Brevet FR2978689A1 — publié le 20130208

La présente invention se rapporte à une bielle mécanique tubulaire. On utilise des bielles mécaniques tubulaires, c'est-à-dire à corps creux, notamment dans les domaines où la recherche de gain de masse est une préoccupation constante. Parmi ces domaines, il y a en particulier celui de l'aéronautique : les bielles mécaniques tubulaires sont par exemple utilisées sur les trains d'atterrissage (barre de frein), dans les systèmes de maintien en position ouverte des capots de maintenance (capot moteur,...), dans les systèmes de suspensions moteurs (interface transmettant la poussée entre le moteur et le mât de l'aile), etc. Une bielle mécanique tubulaire est classiquement composée d'un corps creux, comportant à chacune de ses extrémités une tête de bielle. Chaque tête de bielle est typiquement conformée en chape mâle ou femelle, de manière à permettre la fixation de la bielle par goupille ou tout autre moyen aux organes avec lesquels elle doit coopérer. On connaît de la technique antérieure, et notamment de EP 1 870 196, un procédé de fabrication d'une bielle tubulaire, dans lequel on fabrique séparément le corps creux de la bielle d'une part, et les deux têtes de bielle d'autre part, puis on vient rapporter ces têtes de bielle à chacune des extrémités du corps creux, par soudage. L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait que l'on doit réaliser des opérations de soudage à deux endroits distincts de la bielle. Or, les opérations de soudage sont très délicates et nécessitent des contrôles extrêmement rigoureux. De plus, avec cette conception antérieure, il n'est possible ni d'inspecter ni d'usiner les parties des cordons de soudure qui débouchent à l'intérieur du corps creux de la bielle, du fait de leur enfermement à l'intérieur du volume défini par ce corps creux. L'accident géométrique résultant de la partie inférieure du pied du cordon de soudure induit, de plus, une concentration locale de contraintes qui nécessite d'épaissir localement la zone à souder. En conséquence, il faut prévoir une surépaisseur locale (au niveau des zones d'assemblage) de l'alliage métallique (typiquement à base de nickel, de titane ou d'aluminium) formant la bielle. La surmasse y afférente est donc doublé en présence de deux soudures. Pour résoudre ce dernier inconvénient, on a pensé à réaliser une soudure unique de deux moitiés de bielle incorporant chacune leurs têtes respectives, chaque moitié étant formée d'un seul tenant. Cette solution, décrite dans EP 0 839 593, permet effectivement une réduction de la masse globale de la bielle par rapport à une bielle à deux soudures, mais ne résout pas le problème de l'inspection et de l'usinage de la partie intérieure du cordon de soudage. Ainsi, la fabrication de bielle mécanique tubulaire au moyen d'opération(s) de soudage s'avère délicate et nécessite généralement, du fait des inconvénients inhérents à la soudure détaillés ci-dessus, des étapes supplémentaires d'usinage pour obtenir une bielle de géométrie et de masse conformes au cahier des charges en vigueur dans le domaine de l'aéronautique. En effet, dans ce domaine, une bielle doit être capable de reprendre des efforts de poussée considérables engendrés par le turboréacteur, tout en présentant une masse la plus faible possible. C'est pourquoi, il importe d'une part que l'alliage métallique formant la bielle soit adapté autant que possible aux conditions de fonctionnement, de manière à présenter des propriétés spécifiques les plus intéressantes possibles (propriétés mécaniques divisées par la densité), et d'autre part que la bielle soit tubulaire. La présente invention a pour but de fournir une bielle mécanique tubulaire qui a été fabriquée en s'affranchissant d'opérations de soudage et qui par conséquent est exempte des défectuosités éventuelles inhérentes à la soudure. Plus précisément, la bielle tubulaire selon l'invention se caractérise en ce qu'elle comprend : - un corps creux comportant au moins une extrémité pourvue d'une ouverture, - une tête de bielle agencée pour être emmanchée au travers l'ouverture, ladite tête de bielle comportant au moins un moyen de blocage agencé pour positionner la tête de bielle relativement à l'ouverture du corps creux en une position de blocage déterminée. Selon un mode de réalisation de l'invention, la tête de bielle est monobloc. 35 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la tête de bielle est formée : - d'une première partie qui comporte au moins un premier moyen de blocage agencé pour positionner ladite première partie relativement à l'ouverture du corps creux en une première position de blocage déterminée, et - d'une deuxième partie qui comporte au moins un deuxième moyen de blocage agencé pour positionner ladite deuxième partie relativement au corps creux en une deuxième position de blocage déterminée. Dans ce mode de réalisation, la première partie et la deuxième 10 partie de la tête de bielle peuvent avoir été obtenues par découpe d'une tête de bielle entière. Si la tête de bielle est formée de deux parties distinctes telles que décrites ci-dessus, cela présente l'avantage de ne pas être confronté à des exigences de tolérances dimensionnelles strictes qui doivent être respectées 15 lorsqu'on emmanche une pièce de forme essentiellement cylindrique dans un cylindre creux. En effet, selon l'invention, la première partie et la deuxième partie de la tête de bielle peuvent être introduites dans le corps creux et plaquées contre ce corps creux, et cela même avec les tolérances dimensionnelles 20 extrêmes du corps creux et de la tête de la bielle, ladite tête de bielle en deux parties autorisant un jeu entre ces deux parties. Si la tête de bielle est monobloc, la compensation des tolérances dimensionnelles sera réalisée uniquement avec les fentes du corps creux décrites ci-dessous. 25 Les alliages utilisés pour former la bielle tubulaire selon l'invention sont typiquement des alliages à base de nickel, de fer, de titane ou d'aluminium. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen de blocage est un épaulement. 30 Avantageusement, l'extrémité du corps creux comprend au moins un premier moyen de fixation destiné à fixer l'extrémité du corps creux sur la tête de bielle. Ce premier moyen de fixation peut être un orifice pour l'introduction d'une vis de fixation. Avantageusement, ce premier moyen de fixation peut comprendre un lamage ou un blanchi. Cela confère une bonne 35 répartition des efforts sur la tête de vis de fixation. Dans un mode de réalisation de l'invention, la tête de bielle comprend au moins un deuxième moyen de fixation destiné à coopérer avec le premier moyen de fixation de manière à fixer l'extrémité du corps creux sur la la tête de bielle. Avantageusement, le deuxième moyen de fixation est un alésage. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'extrémité du corps creux est pourvue d'au moins une fente. Avantageusement, l'extrémité du corps creux est pourvue d'une pluralité de fentes réparties uniformément qui débouchent sur l'ouverture du corps creux. Cela confère une élasticité au corps creux et facilite ainsi le rattrapage des tolérances dimensionnelles entre la première partie ou la deuxième partie de la tête de bielle et le corps creux. Avantageusement, l'extrémité de la fente côté non débouchant est munie d'un rayon pour limiter les concentrations de contraintes, ce rayon 15 pouvant même être supérieur à la demi-largeur de la fente. De manière préférée, le corps creux présente à son extrémité un surcroît d'épaisseur. Cela procure l'avantage d'assurer une meilleure tenue au matage du corps creux. Pour réaliser ce surcroît d'épaisseur, le corps creux est avantageusement réalisé par fluotournage. Le fluotournage consiste à 20 déformer la préforme sur un mandrin par formage au moyen d'une ou plusieurs molettes. Cela permet d'obtenir, de manière simple, rapide et sans enlèvement de matière, les variations d'épaisseur souhaitées du corps creux de la bielle tubulaire. Dans un mode de réalisation de l'invention, la bielle tubulaire 25 comprend : - un corps creux comportant deux extrémités pourvues chacune d'une ouverture, - deux têtes de bielle agencées pour être emmanchées au travers de chacune des ouvertures, 30 lesdites deux têtes de bielle comportant au moins un moyen de blocage agencé pour positionner la tête de bielle relativement à l'ouverture du corps creux en une position de blocage déterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des 35 figures ci-annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en perspective d'une structure de support d'un turboréacteur à un mât d'aéronef incorporant deux bielles tubulaires selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'une des deux 5 bielles tubulaires représentées à la figure 1, - la figure 3 est une vue de face d'une partie d'une des deux bielles tubulaires représentées à la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan IV de la figure 2 de la partie de bielle tubulaire de la figure 2. 10 Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. Sur la figure 1, le repère X, Y, Z désigne respectivement les directions axiale, transversale et verticale d'un turboréacteur (non représenté) destiné à coopérer avec le dispositif de suspension représenté à cette figure. 15 Le dispositif de suspension représenté à la figure 1 comporte deux bielles tubulaires 1, 23, dont les premières extrémités 3 comportent chacune une chape femelle destinée à coopérer avec une partie avant du turboréacteur, et dont les deuxièmes extrémités 26 comportent chacune une chape mâle (non visibles sur la figure 1) qui coopèrent avec une poutre de suspension 17. La 20 poutre de suspension 17 est destinée à coopérer avec un mât de suspension du turboréacteur (non représenté), et avec la virole du carter intermédiaire, par l'intermédiaire de bielles appropriées 24, 25. Comme cela est visible sur la figure 4, l'épaulement 19 constitue un premier moyen de blocage de la première partie 5 de la tête de bielle 21 25 relativement à l'ouverture 4 du corps creux 2. L'épaulement 20 constitue un deuxième moyen de blocage de la deuxième partie 6 de la tête de bielle 21 relativement à l'ouverture 4 du corps creux 2. Sur la partie de bielle tubulaire 1 représentée aux figures 2 à 4, l'extrémité 3 est pourvue d'une pluralité de lamages 12 dans lesquels pourront 30 être introduits des vis de fixation non représentées. De plus, comme cela est visible sur la figure 4, la première partie 5 et la deuxième partie 6 de la tête de bielle 21 son pourvues d'une pluralité d'alésages 22 disposées de manière à ce que lorsque lesdites première et deuxième parties 5,6 sont positionnées en respectivement leur première position de blocage déterminée et deuxième 35 position de blocage déterminée, les alésages 22 se trouvent dans le prolongement des lamages 12 et des vis de fixation pourront être introduites. Avantageusement, les perçages du corps creux 2 et des premières parties 5 et/ou deuxièmes parties 6 de la tête de la bielle 21 pourront être réalisés en une seule opération, une fois les premières parties 5 et/ou deuxièmes parties 6 de la tête de bielle 21 positionnées par rapport au corps creux 2. L'extrémité 3 du corps creux 2 est pourvue d'une pluralité de fentes 18 qui débouchent sur l'ouverture 4 qui lui confèrent une certaine élasticité et facilitent ainsi l'emmanchement de la tête de bielle 21 dans le corps creux 2. De plus, comme cela est visible sur les figures 2 à 4, la tête de bielle 21 comprend un axe 13, un écrou 9 et des bagues 10 et 11. Cette tête de bielle 21 peut aussi comporter une rotule non représentée. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre de simple exemple.15 REVENDICATIONS1. Bielle tubulaire (1), caractérisée en ce qu'elle comprend : - un corps creux (2) comportant au moins une extrémité (3) pourvue d'une ouverture (4), - une tête de bielle (21) agencée pour être emmanchée au travers l'ouverture (4), ladite tête de bielle (21) comportant au moins un moyen de blocage (19,20) agencé pour positionner la tête de bielle (21) relativement à l'ouverture (4) du 10 corps creux (2) en une position de blocage déterminée. 2. Bielle tubulaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de blocage (19, 20) est un épaulement. 15 3. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité (3) du corps creux (2) comprend au moins un premier moyen de fixation (12) destiné à fixer l'extrémité (3) du corps creux (2) sur la tête de bielle (21). 20 4. Bielle tubulaire (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier moyen de fixation (12) est un orifice conçu pour l'introduction d'une vis de fixation. 5. Bielle tubulaire selon la revendication 4, caractérisée en ce que 25 le premier moyen de fixation (12) est un lamage ou un blanchi. 6. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la tête de bielle (21) comprend au moins un deuxième moyen de fixation (22) destiné à coopérer avec le au moins un 30 premier moyen de fixation (12) de manière à fixer l'extrémité (3) du corps creux (2) sur la tête de bielle (21). 7. Bielle tubulaire (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le deuxième moyen de fixation (22) est un alésage. 35 8. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité (3) du corps creux (2) est pourvue d'au moins une fente (18). 9. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps creux (2) présente à son extrémité (3) un surcroît d'épaisseur. 10. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 10 à 9, caractérisée en ce que la tête de bielle (21) est monobloc. 11. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la tête de bielle (21) est formée : - d'une première partie (5) qui comporte au moins un premier 15 moyen de blocage (19) agencé pour positionner ladite première partie (5) relativement à l'ouverture (4) du corps creux (2) en une première position de blocage déterminée, et - d'une deuxième partie (6) qui comporte au moins un deuxième moyen de blocage (20) agencé pour positionner ladite deuxième 20 partie (6) relativement au corps creux (2) en une deuxième position de blocage déterminée. 14. Bielle tubulaire (1) selon la revendication 11, caractérisée en ce que la première partie (5) et la deuxième partie (6) de la tête de bielle (21) ont 25 été obtenues par découpe d'une tête de bielle entière. 15. Bielle tubulaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite bielle tubulaire (1) comprend : - un corps creux (2) comportant deux extrémités (3) pourvues 30 chacune d'une ouverture (4), - deux têtes de bielle (21) agencées pour être emmanchées au travers de chacune des ouvertures (4), lesdites deux têtes de bielle (21) comportant au moins un moyen de blocage (19,20) agencé pour positionner la tête de bielle (21) relativement à l'ouverture 35 (4) du corps creux (2) en une position de blocage déterminée.