Brevet FR3153115A1 — publié le 20250321

[Title] Connecteur pour relier des premier et deuxième membres Connecteur (1) pour relier des premier et deuxième membres, comprenant : un corps (2) en matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice plastique (6b) en résine, comprenant une zone de fixation du premier membre ; une rotule (3) apte à se mouvoir par rotulage dans un logement (4) du corps (2) et comprenant un alésage (3b) pour la fixation du deuxième membre ; une première bande fibreuse (7) ou un revêtement possédant un coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,1, positionnée entre le logement (4) et la rotule (3), au contact de la rotule (3) ; et une deuxième bande fibreuse (8) possédant un coefficient de frottement supérieur ou égal à 0,2, positionnée entre le logement (4) et la rotule (3), au contact du logement (4). Connecteur pour relier des premier et deuxième membres Domaine technique de l’invention La présente invention concerne, de manière générale, les connecteurs utilisés pour connecter entre eux deux membres. Plus précisément, l’invention se rapporte un connecteur, tel qu’une ferrure ou une manille, comprenant un corps en matériau composite et une rotule montée dans le corps. Etat de la technique antérieure Traditionnellement, dans le domaine aéronautique, on utilise des connecteurs telles des ferrures métalliques, réalisées par exemple en aluminium, en titane ou en acier. De telles pièces de liaison servent à connecter deux membres en mouvement relatif de rotulage par l’intermédiaire d’une rotule interposée entre lesdits membres et solidaire de la pièce de liaison. C’est le cas par exemple d’une ferrure d’attache d’un capot d’inverseur de poussée d’une turbine d’avion. L’utilisation d’une pièce de liaison formée au moins partiellement en matériau composite, c’est-à-dire en matière polymère renforcée de fibres telles que des fibres de carbone ou de verre, est particulièrement intéressante pour les domaines où le gain de poids est essentiel, comme par exemple en aéronautique. Le document FR3067073 propose une pièce de liaison formée par un corps en matériau composite avec des fibres de renfort noyées dans une matrice plastique en résine de telle sorte que lesdites fibres de renfort forment, avec la résine, des plis empilés afin de former un stratifié. Une bague de montage, intercalée entre la rotule et le logement du corps dans lequel est montée la rotule, permet de réduire l’impact des efforts répétés générés lors du rotulage. Cependant, l’intégration de la bague de montage est coûteuse, imposante et alourdit la structure. Une autre mode de réalisation décrit dans le document FR3067073 consiste à remplacer la bague de montage par un tissu autolubrifiant. Toutefois, en cas de charges axiale et radiale importantes appliquées par la rotule sur le corps, la résine entre lesdits plis à l’interface avec la rotule est mise en tension. Des efforts répétés ont alors pour effet d’écarter les plis, conduisant à un délaminage prématuré du matériau composite autour du logement formé pour recevoir la rotule. L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un connecteur léger et peu coûteux, apte à supporter des charges radiale et axiale de tension et de compression afin d’écarter les risques de délamination du corps du connecteur. Il est donc proposé un connecteur pour relier des premier et deuxième membres, comprenant : un corps en matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice plastique en résine, comprenant une zone de fixation du premier membre ; une rotule apte à se mouvoir par rotulage dans un logement du corps et comprenant un alésage pour la fixation du deuxième membre ; une première bande fibreuse ou un revêtement possédant un coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,1, positionnée entre le logement et la rotule, au contact de la rotule ; et une deuxième bande fibreuse possédant un coefficient de frottement supérieur ou égal à 0,2, positionnée entre le logement et la rotule, au contact du logement. Une telle configuration permet de conserver une compacité et un poids de connecteur compatible avec une application dans le domaine de l’aérospatiale tout en assurant, d’une part, des propriétés de frottement suffisamment basses pour une articulation de la rotule efficace et sans risque de délamination sous une charge d’endurance et, d’autre part, des propriétés de frottement suffisamment élevées afin de protéger le corps du connecteur de tout risque de délamination sous des charges axiale et radiale. Le connecteur selon l’invention est fiable, peu coûteux et sa durée de vie est optimisée. Avantageusement, les première et deuxième bandes fibreuses sont positionnées au contact l’une de l’autre. Selon un mode de réalisation alternatif, dans lequel la première bande fibreuse est remplacée par un revêtement, la deuxième bande fibreuse et le revêtement peuvent être positionnés au contact l’un de l’autre. Par revêtement, on entend une couche appliquée par traitement chimique ou une couche apposée sur une surface extérieure de la rotule. De préférence, la première bande fibreuse ou le revêtement comprend des particules lubrifiantes comprenant des fibres lubrifiantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine, et/ou au moins un lubrifiant solide, de préférence les particules lubrifiantes ou le lubrifiant solide comprenant un fluoropolymère, tel que le polytétrafluoropolymère, du graphite, du sulfure de molybdène, du nitrure de bore hexagonal ou un mélange de ceux-ci. Les particules lubrifiantes permettent d’abaisser le coefficient de frottement de la première bande fibreuse et limiter la friction entre le corps et la rotule lors du rotulage. De préférence, la première bande fibreuse comprend des fibres structurantes choisies parmi des fibres de verre et/ou de carbone. Les fibres structurantes Les fibres structurantes permettent de maintenir les particules lubrifiantes, telles que des fibres, dont les performances mécaniques sont plus faibles et qui pourraient être arrachées sous sollicitation lors du mouvement relatif entre la rotule et le corps du connecteur. Avantageusement, la deuxième bande fibreuse peut comprendre des fibres structurantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine, les fibres structurantes étant choisies parmi des fibres de verre et/ou de carbone. Les fibres structurantes permettent de limiter le risque de délamination du corps du connecteur. De préférence, la deuxième bande fibreuse comprend un matériau composite identique au matériau composite du corps afin d’augmenter la compatibilité entre le corps et la deuxième bande fibreuse. Selon une caractéristique, les fibres de renfort du corps forment, avec la résine, des plis s’étendant perpendiculairement à l’axe du logement, et la deuxième bande fibreuse pouvant comporter des plis s’étendant sensiblement perpendiculairement auxdits plis du corps. Ceci permet de renforcer la structure du connecteur et limiter davantage l’écartement des plis du corps du connecteur lors du rotulage. Dans un mode de réalisation, les première et deuxième bandes fibreuses peuvent être fixées sur le corps de sorte que la rotule soit en mouvement par rapport à l’ensemble formé par le corps et les première et deuxième bandes fibreuses. Un tel agencement est particulièrement aisé à réaliser, facilitant et diminuant le temps de fabrication du connecteur. Ceci permet en outre d’intégrer tout type de rotule dans le corps du connecteur. Selon une alternative, la première bande fibreuse ou le revêtement peut être fixé(e) sur la rotule et la deuxième bande fibreuse peut être fixée sur le corps de sorte que l’ensemble formé par la rotule et la première bande fibreuse ou le revêtement soit en mouvement par rapport à l’ensemble formé par le corps et la deuxième bande fibreuse. Dans un autre mode de réalisation, la deuxième bande fibreuse peut être fixée sur le corps par imprégnation de la matrice plastique en résine du corps. Selon une alternative, les première et deuxième bandes fibreuses peuvent être fixées sur le corps par imprégnation de la matrice plastique en résine du corps. Ceci permet de faciliter l’intégration des première et deuxième bandes fibreuses et consolider l’ensemble formé par le corps et les première et deuxième bandes fibreuses. Dans un autre mode de réalisation alternatif, la première bande fibreuse peut être fixée sur la rotule par collage. Dans un mode de réalisation, la deuxième bande fibreuse peut être fixée sur le corps par collage. Dans un autre mode de réalisation, les première et deuxième bandes fibreuses peuvent être fixées sur le corps par collage. Dans ce cas, la deuxième bande fibreuse peut être fixée au contact du logement du corps, et la première bande fibreuse peut être fixée au contact de la deuxième bande fibreuse. Brève description des figures D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue en perspective d’une ferrure selon un mode de réalisation de l’invention. FIG. 2 est une vue en coupe transversale de la ferrure illustrée à la FIG. 1 . Description détaillée de l’invention Les figures 1 et 2 représentent un connecteur 1 destiné à relier des premier et deuxième membres (non représentés). Dans l’exemple illustré, le connecteur est une ferrure destinée à une application dans le domaine aérospatial. Le connecteur 1 comprend un corps 2 en matériau composite comportant des fibres de renforts noyées dans une matrice plastique 6b. Les fibres sont, avantageusement, en carbone, mais peuvent être en un autre matériau, tel que le verre. La matrice plastique 6b est en résine thermodurcissable, par exemple en époxy, mais d’autres matériaux comme des résines thermoplastiques, par exemple en PEEK, PEKK, PEAK, peuvent être utilisées. Le corps 2 du connecteur 1 comprend une zone de fixation du premier membre à connecter qui, dans l’exemple illustré, prend la forme d’une embase 5. Des moyens de fixation du premier membre au connecteur 1 peuvent comporter des vis ou des rivets. Le connecteur 1 comprend également une rotule 3 montée dans un logement 4, d’axe X1, du corps 2. Le logement 4 est délimité par une surface intérieure ou alésage du corps 2. Avantageusement, la rotule 3 est métallique, par exemple en titane, acier, aluminium, bronze ou un alliage de ceux-ci. L’alésage du logement 4 est sphérique de sorte à coopérer avec la rotule 3. La rotule 3, d’axe X2, est apte à se mouvoir par rotulage dans le logement 4 du corps 2. Le connecteur 1 permet ainsi de connecter rigidement les premier et deuxième membres tout en autorisant une possibilité d’articulation entre eux, par rotulage de la rotule 3 dans le logement 4. La rotule 3 peut être formée de deux parties pouvant être séparées afin de permettre le montage de la rotule 3 dans le logement 4. Avantageusement, la rotule 3 possède une surface extérieure 3a sphérique destinée à coopérer avec le logement 4 pour l’articulation de la rotule 3, et une surface intérieure ou alésage 3b pour la fixation du deuxième membre. Dans l’exemple illustré, l’alésage 3b est cylindrique et d’axe X2. Les fibres de renfort du corps 2 forment, avec la résine, des plis ou nappes 6a. Ces plis 6a sont empilés de sorte former un stratifié, comme cela est illustré sur la FIG. 2 représentant une section longitudinale du connecteur 1 selon un plan passant par l’axe X1 et qui est parallèle aux plis 6a du corps 2. Avantageusement, par simplicité de fabrication du corps 2 du connecteur 1, les plis 6a sont parallèles entre eux. De plus, les plis 6a s’étendent sur toute la longueur du corps 2, à l’exception de la zone du logement 4, dans laquelle ils sont partiellement interrompus afin d’obtenir le logement 4, par exemple par enlèvement de matière. En outre, le connecteur 1 comprend une première bande fibreuse 7 possédant un coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,1, positionnée entre le logement 4 et la rotule 3, au contact de la rotule 3. La première bande fibreuse 7 à fonction lubrifiante permet de maintenir une charge d’endurance entre le corps 2 et la rotule 2 en réduisant les frottements à l’interface avec la rotule 3, ce qui réduit également les risques de délamination. La première bande fibreuse 7 peut comprendre des particules lubrifiantes comprenant des fibres lubrifiantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine. La première bande fibreuse 7 peut également comprendre en complément ou en remplacement des fibres lubrifiantes au moins un lubrifiant solide. Par exemple, les particules lubrifiantes ou le lubrifiant solide peut comprendre un fluoropolymère, tel que le polytétrafluoropolymère, du graphite, du sulfure de molybdène, du nitrure de bore hexagonal ou un mélange de ceux-ci. De préférence, la première bande fibreuse 7 comprend en outre des fibres structurantes, notamment en complément des particules lubrifiantes, notamment des fibres lubrifiantes. Les fibres structurantes permettent de renforcer la première bande fibreuse 7, en maintenant les particules lubrifiantes, telles que des fibres, dont les performances mécaniques sont plus faibles et qui pourraient être arrachées sous sollicitation lors du mouvement relatif entre la rotule 3 et le corps 2 du connecteur 1. Les fibres structurantes permettant également de supporter les charges d’ouverture transmises au corps 2 du connecteur 1 lors du pivotement de la rotule 3 portant le deuxième membre et tendant à écarter les plis 6a du corps 2. Les fibres structurantes de la première bande fibreuse 7 peuvent être choisies parmi des fibres de verre, de carbone ou un mélange de celles-ci. Avantageusement, la première bande fibreuse 7 peut être un tissu autolubrifiant. Selon une alternative, la première bande fibreuse 7 peut être substituée par un revêtement, appliqué au moins partiellement sur la surface extérieure 3a de la rotule 3, possédant un coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,1. Le revêtement peut être une couche obtenue par traitement chimique de la surface extérieure de la rotule 3, ou une couche apposée sur la surface extérieure de la rotule 3, tel que formant un liner. De préférence, le revêtement est appliqué toute la surface extérieure 3a de la rotule 3. Le revêtement peut comprendre des particules lubrifiantes comprenant des fibres lubrifiantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine. Le revêtement peut également comprendre en complément ou en remplacement des fibres lubrifiantes au moins un lubrifiant solide. Par exemple, les particules lubrifiantes ou le lubrifiant solide peut comprendre un fluoropolymère, tel que le polytétrafluoropolymère, du graphite, du sulfure de molybdène, du nitrure de bore hexagonal ou un mélange de ceux-ci. De préférence, le revêtement comprend en outre des particules structurantes, telles que des fibres, par exemple en carbone, en verre ou un mélange de celles-ci. De plus, le connecteur 1 comprend une deuxième bande fibreuse 8 possédant un coefficient de frottement supérieur ou égal à 0,2, positionnée entre le logement 4 et la rotule 3, au contact du logement 4. Dans l’exemple illustré, les première et deuxième bandes fibreuses 7 et 8 sont positionnées au contact l’une de l’autre. La première bande fibreuse 7 comprend une surface intérieure en contact avec la surface extérieure 3a de la rotule 3 et une surface extérieure opposée en contact avec une surface intérieure de la deuxième bande fibreuse 8. La deuxième bande fibreuse 8 comprend une surface intérieure au contact de la surface extérieure de la première bande fibreuse 7, ou du revêtement, et une surface extérieure en contact avec le logement 4. Selon un mode de réalisation alternatif, dans lequel la première bande fibreuse 7 est remplacée par un revêtement, la deuxième bande fibreuse 8 et le revêtement peuvent être positionnés au contact l’un de l’autre. Le revêtement, comprend une surface intérieure en contact avec la surface extérieure 3a de la rotule 3 et une surface extérieure opposée en contact avec une surface intérieure de la deuxième bande fibreuse 8. La deuxième bande fibreuse 8 comprend une surface intérieure au contact de la surface extérieure du revêtement et une surface extérieure en contact avec le logement 4. De préférence, la deuxième bande fibreuse 8 comprend des fibres structurantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine. Les fibres structurantes peuvent être choisies parmi des fibres de verre, des fibres de carbone ou un mélange de celles-ci. La deuxième bande fibreuse 8 peut, avantageusement, comprendre un matériau composite identique au matériau composite du corps 2 afin d’améliorer la compatibilité entre le corps 2 et la deuxième bande fibreuse 8. Dans l’exemple illustré, les fibres de renfort du corps 2 forment, avec la résine, des plis 6a s’étendant perpendiculairement à l’axe X1 du logement 4, au moins dans la zone du corps 2 autour du logement 4 s’étendant sur quelques millimètres ou dizaines de millimètres, ce qui permet d’augmenter la résistance à la traction et à la compression. La deuxième bande fibreuse 8 peut également comporter des plis. De préférence, les plis de la deuxième bande fibreuse 8 s’étendent transversalement le long de la bande fibreuse 8, de façon à s’étendre sensiblement perpendiculairement aux plis 6a du corps. La première bande fibreuse 7 peut aussi comporter au moins un pli. L’épaisseur de la première bande fibreuse 7, l’épaisseur du revêtement et l’épaisseur de la deuxième bande fibreuse 8 sont, de préférence, de l’ordre du millimètres, comprises entre 0,5 et 5 mm. Par exemple, la première bande fibreuse 7 et la deuxième bande fibreuse 8 comporte, respectivement, une proportion de 10 % et 90 % de plis. Ce ratio peut être ajusté en fonction du rapport contrainte d'endurance en rotulage et charge statique requis. Dans une mode de réalisation, les première et deuxième bandes fibreuses 7 et 8 peuvent être fixées sur le corps 2. De cette façon, la rotule 3 est en mouvement par rapport à l’ensemble formé par le corps 2 et les première et deuxième bandes fibreuses. Dans un mode de réalisation alternatif, la première bande fibreuse 7, ou le revêtement, peut être fixé(e) sur la rotule 3, alors que la deuxième bande fibreuse 8 peut être fixée sur le corps 2. De cette façon, l’ensemble formé par la rotule 3 et la première bande fibreuse 7, ou le revêtement, est en mouvement par rapport à l’ensemble formé par le corps 2 et la deuxième bande fibreuse 8. De préférence, la fixation de la deuxième bande fibreuse 8 ou la fixation des première et deuxième bandes fibreuses 7 et 8 sur le corps 2 est réalisée par imprégnation de la matrice plastique 6b en résine du corps 2. En alternative, la première bande fibreuse 7, la deuxième bande fibreuse 8 ou les première et deuxième bandes fibreuses 7, 8 peuvent être fixées par collage. Selon un exemple, la deuxième bande fibreuse 8 peut être fixée au contact du logement 4 au moyen d’une colle, et la première bande fibreuse 7 peut être fixée au contact de la deuxième bande fibreuse 8, également au moyen de colle. Selon un autre exemple, la deuxième bande fibreuse 8 peut être fixée au contact du logement 4 au moyen d’une colle, et la première bande fibreuse 7 peut être fixée au contact de la rotule 3, également au moyen de colle. Dans l’exemple illustré, le connecteur 1 est configuré pour connecter deux membres. En alternative, le connecteur 1 peut être mise en œuvre pour connecter entre eux trois ou plus de membres. Par ailleurs, l’invention peut s’appliquer à un autre type de connecteur qu’une ferrure, par exemple un embout de bielle ou une manille, par exemple également pour une application dans le domaine aérospatial ou tout autre domaine technique. Connecteur (1) pour relier des premier et deuxième membres, comprenant : un corps (2) en matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice plastique (6b) en résine, comprenant une zone de fixation du premier membre ; une rotule (3) apte à se mouvoir par rotulage dans un logement (4) du corps (2) et comprenant un alésage (3b) pour la fixation du deuxième membre ; une première bande fibreuse (7) ou un revêtement possédant un coefficient de frottement inférieur ou égal à 0,1, positionné(e) entre le logement (4) et la rotule (3), au contact de la rotule (3) ; et une deuxième bande fibreuse (8) possédant un coefficient de frottement supérieur ou égal à 0,2, positionnée entre le logement (4) et la rotule (3), au contact du logement (4). Connecteur selon la revendication 1, dans lequel la première bande fibreuse (7) ou le revêtement comprend des particules lubrifiantes comprenant des fibres lubrifiantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine, et/ou au moins un lubrifiant solide, de préférence les particules lubrifiantes ou le lubrifiant solide comprenant un fluoropolymère, tel que le polytétrafluoropolymère, du graphite, du sulfure de molybdène, du nitrure de bore hexagonal ou un mélange de ceux-ci. Connecteur selon la revendication 2, dans lequel la première bande fibreuse (7) comprend des fibres structurantes choisies parmi des fibres de verre et/ou de carbone. Connecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la deuxième bande fibreuse (8) comprend des fibres structurantes imprégnées d’un liant, tel qu’une résine, les fibres structurantes étant choisies parmi des fibres de verre et/ou de carbone. Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième bande fibreuse (8) comprend un matériau composite identique au matériau composite du corps (2). Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres de renfort du corps (2) forment, avec la résine, des plis (6a) s’étendant perpendiculairement à l’axe du logement (4), et la deuxième bande fibreuse (8) comportant des plis s’étendant sensiblement perpendiculairement auxdits plis (6a) du corps (2). Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les première et deuxième bandes fibreuses (7, 8) sont positionnées au contact l’une de l’autre, ou le revêtement et la deuxième bandes fibreuse (8) sont positionnés au contact l’un de l’autre. Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les première et deuxième bandes fibreuses (7, 8) sont fixées sur le corps (2) de sorte que la rotule (3) est en mouvement par rapport à l’ensemble formé par le corps (2) et les première et deuxième bandes fibreuses (7, 8). Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième bande fibreuse (8) ou les première et deuxième bandes fibreuses (7, 8) sont fixées sur le corps (2) par imprégnation de la matrice plastique (6b) en résine du corps (2). Connecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première bande fibreuse (7) et/ou la deuxième bande fibreuse (8) sont fixées sur le corps (2) ou sur la rotule (3) par une colle.