Brevet FR2963262A1 — publié le 20120203

RAIL DE SIÈGE, SON PROCEDE DE FABRICATION ET PLANCHER OBTENU DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de l'aéronautique et notamment aux adaptations permettant de réaliser les rails de siège constitutifs des planchers d'aéronefs dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Les rails de sièges sont des éléments linéaires servant à l'accueil, au soutien et au maintien en position des sièges dans un aéronef. Ces rails coopèrent avec une pluralité d'autres éléments pour former le plancher d'un aéronef. Ces rails possèdent ainsi des surfaces fonctionnelles liées à l'accueil des sièges ainsi que des surfaces fonctionnelles permettant son intégration au plancher. Ces rails comprennent classiquement : - une partie supérieure horizontale, dite tête, munie sur son plan de symétrie longitudinal d'une gorge préformée en crémaillère accueillant les modules de fixation des sièges, - une partie intermédiaire plane verticale, dite âme, 25 venant en rebord haut se lier à la face inférieure de la partie supérieure formant tête, - une partie basse venant se lier au rebord bas de l'âme et comprenant une pluralité de semelles présentant des surfaces fonctionnelles d'appui selon deux hauteurs 30 différentes, les semelles disposées en hauteur intermédiaire étant appelées semelles supérieures et les semelles disposées au-dessous étant appelées semelles inférieures. Ces rails sont classiquement réalisés par extrusion 35 puis par usinage. Or, un tel procédé de production a pour inconvénient - 2 de présenter une perte importante de matière ainsi qu'une durée particulièrement longue. Ce problème de perte de matière est d'autant plus important lorsque le matériau utilisé présente tel le 5 titane un coût particulièrement élevé. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à simplifier la fabrication des rails de sièges et leur intégration dans les planchers. 10 Les objectifs de l'invention sont notamment de diminuer la masse, de limiter les pertes de matière, de diminuer les durées de fabrication et de réduire les coûts de production. Un autre objectif de l'invention est de pouvoir 15 réaliser un rail complet en titane sans les inconvénients de l'art antérieur. Enfin un autre objectif de l'invention, est d'optimiser l'intégration du rail de l'invention à l'intérieur d'un plancher. 20 Ces recherches ont abouti à la conception d'un rail de siège particulièrement novateur du type de celui présentant les parties constitutives suivantes: - une partie supérieure horizontale, dite tête, munie sur son plan de symétrie longitudinal d'une gorge préformée en 25 crémaillère accueillant les modules de fixation des sièges, - une partie intermédiaire plane verticale, dite âme, venant en rebord haut se lier à la face inférieure de la partie supérieure , 30 - une partie inférieure venant se lier au rebord bas de l'âme et comprenant une pluralité de semelles présentant des surfaces fonctionnelles d'appui de part et d'autre du plan vertical formé par l'âme selon deux hauteurs différentes, les semelles disposées en hauteur 35 intermédiaire étant appelées semelles supérieures et les semelles disposées au-dessous étant appelées semelles - 3 - inférieures. Le rail de siège de l'invention est remarquable en ce que les semelles supérieures et inférieures disposées sur un même côté du plan vertical de symétrie défini par ladite âme sont liées entre elles au moyen d'un profilé supplémentaire dit de liaison, le rebord bas de l'âme étant réalisé pour suivre le dessin formé par la liaison entre les semelles et le profilé de liaison, les semelles, le profilé de liaison, l'âme et la tête étant assemblés par soudage. Cette conception de rail est remarquable en ce qu'elle simplifie et facilite sa fabrication. En effet, le profilé supplémentaire de liaison permet une liaison originale entre les semelles supérieures et inférieures apportant rigidité et meilleure prise en charge des efforts auxquels est soumis le rail en ce qu'il consiste . - à lier au moyen d'un profilé supplémentaire dit de liaison les semelles supérieures et inférieures disposées sur un même côté du plan vertical de symétrie défini par ladite âme, - à préformer la partie basse de l'âme pour suivre le dessin formé par la liaison entre les semelles et le 25 profilé de liaison profil plié, - et à assembler par soudage, les semelles, le profilé, l'âme et la tête. Cette rigidité optimisée et cette meilleure prise en charge des efforts permettent de proposer une solution de 30 réalisation par soudage. Les épaisseurs des différents éléments constitutifs du rail de sièges vont pouvoir donc être diminuées et permettre le gain de masse recherché. En effet, l'usinage jusqu'ici utilisé requérait des épaisseurs minimales plus importantes que celles 35 nécessaires au soudage. Un des modes de réalisation envisagés est que le - 4 profilé de liaison et les semelles soient constitués par des éléments indépendants fixés entre eux et à l'âme par soudure. Un autre des modes de réalisation envisagés participant à la simplification recherchée, consiste à réaliser les semelles et le profilé de liaison par pliage d'un seul et même profilé plat. La partie basse de l'âme est préformée pour suivre les angles formés par les surfaces pliées. Le choix d'un procédé de réalisation par soudure a également pour avantage d'éviter les opérations d'usinage ou du moins les opérations à gros volume de matière enlevée sur la partie basse du rail et permet ainsi leur économie. Selon le mode de réalisation pour l'instant envisagé, 15 la préformation en crémaillère de la tête reste réalisée par usinage. Une autre caractéristique particulièrement avantageuse réside dans le choix du matériau. Ainsi, selon l'invention, la tête, l'âme et la partie basse sont 20 réalisées en titane. Ce choix de matériau entre en adéquation avec le choix du mode de réalisation qui évite le plus possible les opérations d'enlèvement de matière et permet d'économiser non seulement les durées des opérations mais également la masse nécessaire de matériau 25 utilisé. Ce choix améliore la résistance à la corrosion de cet élément. Le rail obtenu est particulièrement novateur en présentant une structure soudée totalement en titane. Selon une autre caractéristique particulièrement 30 avantageuse de l'invention, la soudure est réalisée par laser. Ce choix de soudure a pour avantages de mieux maîtriser la méthode opérationnelle, échauffe moins la pièce et évite l'obligation d'un apport de métal. Ce choix d'une soudure par laser a amené la 35 demanderesse à préformer les différents sous-ensembles constitutifs du rail pour faciliter les opérations de - 5 soudage laser. Ainsi par exemple, la surface inférieure de la tête est préformée sur son plan de symétrie d'une rainure accueillant la partie haute de l'âme, la profondeur de ladite rainure permettant la réalisation d'une soudure par le haut de la tête. L'utilisation de la soudure laser par transparence facilite ainsi la fabrication du rail. Une autre caractéristique facilitant la réalisation du rail réside dans le fait, que selon un autre choix de fabrication, les semelles et le profilé de liaison disposés de part et d'autre du plan vertical défini par l'âme (et non seulement ceux positionnées d'un côté dudit plan) sont réalisés dans un même profilé plat plié. Une seule et même pièce met alors en oeuvre les fonctions des semelles et du profilé de liaison des deux côtés du rail de l'invention. Le rail selon l'invention peut regrouper tout ou seulement partie des caractéristiques ci-dessus décrites. Un rail réalisé en titane soudé selon l'invention répond néanmoins à l'ensemble des objectifs de l'invention. L'invention concerne également le plancher de cellule aéronef intégrant le rail de l'invention lequel peut être disposé en prolongement d'autres éléments linéaires tels des faux rails. Ce plancher est notamment remarquable en ce que l'extrémité du faux rail présente une projection de dimension adaptée venant s'introduire dans le volume évidé formé par la gorge pratiquée dans le rail de façon en comblant ce volume évidé à créer des surfaces susceptibles d'être soudées venant en addition de celles déjà existantes du fait de la correspondance entre les profils. L'invention concerne également le procédé de fabrication du rail en titane de l'invention qui consiste à . - extruder la tête, - découper l'âme, - 6 - - lier les semelles au moyen d'un profilé supplémentaire de liaison et, assembler les différentes éléments par soudure laser. Un autre procédé consiste à réaliser les semelles et le profilé de liaison par pliage d'un seul et même profilé plat. La tête est ensuite usinée. Éventuellement d'autres surfaces fonctionnelles peuvent faire l'objet d'un enlèvement de matière pour rectification, une fois les soudures réalisées. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un rail conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'un dessin d'un mode de réalisation d'un plancher intégrant les rails conforme à l'invention; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue en perspective d'une portion d'un mode de réalisation d'un rail conforme à l'invention; La figure 3 est un dessin schématique d'une section d'un rail conforme à l'invention; La figure 4 est un dessin schématique d'une section d'un autre mode de réalisation de liaison entre les semelles et la partie basse de l'âme; La figure 5 est un dessin schématique d'une section d'un autre mode de réalisation de liaison entre les semelles et la partie basse de l'âme; La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un assemblage conforme à l'invention entre une extrémité de rail et une extrémité de faux-rail. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS - 7 Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le plancher d'aéronef référencé P dans son ensemble est constitué par des traverses 100 supportant notamment des rails 200 conformes à l'invention prolongés ou non par des faux rails 300. Les rails de sièges de l'invention sont donc des éléments allant de cinquante (50) centimètres à plusieurs mètres dont seule une portion représentative est illustrée par le dessin de la figure 2. Comme illustré sur cette figure 2, le rail de siège 200 présente les parties constitutives classiques suivantes, à savoir . - une partie supérieure horizontale, dite tête 210, munie sur son plan de symétrie longitudinale d'une gorge 211 préformée en crémaillère accueillant les modules de fixation des sièges (non illustrés), - une partie intermédiaire plane verticale, dite âme 220, venant en rebord haut 221 se lier à la face inférieure 212 de la partie supérieure 210 , - une partie inférieure venant se lier au rebord bas 222 de l'âme 220 et comprenant une pluralité de semelles 230 et 240 présentant des surfaces fonctionnelles d'appui de part et d'autre du plan vertical formé par l'âme 220 selon deux hauteurs différentes, les semelles disposées 25 en hauteur intermédiaire étant appelées semelles supérieures 230 et les semelles disposées au-dessous étant appelées semelles inférieures 240. Conformément à l'invention, les semelles supérieures 230 et inférieures 240 disposées sur un même côté du plan 30 vertical de symétrie défini par ladite âme 220 sont liées entre elles au moyen de profilés supplémentaires de liaison 250. Comme illustrée, le rebord bas 220 de l'âme est préformé pour suivre le dessin formé par les semelles 35 230, 240 et le profilé de liaison 250. Ainsi, la partie basse 222 de l'âme 220 va notamment suivre l'angle formé 15 20 5 10 20 25 30 35 -8- entre le profilé de liaison et les semelles. La réalisation de l'âme est selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, mise en oeuvre par préformage, découpage ou usinage. Selon le mode de réalisation préféré mais non limitatif illustré, les semelles 230 et 240 et le profilé de liaison 250 sont réalisées par pliage d'un même profilé plat. Pour respecter la symétrie du rail 200, un profilé plat identique vient se souder de part et d'autre de la partie basse de l'âme comme illustrée sur les dessins des figures 2 et 5. Néanmoins, comme illustré sur les dessins des figures 3 et 4, il est également envisagé que les semelles et les profilés de liaison disposés de part et d'autre du plan de symétrie formé par l'âme 220 soient réalisés par un seul et même profilé plat plié 260. Selon le mode de réalisation illustré par la figure 4, ce profilé plat 260 peut être également préformé d'une rainure 261 sur sa surface supérieure pour faciliter la soudure laser avec la partie basse 222 découpée de façon adéquate. Selon le mode de réalisation illustré, la présence du profilé de liaison 250 évite que les extrémités desdites semelles 230 et 240 ne se chevauchent permettant ainsi un gain non négligeable de matière et donc de masse. Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, le profilé de liaison 250 forme un angle de sensiblement huit (8) degrés avec ces dernières. Ce choix de soudure a amené la demanderesse à envisager d'optimiser la liaison entre la tête 210 et la partie haute de l'âme. Ainsi, comme illustrée sur les dessins des figures 2 et 3, la surface inférieure 212 de la tête 210 au niveau de la projection vers le bas formée par la nervure 211 est préformée sur son plan de symétrie d'une rainure 213 accueillant le rebord haut 221 de l'âme 220,la profondeur de la rainure permettant la réalisation d'une soudure par le haut de la tête 210 par transparence 10 15 20 25 30 - 9 - en orientant le faisceau laser selon la flèche F1 facilitant ainsi la réalisation du rail. La figure 6 illustre un mode de réalisation imaginé par la demanderesse pour faciliter et garantir les caractéristiques de la liaison plusieurs fois illustrée par le dessin de la figure 1 entre le profil des rails 200 qui sont préformés d'une gorge 211 pour accueillir une crémaillère et celui des faux-rails 300 qui n'ont pas cette fonction. Le plancher P de l'invention est ainsi remarquable en ce que l'extrémité du faux rail 300 venant se souder à l'extrémité du rail présente une projection 310 de dimension adaptée venant s'introduire dans l'axe de la crémaillère dans le volume évidé formé par la gorge 211 de façon à augmenter les surfaces en contact ainsi que les surfaces susceptibles d'être soudées entre elles comme cela apparaît en traits interrompus courts. Toujours pour la même fonction, selon le mode de réalisation préféré, l'extrémité de la gorge recevant la projection 311 n'est pas préformée des alvéoles de la crémaillère. Ces dispositions permettent une meilleure liaison par soudage. On comprend que le rail, son procédé de fabrication et le plancher, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 35 10 15 20 25 30 35 REVENDICATIONS1. Rail de siège (200) présentant les parties constitutives suivantes . - une partie supérieure horizontale dite tête (210) munie sur son plan de symétrie longitudinal d'une gorge (211) préformée en crémaillère accueillant les modules de fixation des sièges, - une partie intermédiaire plane verticale dite âme (220) venant en rebord haut (221) se lier à la face inférieure (212) de la partie supérieure (210) , - une partie inférieure venant se lier au rebord bas (222) de l'âme (220) et comprenant une pluralité de semelles (230 et 240) présentant des surfaces fonctionnelles d'appui de part et d autre du plan vertical formé par l'âme (220) selon deux hauteurs différentes, les semelles disposées en hauteur intermédiaire étant appelées semelles supérieures (230) et les semelles disposées au-dessous étant appelées semelles inférieures (240), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les semelles supérieures et inférieures (230 et 240) disposées sur un même côté du plan vertical de symétrie défini par ladite âme (220) sont liées entre elles au moyen d'un profilé supplémentaire (250) dit de liaison, le rebord bas (222) de l'âme (220) étant réalisé pour suivre le dessin formé par la liaison entre les semelles (230 et 240) et le profilé de liaison (250), les semelles (230 et 240), le profilé de liaison (250), l'âme (220) et la tête (210) étant assemblés par soudage. 2. Rail (200) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les semelles (230 et 240) et le profilé de liaison (250) sont réalisées par pliage d'un même profilé plat. 3. Rail (200) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les semelles (230 et 240) et le profilé de liaison disposés de part et d'autre du plan vertical- 11 - défini par l'âme sont réalisés dans un même profilé plat plié. 4. Rail (200) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la tête (210), l'âme (220) et la partie basse (230, 240, 250) sont réalisées en titane. 5. Rail (200) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la soudure est réalisée par laser. 6. Rail (200) selon la revendication 5, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la surface inférieure (212) de la tête (210) est préformée sur son plan de symétrie d'une rainure (213) accueillant le rebord haut (221) de l'âme (220), la profondeur de la rainure (213) permettant la réalisation d'une soudure par le haut de la tête. 7. Plancher (P) accueillant le rail (200) selon la revendication 1 lequel est disposé en prolongement avec des éléments linéaires tels des faux rails (300), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE l'extrémité du faux rail (300) venant se souder à l'extrémité du rail (200) présente une projection (310) de dimension adaptée venant s'introduire dans le volume évidé formé par la gorge (211) de façon à augmenter les surfaces en contact ainsi que les surfaces susceptibles d'être soudées entre elles. 8. Procédé de fabrication d'un rail (200) selon les revendications 1 et 4, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste qui consiste à : - extruder la tête (210), - découper l'âme (220), - lier les semelles (230 et 240) au moyen d'un profilé supplémentaire de liaison (250) et, assembler les différents éléments par soudure laser. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser les semelles (230 et 240) et le profilé de liaison (250) par pliage d'un seul et même profilé plat.35