INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le module de convoyage 1 comporte également ( ) un contrôleur 4, qui est de préférence fixé au convoyeur 2 et qui d’une manière générale est adapté pour commander automatiquement le convoyeur 2.
Convoyeur 2 Dans cet exemple particulier, le convoyeur 2 est un convoyeur droit à rouleaux. L’invention n’est pas limitée à ce type particulier de convoyeur, mais peut être mise en œuvre avec tout type connu de convoyeur droit ou courbe et pouvant comporter d’autres moyens de convoyage, tels que par exemple et de manière non exhaustive un convoyeur à chaînes, un convoyeur à galets, un convoyeur à bande de transport.
Dans cet exemple particulier, le convoyeur 2 du module de convoyage 1 comporte un ensemble de plusieurs rouleaux 20 qui sont montés sur un châssis 21 en étant parallèles et espacés dans la direction de convoyage. Lorsque le module de convoyage est implanté dans une ligne de convoyage, les axes de rotation 20a des rouleaux 20 sont généralement horizontaux et les rouleaux 20 permettent de supporter et transporter une charge entre un premier côté C1 du convoyeur 2 et un deuxième côté C2 du convoyeur 2.
représente une géométrie particulière d’une partie renforcée, dans un exemple de réalisation particulier ;
représente une géométrie particulière d’une partie renforcée, dans un autre exemple de réalisation particulier ;
représente l’évolution de la section d’une partie renforcée en fonction de la distance avec le fuselage (selon l’axe y) ;
représente une aile d’avion en transparence Selon une caractéristique particulière de l’invention ;
est une coupe transversale d’une aile d’avion se référant aux figures 1 et 17, selon un exemple de réalisation de l’invention.
Description détaillée 1. Principe général
Comme explicité précédemment, le principe général de la technique proposée consiste à munir le panneau construit en matière composite de parties renforcées. Plus particulièrement, selon la présente technique, les panneaux sont munis de parties renforcées intégrées à même le panneau (et non pas adjoints ultérieurement au panneau). De cette manière, on évite les problématiques posées par l’art antérieur, notamment en évitant de coller ou de fixer des éléments complémentaires sur le panneau une fois fabriqué. Au contraire, grâce à la présente technique, on dispose d’un panneau intégré/compact, dans lequel les parties renforcées font partie intégrante du panneau lui-même. De cette manière, on assure notamment que la force exercée sur le panneau, et par extension sur les parties renforcées qu’il intègre, n’entraîne pas une altération prématurée du panneau, comme dans certaines solutions de l’art antérieur.
Par la suite, nous utiliserons le terme pli comme désignant une fine couche pouvant être composée de fibres. Nous utiliserons également le terme feuilleté ou empilement désignant une superposition de plis.
Ainsi, en relation avec la , on décrit le principe général de la technique selon un exemple de réalisation. La représente deux vues en coupe d’un panneau (11) présentant une ou plusieurs parties renforcées (12) intégrées dans son épaisseur, cette épaisseur étant composée d’un feuilleté de plis. En haut de la est représenté un panneau vu du dessus, tandis qu’en bas est représenté un panneau vu du dessous. Le panneau est de forme globalement parallélépipédique rectangle et comprend une surface externe (13) et une surface interne (14). Ce panneau est constitué d’un feuilleté ou empilement de plis (15, 16). Les plis de la surface externe (15) étant non-divergés, et les plis de la surface interne (16) étant divergés pour créer une partie renforcée (12). La divergence des plis est définie comme étant l’éloignement/écartement de la position du pli par rapport au plan du panneau dans le cas où aucune partie renforcée n’est présente. Ainsi, au moins un pli composant le panneau diverge du plan du panneau, formant ainsi une partie renforcée (12) du panneau. Par ailleurs, la représente un exemple de réalisation particulier dans lequel les parties renforcées (12) ont une section trapézoïdale isocèle et sont de forme allongée, dans le sens de la longueur du panneau. De plus, la représente un exemple de réalisation dans lequel la divergence des plis est permise par l’adjonction d’un élément de support (17) composé d’un matériau de faible densité. En effet, les plis divergés épousant la forme des éléments de supports (17), les plis sont déviés par rapport au plan du panneau et forment ainsi des parties renforcées (12). Les éléments de support (17) ont pour fonction de permettre et de maintenir la divergence des plis.
Chaque pli du panneau peut posséder une masse différente, une épaisseur différente, être composé d’une matière différente, et dans le cas de matériaux composites, chaque pli peut posséder des fibres de nature(s) et/ou d’orientation(s) différente(s). Les matériaux composites utilisés peuvent, par exemple, être des fibres de carbone ou de verre avec de l’époxyde, du GLARE, etc. Ces éléments sont déterminés en fonction de la valeur et de l'orientation des forces à soutenir/contenir, du nombre de cycles (état initial, déformation, retour à l'état initial) à soutenir, des chocs envisagés (choc thermique, choc physique…), des volumes à fabriquer, de la méthode de fabrication, et du prix.
Les parties renforcées (12) intégrées au panneau (11) et décrites dans ce document peuvent prendre tout type de forme, par exemple : un ovoïde/ellipsoïde ; une pyramide tronquée à base rectangulaire ; un prisme à base trapézoïdale, carrée, rectangulaire, pentagonale, hexagonale… ; un cylindre circulaire, elliptique, ovoïde… ; un cône quelconque ; ou toute autre forme jugée adaptée par l’homme du métier. Toutes les formes citées ci-dessus peuvent être tronquées dans toutes les directions de l’espace pour former un volume quelconque. La partie renforcée est ainsi constituée par la différence de trajectoire, au niveau de cette partie renforcée, entre les plis non-divergés (15) et les plis divergés (16).
Ainsi, la divergence des plis sert à créer, sur une longueur plus ou moins importante du panneau, une distance entre deux plis voisins, augmentant le moment quadratique local de la structure et donc sa résistance locale. Par conséquent, plus l’épaisseur de l’espace inter-plis au sein du feuilleté est grande, plus la résistance de la structure est grande (avec un rapport de puissance 4).
Afin de créer la partie renforcée, au moment de la fabrication du panneau, un élément de support peut être inséré, sur les plis non divergés, provoquant localement (i.e. à l’endroit où l’élément de support a été inséré) la divergence des plis suivants, divergence créée par rapport au plan du panneau. Ces plis suivants (16) sont appelés divergés car ils épousent localement la forme de l’élément de support et ne suivent donc pas localement le plan du panneau. Cet élément de support permet, par conséquent, un allègement de la structure tout en participant au maintien de l’espace formé au sein du feuilleté de plis. En effet, le poids du matériau occupant le volume est inférieur à l’équivalent des plis supplémentaires de composites exigés pour aboutir aux mêmes propriétés mécaniques. L’élément de support inséré au sein du feuilleté de plis, afin de former la partie renforcée, peut être un matériau composite de faible densité tel que du polypropylène en nid d’abeille, une mousse, du papier aluminium ou encore du bois de type balsa, voire une poche gonflée à une pression adéquate. Le matériau inséré pour former l’espacement inter-plis peut aussi être utilisé pour faire passer des équipements tel que des câbles, des tuyaux, des circuits électriques, hydrauliques, pneumatiques, etc.
Par ailleurs, dans le cas d’un panneau composé en partie de résine, les parties renforcées (12) étant partie intégrante de la structure du panneau (11), elles sont partie intégrante de la phase de polymérisation initiale du panneau (11), l’ensemble de la structure pouvant ainsi être enrobée et composée d’une même résine.
Un tel panneau présente l’avantage de résister aux efforts de flexions et de flambement grâce aux parties renforcées, tout en étant simple et rapide à mettre en œuvre en raison de l’intégration des parties renforcées au sein du panneau. L’ensemble ainsi formé est léger et peu encombrant.
Le principe général de la technique est applicable à de nombreux types d’industries telles que le ferroviaire, l’automobile, les poids-lourds/bus, l’aéronautique/aérospatiale, le naval/maritime, ou encore le bâtiment/BTP et la construction, etc.
2. Application à l’aéronautique
En relation avec les figures 2, 3, 4 et 5, la partie suivante détaille le cas d’une application dans l’aéronautique, en particulier pour des ailes (11) d’avion.
Ainsi, la est une représentation générale d’un avion composé d’un fuselage (22) et d’ailes (21) symétriquement disposées de part et d’autre de ce dernier.
La , quant à elle, illustre les différents éléments d’une aile d’avion grâce à une vue en coupe de la . La représente ainsi le profil (33) d’une aile d’avion. On définit le bord d’attaque (34) de l’aile qui est l’endroit fendant l’air lors du vol, qui est le bord de l’aile qui entre le premier en contact avec l’écoulement de l’air. Le bord de fuite (35) est l’extrémité finale de l’aile, amincie pour réduire la trainée aérodynamique, c’est le bord de l’aile qui est le dernier en contact avec l’écoulement de l’air. On définit également la corde (36) qui est la ligne imaginaire entre le bord d’attaque (34) et le bord de fuite (35) du profil (33). Afin, la permet également de décrire l’extrados (31) et l’intrados (32) (respectivement la partie supérieure et la partie inférieure de l’aile).
Dans l’aéronautique/aérospatial, le panneau utilisé pour concevoir les ailes doit répondre à des contraintes mécaniques spécifiques. Ainsi, comme déjà indiqué, les ailes d’un avion doivent résister au risque de flambage lié aux efforts créés par la portance.
La figure 4a représente les déformées des ailes (21) en cours de vol. On observe une déformation principale en flexion autour de l’axe x engendrée par la force de portance, ainsi qu’une déformation secondaire en flexion autour de l’axe z engendrée par la projection dans le plan de l’aile de la force de portance. Sur ce schéma, plus le point d’exercice de la force est éloigné de l’axe de rotation (jonction entre l’aile (21) et le fuselage (22)), plus le moment est élevé et plus la déformation est importante. La figure 4b représente les forces exercées sur l’avion en vol. On observe la force de propulsion (ou force de traction motrice) selon l’axe x de l’avion (trajectoire de l’avion), ainsi que le poids de l’avion selon un axe perpendiculaire à un plan parallèle à la surface de la Terre. La résultante aérodynamique , se décompose en deux forces : la portance , et la traînée . La trainée est colinéaire et de même sens que le vent relatif (sens opposé de l’axe x), tandis que la force de portance est perpendiculaire à la trainée. Ainsi, on obtient : , avec . Par ailleurs, l’ensemble des forces susmentionnées en relation avec la s’exercent en un même point : le centre de poussée P de l’avion.
La figure 5, quant à elle, illustre la charge linéique (en ), liée à la répartition de la portance en envergure, supportée par une aile d’avion. Ainsi, on observe une charge plus importante à la jonction entre l’aile (21) et le fuselage (22), charge qui diminue selon l’axe y en suivant une fonction du type : avec la charge linéique locale ( ), la masse volumique de l’air ( ), la vitesse de vol ( ), le coefficient de portance local, et la corde locale ( ). La courbe semble s’approcher d’une forme en .
Le flambage ou flambement est un phénomène d’instabilité d’une structure élastique qui, pour échapper à une charge importante, exploite un mode de déformation non sollicité mais opposant moins de raideur à la charge. La notion de flambement s’applique généralement à des poutres élancées qui lorsqu’elles sont soumises à un effort normal de compression, ont tendance à fléchir et se déformer dans une direction perpendiculaire à l’axe de compression (passage d’un état de compression à un état de flexion). Le flambage, dans le cadre de l’aéronautique, dépend d’abord du niveau de contrainte imposé par le domaine du vol (voltige simple, voltige sous facteur de charge élevée, vol simple avec virage à faible inclinaison…).
Ainsi, les dimensions et propriétés de chaque élément sont adaptées à l’application choisie. L’épaisseur de chaque pli, les matériaux utilisés, l’orientation des fibres (dans le cas de matériaux composites), la surface de la section des parties renforcées, l’épaisseur totale du panneau, etc., tous ces éléments sont calculés au préalable, en conception de structure. En conséquence, le dimensionnement des différents éléments doit prendre en compte les efforts qui s’exercent sur la structure, l’allègement de l’ensemble et les étapes de mise en forme, dans un but d’optimisation globale.
Ainsi, un tel panneau peut être utilisé en tant qu’extrados (31) avec les parties renforcées (12) du côté interne de l’aile (tandis que l’intrados (32) ne serait, dans une version simplifiée, constitué que d’un empilement de plis sans parties renforcées) afin de limiter le poids global de l’aile. Une telle structure ne peut être utilisée que dans le cas d’une utilisation avec des efforts en g positifs (pas pour la voltige par exemple). Pour une utilisation avec des efforts en g positifs et négatifs, les parties renforcées (12) ont été placées sur les côtés internes de l’extrados (31) et de l’intrados (32).
Par ailleurs, pour éviter toute déformation en épaisseur de l’aile, des liaisons entre l’extrados (31) et l’intrados (32) ont été ajoutées, dans un exemple de réalisation spécifique. Ainsi, par exemple, dans le cas où l’extrados et l’intrados présentent chacun des parties renforcées, ces dernières peuvent présenter des zones plus épaisses permettant de les relier entre elles et ainsi de rigidifier l’aile dans son épaisseur. D’autres solutions peuvent également être envisagées, telles que des câbles reliant l’extrados et l’intrados, ou encore des cloisons intégrant des éléments de renforts. Les cloisons permettant, dans le même temps, de limiter les déplacements du carburant au sein de l’aile par exemple, et limitant donc le déséquilibre que ceux-ci peuvent causer.
3. Caractéristiques des plis des panneaux, notamment pour les ailes
Dans un exemple de réalisation spécifique, appliqué à la fabrication d’ailes pour l’aéronautique, les plis sont en matériau composite, composé de fibres de carbone, de verre, de kevlar, de zylon et d’une résine polyépoxyde par exemple. Les fibres peuvent être unidirectionnelles ou multidirectionnelles en fonction des propriétés mécaniques souhaitées. Des plis présentant des fibres unidirectionnelles peuvent, par exemple, être utilisés dans le sens des efforts, c’est-à-dire dans le sens de l’envergure de l’aile dans le cas d’un avion. Cependant, dans un exemple de réalisation, il est possible d’utiliser des fibres multidirectionnelles pour les plis externes et de ne pas dépasser un nombre de six plis possédant des fibres unidirectionnelles consécutifs, par exemple.
Selon un autre aspect, au moins l’une de la première partie d’extrémité latérale et de la seconde partie d’extrémité latérale comprend une première portion de raccordement à ladite partie de support, cette première portion de raccordement étant courbe et comportant une première face qui est reliée à la première face de la paroi de support et qui est incurvée convexe.
Dans une variante de réalisation, cette première face pourrait être incurvée concave ou bien encore sensiblement plane et par exemple s’étendre selon la deuxième direction. On comprend toutefois qu’une face incurvée convexe peut être réalisée par pliage d’une extrémité d’une tôle plane, le pli formant la face incurvée convexe.
De préférence, la première partie d’extrémité latérale et la seconde partie d’extrémité latérale comprennent chacune une première portion de raccordement respective. Dans certains cas, la première portion de raccordement relie directement la partie de support de la plaque de support et l’une des parois de guidage. Avantageusement, dans de tels cas la première portion de raccordement est reliée à la paroi de guidage correspondante dans un point éloigné du premier plan suivant le deuxième sens de la deuxième direction. On peut ainsi créer le logement respectif entre chaque partie d’extrémité latérale et la surface de fond de l’équipement porté par la partie de support.
Selon un autre aspect, lequel la première portion de raccordement est reliée à son extrémité opposée à la partie de support à une seconde portion de raccordement.
La seconde portion de raccordement est ainsi dans le prolongement de la première portion de raccordement. Selon l’invention, la seconde portion de raccordement de chaque partie d’extrémité latérale est directement reliée à la paroi de guidage respective. Aussi, dans ces cas, la première portion de raccordement ne relie pas directement la partie de support de la plaque de support et l’une des parois de guidage. Au contraire, dans ces cas la partie de support de la plaque de support et l’une des parois de guidage sont reliées entre elles par l’intermédiaire de la première portion de raccordement et la seconde portion de raccordement.
Pour créer le logement entre chaque partie d’extrémité latérale et la surface de fond de l’équipement porté par la partie de support, la seconde portion de raccordement est reliée à la paroi de guidage correspondante dans un point éloigné du premier plan suivant le deuxième sens de la deuxième direction.
Selon un autre aspect, la seconde portion de raccordement est courbe et comporte une première face qui est reliée à la première face de la première portion de raccordement et qui est incurvée concave.
Dans une variante la première face de la seconde portion de raccordement pourrait être incurvée convexe ou bien encore sensiblement plane et par exemple s’étendre selon la deuxième direction. On comprend toutefois qu’une face incurvée concave peut être réalisée par pliage d’une extrémité d’une tôle plane, le pli formant la face incurvée concave.
Selon un autre aspect, la seconde portion de raccordement est sensiblement plane et s’étend suivant la deuxième direction.
Selon un autre aspect, la seconde portion de raccordement s’étend suivant le second sens de la deuxième direction depuis la première portion de raccordement.
Dans une variante, la seconde portion de raccordement pourrait s’étendre suivant le premier sens de la deuxième direction.
Selon un autre aspect, au moins l’une de la première partie d’extrémité latérale et de la seconde partie d’extrémité latérale est reliée par des moyens de liaison amovibles à, respectivement, la première paroi de guidage et la deuxième paroi de guidage.
Selon un exemple, les deux parois de guidage sont reliées par des moyens de liaison amovibles à la partie d’extrémité latérale respective. Les moyens de liaison amovibles sont par exemple des vis ou des rivets. L’emploi de moyens de liaison amovible permet de relier d’une manière simple et peu coûteuse les première et deuxième parois de guidage à la plaque de support. Les moyens de liaison amovible permettent en outre de corriger facilement les éventuels erreurs de montage.
Afin de relier la plaque de support et les parois de guidage par l’intermédiaire des moyens de liaison amovible, la portion de raccordement de chaque partie d’extrémité latérale qui est directement reliée à l’une des parois de guidage peut comprendre au moins un orifice complémentaire d’un orifice porté par la paroi de guidage respective. L’orifice de la paroi de guidage et l’orifice complémentaire de la portion de raccordement directement reliée à cette paroi de guidage sont conformés pour recevoir les moyens de liaison amovibles. Comme indiqué précédemment, dans certains cas, la première portion de raccordement est directement reliée à l’une des parois de guidage, et dans d’autres cas c’est la seconde portion de raccordement qui est directement reliée à l’une des parois de guidage.
Selon un autre aspect, au moins l’une des parois de guidage et la plaque de support sont formées d’une seule pièce.
De préférence, les deux parois de guidage et la plaque de support sont formées d’une seule pièce. Cette configuration d’une seule pièce peut être avantageusement obtenue lorsque la première partie d’extrémité et la seconde partie d’extrémité comprennent une première portion de raccordement et une seconde portion de raccordement courbes comme décrit précédemment. En effet, la fourniture d’une plaque plane et la réalisation d’un premier pli permettant d’obtenir la première portion de raccordement de la première partie d’extrémité puis d’un second pli permettant d’obtenir la seconde portion de raccordement de la première partie d’extrémité et la première paroi de guidage permet d’obtenir une premier sous-ensemble du support d’installation. On comprend que la seconde partie d’extrémité conformée d’une manière similaire et raccordée à la deuxième paroi de guidage permet d’obtenir un second sous-ensemble du support d’installation obtenu similairement au premier sous-ensemble.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d’obtention d’un support d’installation d’au moins un équipement destiné à être installé dans une baie avionique tel que décrit ci-avant, le procédé comprenant : a) fourniture d’une plaque de support monobloc comportant une partie de support s’étendant dans un premier plan et reliée à ses extrémités suivant une première direction dudit plan à une première partie d’extrémité latérale et à une seconde partie d’extrémité latérale, la partie de support comprenant une première face orientée suivant une deuxième direction perpendiculaire audit premier plan et suivant un premier sens de ladite deuxième direction et destinée à recevoir en appui ledit au moins un équipement, et une seconde face opposée à la première face et orientée suivant un second sens de ladite deuxième direction ; b) réalisation d’un pliage au niveau de la première partie d’extrémité latérale de manière à ce que la première partie d’extrémité latérale s’étende en saillie relativement audit premier plan et suivant le second sens de la seconde direction ; c) réalisation d’un pliage au niveau de la seconde partie d’extrémité latérale de manière à ce que la seconde partie d’extrémité latérale s’étende en saillie relativement audit premier plan et suivant le second sens de la seconde direction.
Le support d’installation selon l’invention est donc obtenu à partir d’un procédé facile à mettre en œuvre.
Selon un autre aspect, le procédé comprend en outre la réalisation d’un second pliage d’au moins l’une de la première partie d’extrémité latérale et de la seconde partie d’extrémité latérale.
La réalisation du second pliage permet d’obtenir facilement la seconde portion de raccordement de chaque partie d’extrémité latérale lorsqu’au moins l’une des parois de guidage et la plaque de support sont formées d’une seule pièce.
Fig. 1 montre une vue schématique en perspective d’un support d’installation d’un équipement destiné être installé dans une baie avionique selon la technique antérieure.
Fig. 2 montre une vue schématique frontale du support d’installation de la avec un seul équipement installé.
Fig. 3 montre une vue schématique frontale du support d’installation de la avec deux équipements installés.
Fig. 4 montre une vue schématique en perspective d’un support d’installation d’un équipement destiné être installé dans une baie avionique selon une première forme de réalisation de l’invention.
Fig. 5 montre une vue schématique arrachée du support d’installation de la selon une variante de réalisation.
Fig. 6 montre une vue schématique frontale du support d’installation de la selon la variante de réalisation de la .
Fig. 7 montre une vue schématique de dessus d’une tôle pour la mise en œuvre d’un procédé d’obtention du support d’installation de la .
Fig. 8 montre une vue schématique de dessus d’une autre tôle pour la mise en œuvre du procédé d’obtention du support d’installation de la .
Fig. 9 montre une vue schématique en perspective d’un support d’installation d’un équipement destiné être installé dans une baie avionique selon une deuxième forme de réalisation de l’invention.