Brevet FR2964365A1 — publié le 20120309

-1- L'invention concerne la fixation des pièces d'aéronefs. Certains assemblages à bord des aéronefs comprennent au moins trois pièces formant trois épaisseurs successives rigidement fixées les unes aux autres au moyen d'un ou plusieurs organes de fixation traversant ces trois épaisseurs. Or il est parfois nécessaire de démonter un tel assemblage en ôtant une des pièces (ou plusieurs s'il y en a plus de trois) mais en laissant les deux autres fixées l'une à l'autre. On a imaginé différentes solutions pour réaliser un assemblage permettant un tel démontage. Toutefois, elles présentent au moins l'un des inconvénients suivants : - il est nécessaire de réaliser au moins deux perçages dans deux endroits différents dans deux des pièces. Il s'ensuit un temps de mise en oeuvre important; - les pièces doivent présenter des orifices de diamètres différents l'un de l'autre de sorte qu'il est encore nécessaire d'effectuer deux opérations de perçage. Outre le temps de réalisation que cela entraîne, il peut en résulter des problèmes d'alignement des orifices lors du montage ; - le nombre relativement élevé de fixations utilisées augmente le poids de l'ensemble ; et - il est nécessaire d'accéder aux deux côtés opposés de l'assemblage, ce qui rend impossible de réaliser un montage en aveugle. Un but de l'invention est de réaliser un assemblage d'au moins trois pièces qui permette le démontage d'une ou plusieurs des pièces sans exiger le démontage des autres, qui puisse être effectué en un temps raisonnable, qui n'augmente pas exagérément le poids de l'assemblage, qui n'exige pas des opérations de perçage distinctes et enfin qui autorise un montage et un démontage en aveugle. A cet effet, on prévoit selon l'invention un procédé pour fixer des pièces d'aéronef, dans lequel : - on sertit un élément sur au moins deux pièces de façon à les fixer entre elles ; et - on visse une vis dans l'élément et à travers au moins une autre pièce de façon à fixer toutes les pièces entre elles. Ainsi, pour démonter la pièce maintenue par la vis, il suffit de dévisser cette dernière. Les autres pièces demeurent fixées entre elles par le sertissage. La réception de la vis dans l'élément dispense de réaliser plusieurs orifices dans au moins l'une des pièces, ce qui permet d'exécuter le procédé rapidement. Pour la même raison, le poids de l'assemblage ne se trouve pas augmenté. De plus, bien que cela ne soit pas obligatoire, le procédé permet de réaliser les orifices de 2964365 -2- toutes les pièces en une seule opération, ce qui évite de surcroit les problèmes éventuels d'alignement entre ceux-ci. Enfin, l'invention permet un montage et un démontage en aveugle. Avantageusement, on réalise des orifices de réception de l'élément et de la 5 vis au moyen d'une unique opération pour l'ensemble des pièces. On évite ainsi tout problème de coaxialité entre les orifices. De préférence, on introduit l'élément à travers la ou chaque autre pièce avant sertissage. Ce mode d'introduction permet de réaliser un montage en aveugle. 10 De préférence, on introduit l'élément dans les pièces avant sertissage. Avantageusement, on introduit dans les pièces l'élément portant la vis. On réduit ainsi le nombre d'étapes à mettre en oeuvre. De préférence, on effectue le vissage de façon à réaliser le sertissage sous l'effet du vissage. 15 Ainsi, l'assemblage de toutes les pièces est réalisé en une seule opération. De plus, le sertissage ne requiert pas un outil spécifique. On prévoit également selon l'invention un organe de fixation pour aéronef, qui comprend une vis et un élément présentant un orifice fileté apte à venir en prise avec la vis et une zone de paroi amincie continue en direction 20 circonférentielle autour d'un axe de l'orifice et de plus grand diamètre interne que l'orifice. Avantageusement, la vis comprend une tête présentant un diamètre externe égal à un diamètre externe de l'élément. Cet agencement permet de réaliser le perçage de toutes les pièces au 25 moyen d'une unique opération. De préférence, la vis est vissée dans l'élément sans être serrée, notamment pour la livraison de l'organe, son stockage et sa manipulation préalables au montage sur les pièces à assembler. Cette configuration de l'organe de fixation facilite sa livraison, son stockage 30 et sa manipulation, notamment sur la chaine d'assemblage des pièces. De plus, on réduit le nombre d'étapes à effectuer lors de l'exécution de l'assemblage. Avantageusement, l'organe est agencé de sorte qu'un vissage de la vis dans l'orifice déforme la paroi amincie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore 35 dans la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un avion pour la fabrication duquel est 2964365 -3- mis en oeuvre le procédé de l'invention ; - les figures 2 et 3 sont deux vues en coupe axiale d'un assemblage de l'avion de la figure 1 montrant deux étapes différentes de la mise en oeuvre de ce procédé ; - les figures 4 et 5 sont des vues en perspective montrant des étapes de la mise 5 en oeuvre du procédé sur les mêmes pièces ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 montrant l'assemblage après le démontage de la pièce supérieure ; et - la figure 7 est une vue en perspective d'un foret utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé. 10 On a illustré à la figure 1 un aéronef dans la fabrication duquel est mis en oeuvre le procédé de l'invention. Il s'agit dans le présent exemple d'un aérodyne et en l'espèce d'un avion 2 comprenant un fuselage 4 et deux ailes 6. Il comprend un empennage 8 et des réacteurs 10 fixés aux ailes respectives. Il s'agit d'un avion apte au transport commercial de marchandises et/ou d'un ou plusieurs 15 passagers. L'avion est apte à effectuer un vol long-courrier en emportant au moins 50 passagers, voire au moins 100 ou 200 passagers ou du fret. Il comprend à l'avant du fuselage 4 un poste de pilotage 12 destiné à être occupé par au moins un pilote. Le procédé de l'invention permet l'assemblage d'un nombre n quelconque 20 de pièces de façon à les fixer rigidement entre elles et autorise le démontage ultérieur d'un nombre p de ces pièces tout en laissant les autres pièces, au nombre de n-p, rigidement fixées entre elles. Nous allons d'écrire ci-après la mise en oeuvre du procédé pour l'assemblage rigide de trois pièces 20, 22 et 24, étant entendu que le procédé peut être mis en oeuvre avec un nombre plus élevé de 25 pièces. Les pièces peuvent être en métal, en matériau composite, en matériau synthétique, etc.. Ces pièces sont par exemple des pièces de structure d'une partie quelconque de l'avion 2 telle que le fuselage, une des ailes, l'empennage, un mât de réacteur, etc. 30 Les trois pièces sont ici fixées entre elles dans une zone où elles présentent chacune une forme plate et plane. Elles pourraient néanmoins présenter chacune une courbure dans un plan ou deux courbures dans deux plans perpendiculaires. Dans une première étape de mise en oeuvre du procédé, on place les trois pièces dans la configuration qu'elles sont destinées à occuper une fois 35 l'assemblage achevé. Pour cela, les trois pièces sont empilées les unes contre les autres avec leur épaisseurs superposées. Les pièces présentent des faces principales planes toutes parallèles entre elles, les faces principales des pièces 2964365 -4- contigües étant en contact surfacique mutuel. Ainsi, la pièce 22, intermédiaire dans l'empilement et prise en sandwich entre les pièces 20 et 24, est en contact par ses faces principales respectivement avec des faces principales de ces deux autres pièces. 5 Dans une étape suivante, on perce des orifices dans les trois pièces qui ont cette configuration. Les trois orifices 30, 32, 34 des pièces 20, 22, et 24 respectives ont un axe commun 36 normal aux faces principales des pièces. Ils sont à symétrie de révolution autour de l'axe 36. Ils sont en l'espèce configurés comme suit. 10 L'orifice 30 de la pièce inférieure 20 présente une face unique cylindrique. L'orifice 32 de la pièce intermédiaire 22 présente une partie cylindrique inférieure qui fait suite à l'orifice 30 et a le même diamètre, ainsi qu'une partie tronconique supérieure qui fait suite à la partie cylindrique, de même plus petit diamètre que cette dernière et va en s'élargissant en direction de la pièce 15 supérieure 24. Cette dernière présente un orifice 34 présentant une partie inférieure cylindrique qui fait suite à la partie tronconique de la pièce intermédiaire et a le même diamètre que le plus grand diamètre de la partie tronconique. Il présente aussi une partie supérieure tronconique de même plus petit diamètre que la partie 20 cylindrique et qui va en s'élargissant à partir de celle-ci. Les orifices vont donc en s'élargissant de bas en haut dans l'empilement, en l'espèce. On réalise le perçage en une seule opération pour tout l'empilement de ces pièces. On utilise pour cela une foreuse comprenant un foret tel que celui illustré 25 à la figure 7. Le foret 38 présente une forme à symétrie de révolution autour de son axe 40. Il présente une pointe tronconique 42 suivie de bas en haut en continuité par: - une face cylindrique 44, - une face tronconique 46 de même plus petit diamètre que cette dernière et qui 30 va en s'élargissant à partir d'elle, - une face cylindrique 48 dont le diamètre est égal au plus grand diamètre de la face 46, - une face tronconique 50 dont le plus petit diamètre est égal au diamètre de la face tronconique 48 et qui va en s'élargissant à partir d'elle, 35 - et enfin une face cylindrique 52 dont le diamètre est égal au plus grand diamètre de la face tronconique 50. Ces faces sont contiguës les unes aux autres dans cet ordre. 2964365 -5- Le foret comprend un arbre 54 portant la pointe 42 et la face 44, un manchon intermédiaire 55 portant les faces 46 et 48, ainsi qu'un manchon 56 portant les faces 50 et 52. Les manchons 55 et 56 constituent des pièces distinctes de l'arbre 54 par rapport auquel ils sont chacun et indépendamment l'un 5 de l'autre montés mobiles à coulissement le long de l'axe 40 pour avoir une position réglable le long de l'arbre. Ce réglage est effectué pour tenir compte de l'épaisseur des pièces 22 et 24. Pour le perçage, on introduit la pointe 42 du foret dans l'empilement à partir de la face principale supérieure de la pièce supérieure 24 et on traverse toutes les 10 pièces jusqu'à déboucher sous la face inférieure de la pièce inférieure 20. La face 44 réalise l'orifice 30 et la partie inférieure de l'orifice 32, la face tronconique 46 réalise sa partie tronconique, la face 48 réalise la partie cylindrique de l'orifice 34 et la face tronconique 50 en réalise la partie tronconique. Une fois le perçage réalisé, on ôte le foret en le faisant ressortir par la pièce 15 supérieure 24. Tous les orifices sont donc réalisés en une seule et même passe de l'outil. On utilise ensuite un organe de fixation 59 illustré notamment à la figure 4 et comprenant un élément de sertissage 60 et une vis 62, tous deux métalliques. L'élément 60 présente une forme générale à symétrie de révolution autour 20 de son axe. Il est fabriqué et livré avec une face externe 64 présentant sur la plus grande partie de sa hauteur à partir de l'extrémité inférieure de l'élément une forme cylindrique. Il s'achève par un tronçon tronconique 65 à l'extrémité supérieure de l'élément, contiguë à la face cylindrique et de même plus petit diamètre que le diamètre de cette dernière, le tronçon s'élargissant en direction 25 de l'extrémité supérieure. La face externe 64 a un diamètre correspondant à celui de l'orifice 30 pour réaliser avec les orifices 30, 32 un assemblage mâle-femelle. L'élément 60 présente un orifice axial traversant toute la hauteur de l'élément. Il est divisé intérieurement en trois zones. Dans une zone inférieure, il présente un filet hélicoïdal. Dans une zone supérieure de l'élément, l'orifice 66 a 30 le même diamètre que le plus grand diamètre de l'orifice dans la zone inférieure mais est dépourvu de filet de sorte qu'il est lisse. Dans une zone intermédiaire de l'élément, l'orifice 66 présente un diamètre plus grand que le plus grand diamètre de l'orifice dans la zone inférieure de sorte que sa paroi présente à cet endroit une portion amincie 68 qui fait de cette zone une zone d'affaiblissement. Cette 35 zone est continue en direction circonférentielle autour de l'axe de l'élément. La vis 62 comprend un arbre 70 et une tête 72. L'arbre, comme illustré à la figure 3, présente une face cylindrique filetée sur 2964365 -6- un tronçon de sa longueur à partir de son extrémité libre pour lui permettre de réaliser une liaison hélicoïdale avec l'orifice 66 de l'élément 60. La tête 72 de la vis présente une forme et des dimensions lui permettant de réaliser un assemblage mâle-femelle avec la pièce supérieure 24. Elle présente 5 une face supérieure fraisée 78 et donc plane. Cette tête pourrait toutefois ne pas être fraisée et être bombée. La tête présente une cavité ou une empreinte, par exemple cruciforme, pour l'entrainement de la vis au moyen d'un tournevis. L'organe 59 est transporté, stocké puis livré sur la chaine où a lieu l'assemblage des pièces 20, 22 et 24 dans une configuration où la vis 62 est en 10 prise par son filet avec le filet de l'élément 60 dans lequel elle pénètre, sans toutefois être serrée. On introduit l'organe présentant cette configuration dans les orifices de l'empilement, à partir de la face supérieure de la pièce supérieure 24, jusqu'à faire dépasser l'élément 60 sous la pièce inférieure 20. On enfonce l'organe jusqu'à 15 mettre l'élément 60 en butée axiale par sa face tronconique contre la pièce intermédiaire 22. Ensuite, au moyen d'un tournevis, on visse davantage la vis 62 dans l'élément, par conséquent vers le bas sur la figure 2, jusqu'à mettre la vis en butée axiale contre l'élément et contre la pièce supérieure 24. C'est la 20 configuration illustrée à la figure 2. La vis a alors une position affleurante par rapport à la pièce supérieure 24, la face 78 s'étendant dans le plan de la face supérieure de la pièce 24. On poursuit le vissage de la vis dans l'élément. La vis étant en prise seulement avec la partie inférieure de l'élément 60, le vissage entraîne la 25 déformation de la zone de paroi amincie 68 et le coulissement de la partie inférieure en direction de la tête de la vis comme illustré à la figure 3. Cela entraîne un élargissement de la zone amincie et réalise un sertissage de l'élément 60 sur les deux pièces 22 et 24. Celles-ci sont en effet sollicitées par l'élément 60 suivant la direction axiale et en sens contraires, à savoir ici d'une part 30 vers le haut par la zone de paroi 68 maintenant déformée et d'autre part vers le bas par la portion tronconique 65. Le vissage effectue en outre en même temps la fixation de la pièce supérieure 24 aux deux autres puisque cette pièce est sollicitée axialement vers les deux autres par la portion tronconique 76 de la tête de la vis. On réalise donc simultanément le sertissage des pièces 20 et 22 l'une à 35 l'autre et la fixation par vissage de la pièce 24 aux deux précédentes. En une seule opération, on réalise la fixation rigide de ces trois pièces entre elles. Naturellement, il est préférable de réaliser de tels assemblages au moyen 2964365 -7- d'un organe 59 en plusieurs endroits de l'empilement des trois pièces si cela est possible. Si on souhaite séparer la pièce supérieure 24 des deux autres, on dévisse la vis 70, cette dernière s'extrait donc progressivement de l'élément 60 qui reste 5 dans sa configuration déformée. Les deux pièces 22 et 24 demeurent rigidement fixées l'une à l'autre par cet élément, tandis que la pièce 24, une fois la vis complètement dévissée, est ôtée pour être séparée des deux autres. On aboutit alors à la configuration de la figure 6 qui montre les deux pièces 20 et 22 toujours rigidement fixées l'une à l'autre alors que la pièce 24 est enlevée. L'élément 60 10 est affleurant sur la face supérieure de la pièce intermédiaire 22. Le procédé de l'invention est particulièrement adapté à un montage en aveugle. En effet, tel qu'il a été présenté plus haut, il ne requiert pas d'accéder à l'assemblage du côté de la face inférieure de la pièce inférieure 20 autrement que par les orifices percés. 15 La réalisation de tous les orifices au moyen d'une seule opération est rendue possible par le fait que ces orifices ont des diamètres décroissants de haut en bas. Ce procédé permet de réaliser un assemblage de poids modéré car il met en oeuvre un seul organe de fixation 59 pour fixer toutes les pièces entre elles. Il 20 est mis en oeuvre avec un nombre d'étapes réduit et peut donc être exécuté rapidement. On pourra mettre en oeuvre l'invention en fixant au moyen de l'élément serti 60 un nombre de pièces égal ou supérieur à 3. De plus, et éventuellement cumulativement à cela, on pourra fixer par vissage aux pièces retenues par le 25 sertissage un nombre de pièces égal ou supérieur à 2. Il est possible de mettre en oeuvre le procédé en réalisant séparément les étapes de sertissage et de vissage. On peut donc par exemple effectuer le sertissage au moyen d'un outil et seulement après introduire dans l'élément 60 la vis 72 permettant la fixation par vissage des autres pièces. Toutefois la réalisation 30 simultanée de ces deux opérations présentée plus haut est la plus rapide. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS1. Procédé pour fixer des pièces (20, 22, 24) d'aéronef, caractérisé en ce que: - on sertit un élément (60) sur au moins deux pièces (20, 22) de façon à les fixer entre elles ; et - on visse une vis (62) dans l'élément (60) et à travers au moins une autre pièce (24) de façon à fixer toutes les pièces entre elles. 2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel on réalise des orifices (30, 32, 34) de réception de l'élément (60) et de la vis (62) au moyen d'une unique opération pour l'ensemble des pièces. 3. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on introduit l'élément (60) à travers la ou chaque autre pièce (24) avant sertissage. 4. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on introduit l'élément (60) dans les pièces (20, 22, 24) avant sertissage. 5. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on introduit dans les pièces (20, 22, 24) l'élément (60) portant la vis (62). 6. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on effectue le vissage de façon à réaliser le sertissage sous l'effet du vissage. 7. Organe de fixation (59) pour aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend une vis (62) et un élément (60) présentant un orifice fileté (66) apte à venir en prise avec la vis et une zone de paroi amincie (68) continue en direction circonférentielle autour d'un axe (36) de l'orifice et de plus grand diamètre interne que l'orifice. 8. Organe selon la revendication précédente dans lequel la vis (62) comprend une tête (72) présentant un diamètre externe égal à un diamètre externe de l'élément (60). 9. Organe selon au moins l'une quelconque des revendications 7 à 8 dans lequel la vis (62) est vissée dans l'élément (60) sans être serrée. 10. Organe selon au moins l'une quelconque des revendications 7 à 9, agencé de sorte qu'un vissage de la vis (62) dans l'orifice (66) déforme la paroi amincie (68).