Brevet FR3029580A1 — publié le 20160610

VIS POUR MOYEN D'ASSEMBLAGE DE DEUX PIECES La présente invention concerne un moyen d'assemblage pour pièces composites. De manière connue, l'assemblage des pièces composites en aéronautique utilise avantageusement des ensembles vis/écrou métalliques. Le titane, ou alternativement l'acier, sont le plus souvent retenu pour leurs performances en cisaillement. Le titane permet encore de prévenir de potentiels problèmes de corrosion. _Io La figure 1 est une vue en coupe d'un moyen d'assemblage, selon l'art antérieur, de deux pièces composites 5, 6, comprenant une vis 1 et un écrou 2. Pour un assemblage de pièces 5, 6 en un matériau qui présente une forte sensibilité au matage, tel que le carbone, le diamètre nominal de la vis 1 et de l'écrou 2 sont augmentés, par rapport au 15 diamètre nécessaire afin de résister au cisaillement. La vis 1 est typiquement engagée dans un perçage traversant, réalisé au travers des deux pièces 5, 6 à assembler, selon un axe de perçage se confondant. La vis 1 comprend de manière classique une tête 3 et une tige filetée sur laquelle l'écrou 2 est vissé. Le vissage de l'écrou 2 avec 20 la vis 1 vient plaquer l'écrou 2 contre l'autre pièce 6. Un serrage de l'ensemble 1, 2 assure un maintien assemblé des pièces 5, 6. Afin d'atteindre les performances en cisaillement nécessaires, la vis 1 et l'écrou 2 sont avantageusement réalisés en titane. Cependant ces matériaux, et plus particulièrement le titane, 25 présentent l'inconvénient important d'une faible conductivité électrique. De tels moyens d'assemblage sont sensibles aux courants électrostatiques et aux courants de foudroiement, et créent un risque de surtension électrique en cas de coup de foudre. Le but de la présente invention est de proposer une vis pour moyen 30 d'assemblage de deux pièces remédiant à tout ou partie des différents inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet une vis pour moyen d'assemblage de deux pièces, ayant un axe longitudinal et comprenant une tige filetée en un premier matériau et un orifice centré sur l'axe 35 longitudinal et tel que l'orifice est traversant le long de la vis et est rempli par un deuxième matériau. Selon un premier mode de réalisation, l'orifice de la vis selon l'invention présente une section constante le long de l'axe longitudinal. 3029580 2 Selon un deuxième mode de réalisation, l'orifice de la vis selon l'invention présente une section circulaire dont un diamètre est variable le long de l'axe longitudinal de la vis formant un profil du logement en forme de diabolo. 5 Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation, le deuxième matériau présente une conductivité électrique supérieure au premier matériau. Préférentiellement, quel que soit le mode de réalisation, le deuxième matériau présente une densité inférieure au premier _Io matériau. Selon une variante de réalisation, le deuxième matériau est choisi parmi cuivre, aluminium alliages de cuivre, alliages d'aluminium, alliages de cuivre et d'aluminium. Selon une autre variante de réalisation, le deuxième matériau /5 comprend un mastic contenant des particules d'un matériau métallique choisi parmi cuivre, aluminium alliages de cuivre, alliages d'aluminium, alliages de cuivre et d'aluminium. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à 20 titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un assemblage de deux pièces composites selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en coupe d'un assemblage de deux pièces composites selon un premier mode de réalisation de l'invention, 25 - la figure 3 est une vue en coupe d'un assemblage de deux pièces composites selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, Un moyen d'assemblage, comprenant une vis 11, 21, selon l'invention et un écrou 2, configuré pour assembler une première pièce 5 avec une deuxième pièce, 6 est représenté sur les figures 2 et 3. 30 Dans les deux modes de réalisation, la vis 11, 21 comprend une tige filetée 17, 27, sensiblement cylindrique autour d'un axe longitudinal 9 et de diamètre D1, dont une première extrémité est associée à une tête 13, 23 et une deuxième extrémité 14, 24 est configurée pour s'insérer dans l'écrou 2. 35 La tige filetée 17, 27 est réalisé en un premier matériau tel que du titane. En variante, de l'acier peut être employé. La tige filetée 17, 27 comprend un orifice 18, 28 centré sur l'axe longitudinal 9 et traversant la vis 11, 21. 3029580 3 Dans un premier mode de réalisation, illustré à la figure 2, l'orifice 18 présente une section constante le long de l'axe longitudinal 9. Dans un deuxième mode de réalisation, illustré à la figure 3, l'orifice 28 présente une section circulaire dont un diamètre D' est 5 variable le long de l'axe longitudinal 9 de la vis 11, 21, formant un profil du logement 28 en forme de diabolo. Comme illustré à la figure 3, l'orifice 28 comprend une première partie P1 et une deuxième partie P2. Une longueur Ll de P1 est identique à une épaisseur el de la première pièce 5 et une longueur L2 zo de P2 est supérieure à une épaisseur e2 de la deuxième pièce 6. La jonction entre P1 et P2 correspond à l'interface entre la première et la seconde pièce 5, 6. Pour chaque partie Pl, P2, le diamètre D' est calculé à une distance de l'interface entre la première et la seconde pièce 5, 6. Cette distance /5 est notée xl, x2 sur la figure 3. Le diamètre D'il de P1 à l'interface entre la première et la seconde pièce 5, 6, est une fonction de plusieurs paramètres : la contrainte de cisaillement 6i1 exercée par la pièce 5 à l'interface, la contrainte de cisaillement 61 exercée par la pièce 5 à la distance xl = Ll et le 20 diamètre D1 de la tige cylindrique 27. Ce diamètre D'il à l'interface entre la première et la seconde pièce 5, 6, est calculé selon la formule : D'il = Sf * [D12 - ((461 * D1 * L1)/(7c * Où Sf est un facteur de sécurité, usuellement fixé à 1,5. De même, le diamètre D'i2 de P2 à l'interface entre la première et 25 la seconde pièce 5, 6, est calculé selon la formule : D'i2 = Sf * [D12 - ((462 * D1 * e2)/(7c * Gi2))]1/2 Où 6i2 est la contrainte de cisaillement exercée par la pièce 6 à l'interface et 62 est la contrainte de cisaillement exercée par la pièce 6 à la distance x2 = e2. 30 Le diamètre D'rnaxl de la première partie P1 du logement 28 à la distance xl = Ll est calculé selon la formule : D'maxl = (D1 + D'i1)/2 Le diamètre Dl entre l'interface et xl = Ll varie linéairement entre D'il et D'rnaxl. 35 Le diamètre D'max2 de la deuxième partie P2 du logement 28 à la distance x2 = L2 est calculé selon la formule : D'max2 = (D1 + D'i2)/2 Le diamètre D'2 entre l'interface et x2 = L2 varie linéairement 3029580 4 entre D'i2 et D'max2. Selon une variante de réalisation, l'orifice 18, 28 est rempli avec un deuxième matériau, dont la densité est plus faible que celle du premier matériau et/ou dont la conductivité électrique est supérieure à 5 celle du premier matériau. Ce deuxième matériau peut être du cuivre et/ou préférentiellement de l'aluminium, et/ou au moins un de leurs alliages. A titre d'exemple, le premier matériau, c'est-à-dire le matériau du corps de la vis, est du titane présentant une densité de 5 et le zo deuxième matériau, c'est-à-dire le matériau de remplissage, est de l'aluminium, ou un alliage à base d'aluminium, qui présente une densité de 2,8. Selon une autre variante de réalisation, le deuxième matériau est un mastic contenant des particules d'un matériau métallique bon /5 conducteur électrique, tel que du cuivre et/ou préférentiellement de l'aluminium et/ou au moins un de leurs alliages. Cette variante de réalisation tire bénéfice d'une phase initiale pâteuse dudit mastic qui facilite le remplissage du logement 18, 28 avec le mastic. Dans une deuxième phase, le mastic durcit et adhère fortement aux parois du 20 logement 18, 28. Le procédé de fabrication d'une telle vis 11, 21 comprend les étapes suivantes. La vis 11, 21, et notamment la tête 13, 23 et la tige filetée 17, 27, est usinée dans un premier matériau de façon identique à la fabrication d'une vis 1 selon l'art antérieur. L'orifice 18, 28 est 25 ensuite réalisé dans la tige d'une vis 1 selon l'art antérieur par retrait de matière, typiquement par perçage. Enfin l'orifice 18, 28 est rempli avec un deuxième matériau. Ainsi, une vis 11, 21, selon l'invention peut être réalisée à partir d'une vis 1 selon l'art antérieur. Ceci permet avantageusement un 30 échange standard de vis existantes 1 par des vis 11, 21 selon l'invention, ainsi qu'une réutilisation des outillages existants. En opération, la tige filetée 17, 27 est engagée par sa deuxième extrémité dans un alésage fileté débouchant, de diamètre D1, réalisé au travers des deux pièces 5, 6 à assembler, selon un axe de perçage se 35 confondant avec l'axe 9 de la tige filetée 17, 27. La deuxième extrémité débouche du perçage de la deuxième pièce composite 6 afin de visser l'écrou 2 sur la deuxième extrémité de la tige filetée 17, 27 et de plaquer l'écrou 2 contre la deuxième pièce 6. Ainsi, les deux pièces 5, 6 3029580 5 sont maintenues assemblées. La section du logement 18, 28 permet de renforcer la résistance au cisaillement de la vis. L'orifice 18, 28, lorsqu'il est rempli avec un deuxième matériau de 5 conductivité supérieure au premier matériau constituant la tige 17, 27, forme un pont électrique et assure une connexion et une conduction électrique entre les deux côtés de l'assemblage. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et peut s'étendre à toute variante conforme _Io à son esprit. REVENDICATIONS1. Vis (11,21) pour moyen d'assemblage de deux pièces, ayant un axe longitudinal (9), comprenant une tige filetée (17, 27) en un premier matériau et caractérisé en ce que la tige comprend un orifice (18,28) traversant centré sur l'axe longitudinal (9) et, en ce que l'orifice est rempli par un deuxième matériau. 2. Vis (11, 21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (18, 28) présente une section constante le long de l'axe longitudinal (9) de la vis (11, 21) 3. Vis (11, 21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice 15 (18, 28) présente une section circulaire dont un diamètre (D') est variable le long de l'axe longitudinal (9) de la vis (11, 21) formant un profil du logement (18, 28) en forme de diabolo. 4. Vis (11,21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où le 20 deuxième matériau présente une conductivité électrique supérieure au premier matériau. 5. Vis (11,21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où le deuxième matériau présente une densité inférieure au premier 25 matériau. 6. Vis (11,21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où le deuxième matériau est choisi parmi cuivre, aluminium alliages de cuivre, alliages d'aluminium, alliages de cuivre et d'aluminium. 30 7. Vis (11,21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où le deuxième matériau comprend un mastic contenant des particules d'un matériau métallique choisi parmi cuivre, aluminium alliages de cuivre, alliages d'aluminium, alliages de cuivre et d'aluminium.