramener chaque verrou en position stable de travail ou de repos. Par exemple, le ressort de rappel 54 relie le bras 532 du verrou 53 au flanc latéral 51 et est tendu dans la position escamotée et partiellement ou non 20 tendu dans la position stable de travail ou de repos. Dans un mode de réalisation, pour adapter le dispositif d'extraction à des protections 2 de raidisseur de hauteurs h différentes, les flancs latéraux présentent, entre les moyens de liaison 52 et les extrémités 516, une longueur L réglable pour permettre l'insertion de protections 2 de différentes hauteurs. 25 Avantageusement, afin de permettre l'indépendance entre les flancs latéraux 51 et le levier 4 et garantir un degré de liberté entre ledit levier et lesdits flancs, le dispositif d'extraction 3 comporte des moyens d'articulation 6 du levier par rapport au crochet, agencés autour de l'arbre transversal des moyens de liaisons 52 et traversant le levier 4. 30 Les moyens d'articulation 6 permettent une rotation qui rétablit une isostaticité entre des appuis sur les faces inférieures 232 des bords tombés de la protection 2 au niveau de chaque verrou 53 et un appui sur la face d'appui 21 de ladite protection au niveau de l'élément d'appui 413. Dans un exemple de réalisation, les moyens d'articulation 6 sont un tube 61 traversant le levier 4 et tournant autour de l'arbre transversal des moyens de liaisons 52, de longueur sensiblement supérieure à la largeur I, du levier 4. Le tube 61 comporte, à des extrémités opposées, un rebord extérieur 62, par exemple de forme cylindrique, fixé sur une face interne 511 d'un flanc latéral 51. Dans un mode de réalisation, pour adapter le dispositif d'extraction 3 à des protections 2 de raidisseur de largeur Imax différentes, les moyens de liaison permettent d'ajuster la largeur If entre les face internes 511 des flancs latéraux et comportent, de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal 413, entre chaque face interne 511 d'un flanc latéral 51 et les moyens d'articulation 6, des moyens de réglage 7 de la largeur If entre lesdites faces internes des flancs latéraux pour permettre le passage de la protection 2 de raidisseur et du raidisseur. Dans un exemple de réalisation de moyens de réglage 7, lesdits moyens de réglage sont un ressort sensiblement identiquement précontraint de part et d'autre des moyens d'articulation 6 et positionné autour de l'arbre latéral des moyens de liaison 52. Dans un autre exemple de réalisation de moyens de réglage 7, lesdits moyens de réglage sont une cale, de même épaisseur entre les moyens d'articulation 6 et les faces internes 511 des flancs latéraux 51. Un jeu de cales, d'épaisseurs différentes, permet de modifier la largeur If entre les faces internes 511 des flancs latéraux 51 pour permettre le passage d'un raidisseur 12 et de l'élément de protection 2 associé. De préférence, pour faciliter l'extraction des protections 2 plus ou moins éloignées de l'opérateur ainsi que pour modifier la force nécessaire à l'extraction de la protection, la poignée 42 du dispositif d'extraction 3 est de longueur réglable. Dans un mode de réalisation, comme illustré sur les figures 7a et 7b, pour faciliter la mise en place et le centrage du dispositif d'extraction 3 par rapport à la protection 2 de raidisseur, ledit dispositif d'extraction comporte un système de centrage 9 de part et d'autre des faces internes 511 des flancs latéraux 51. Dans un exemple de réalisation illustré sur la figure 7a, le système de centrage 9 comporte une cale d'épaisseur constante ec, sensiblement en regard de chaque face latérale 22 de la protection 2 de raidisseur. Le centrage du dispositif d'extraction est ainsi réalisé tout au long de l'insertion de la protection. Dans un autre exemple de réalisation illustré sur la figure 7b, le système de centrage 9 comporte, sensiblement en regard de la face d'appui 21 de la protection 2, une cale d'épaisseur croissante vers les moyens de liaison 52. Le centrage du dispositif d'extraction est ainsi réalisé à la fin de l'insertion de la protection. De préférence, pour tenir compte d'une largeur It de la face d'appui 21 de la protection tout en maintenant la largeur réduite Ir entre les extrémités 535 des verrous en position de travail comprise entre l'épaisseur e de l'âme 121 du raidisseur et la largeur lp entre les extrémités 231 des bords tombés 23, les cales sont d'épaisseur réglable. Par exemple, chaque flanc latéral 51 comporte une ouverture (non représentée) pour permettre l'engagement de tout ou partie de la cale dans le flanc latéral considéré et réduire l'épaisseur ec de chaque cale entre les deux flancs latéraux 51. Pour retirer une protection 2 positionnée sur un raidisseur 12 à partir du dispositif d'extraction 3 suivant l'invention, ledit dispositif d'extraction est positionné sur la protection 2 de telle sorte que le plan de symétrie longitudinal 413 du dispositif d'extraction 3 est sensiblement dans le plan de symétrie longitudinal 129 du raidisseur 12. Lorsque la face d'appui 21 de la protection 2 touche les verrous 53, en position stable de repos, lesdits verrous libèrent le passage entre les flancs latéraux 51 en pivotant dans les logements 515 des flancs latéraux 51 au fur et à mesure de l'insertion de la protection 2 entre lesdits flancs latéraux. Lorsque la protection 2 est rentrée entre les flancs latéraux 51 du dispositif d'extraction 3 au delà des verrous 53, lesdits verrous reviennent en position de repos/travail et bloquent la protection 2 dans le dispositif d'extraction au niveau des faces intérieures 232 des bords tombés 23. L'opérateur applique une force sur la poignée 42 du dispositif d'extraction, en prenant appui sur l'élément d'appui 414 du bras de réaction 41, générant un couple suffisant pour soulever le dispositif d'extraction au niveau des flancs latéraux et entraîner simultanément la protection bloquée entre ses flancs latéraux par les verrous 53. La protection 2 est extraite de la tête 123 du raidisseur 12 sans endommager ledit raidisseur ni la structure environnante. L'invention permet donc d'extraire les protections de raidisseur sans nécessiter une attention extrême de la part de l'opérateur tout en diminuant les risques d'endommagement des structures environnantes. REVENDICATIONS1- Dispositif d'extraction (3) d'une protection (2) placée sur une tête (122) d'un raidisseur (12), ladite protection comportant une face supérieure externe recouvrant la tête (122) du raidisseur, dite face d'appui (21), deux faces latérales (22) en contact avec une âme (121) du raidisseur (12) et comportant chacune une extension latérale (23), dans une direction opposée à l'âme (121), caractérisé en ce que le dispositif d'extraction (3) comporte : un premier sous-ensemble d'application d'une force d'extraction, dit levier (4) comportant un premier bras, dit poignée (42), solidaire au niveau d'une zone de jonction (44) d'un second bras, dit bras de réaction (41), d'appui sur la face d'appui (21) de la protection (2), un second sous-ensemble, dit crochet (5), d'accrochage de la protection (2) et d'application d'un effort d'extraction sur des faces inférieures (232), à l'opposée de la face d'appui (21), des extensions latérales (23), ledit crochet étant solidaire du levier (4) et articulé sur le levier autour d'un axe transversal (521) à proximité de la zone de jonction (44). 2- Dispositif d'extraction (3) suivant la revendication 1 dans lequel le crochet (5) comporte deux flancs latéraux (51), sensiblement parallèles entre eux de part et d'autre du bras de réaction (41), solidaires par des moyens de liaison (52), d'axe l'axe transversal (521), déterminant une largeur If, entre des faces internes (511) des flancs latéraux (51), supérieure à une largeur maximale Imax de la protection (2), et comportant chacun au moins un élément escamotable, dit verrou (53), comportant une position escamotée pour dégager la largeur If entre les faces internes (511) des flancs latéraux (51) pour le passage du raidisseur (12) et de la protection (2) associée et une position de travail pour réduire la largeur If en une largeur réduite Ir, au niveau d'une zone entre les bords tombés (23) de la protection (2) et un pied(122) du raidisseur (12) comprise entre une épaisseur e de l'âme (121) du raidisseur (12) et une largeur lp entre des extrémités libres (231) des extensions latérales (23) de la protection (2). 3- Dispositif d'extraction (3) suivant la revendication 2 dans lequel chaque flanc latéral (51) comporte, pour chaque verrou (53), un logement (515) dans lequel le verrou (53) associé est placé, lorsqu'il est en position escamotée. 4- Dispositif d'extraction (3) suivant l'une des revendications 2 ou 3 comportant des moyens d'articulation (6) du levier (4) par rapport au crochet (5), agencés autour des moyens de liaison (52), et traversant le levier (4). 5- Dispositif d'extraction (3) suivant la revendication 4 dans lequel les moyens de liaison (52) comportent des moyens de réglage (7) de la largeur If entre les faces internes des flancs latéraux (51), de part et d'autre des moyens d'articulation (6). 6- Dispositif d'extraction (3) suivant l'une des revendications 2 à 5 dans lequel chaque flanc latéral (51) présente, entre les moyens de liaison (52) et une extrémité (516) du coté du pied du raidisseur (12), une longueur réglable L, d'adaptation à des protections (2) de différentes hauteurs h. 7- Dispositif d'extraction (3) suivant l'une des revendications précédentes dans lequel une longueur de la poignée (42) du levier (4) est réglable. 8- Dispositif d'extraction (3) suivant l'une des revendications 2 à 7 dans lequel chaque verrou (53) comporte, à une extrémité (515), un revêtement de protection (534) de l'âme (121) du raidisseur (12). 9- Dispositif d'extraction (3) suivant l'une des revendications 2 à 8 comportant un système de centrage (9) de part et d'autre des faces internes (511) des flancs latéraux (51).