FR3102844A1 - Assemblage d’au moins deux pièces comprenant au moins un élément de liaison et au moins un dispositif de contrôle du serrage de l’élément de liaison, aéronef comprenant au moins un tel assemblage - Google Patents

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Abstract

Assemblage d’au moins deux pièces comprenant au moins un élément de liaison et au moins un dispositif de contrôle du serrage de l’élément de liaison, aéronef comprenant au moins un tel assemblage L'invention a pour objet un assemblage d’au moins deux pièces (40, 42) maintenues assemblées par au moins un élément de liaison (44) générant un effort de compression longitudinal, caractérisé en ce que l’assemblage comprend au moins un dispositif de contrôle du serrage (55) comportant au moins un capteur de pression (56), positionné de manière à mesurer l’effort de compression engendré par l’élément de liaison (44), ainsi qu’au moins un système d’affichage (58, 58’) configuré pour afficher une information en fonction de l’effort de compression mesuré. Figure 5

Description

Assemblage d’au moins deux pièces comprenant au moins un élément de liaison et au moins un dispositif de contrôle du serrage de l’élément de liaison, aéronef comprenant au moins un tel assemblage
La présente demande se rapporte à un assemblage d’au moins deux pièces comportant au moins un élément de liaison et au moins un dispositif de contrôle du serrage de l’élément de liaison ainsi qu’à un aéronef comprenant au moins un tel assemblage.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 1 et 2, un aéronef 10 comprend plusieurs ensembles propulseurs 12 positionnés sous chacune des ailes 14 de l’aéronef. Chaque ensemble propulseur 12 comprend un moteur 16, une nacelle (non représentée sur la figure 2) positionnée autour du moteur 16 ainsi qu’un mât 18 reliant le moteur 16 et l’aile 14. Le mât 18 comprend une structure primaire 20 qui est reliée au moteur 16 par une attache moteur 22 et à l’aile 14 par une attache voilure 24.
L’attache moteur 22 comprend une attache moteur avant 26, une attache moteur arrière 28 et un couple de bielles de poussée 30 assurant la reprise des efforts de poussée.
Selon un mode de réalisation visible sur la figure 3, l’attache moteur arrière 28 comprend une poutre transversale 32 reliée à la structure primaire 20 par des éléments de liaison 34 verticaux. Selon une configuration, chaque élément de liaison 34 comprend une vis vissée dans un écrou, présent dans la poutre transversale 32, à un certain couple de serrage pour maintenir assemblées la structure primaire et la poutre transversale 32 ainsi qu’un système de blocage en rotation pour empêcher le dévissage de la vis. De tels éléments de liaison peuvent également être présents au niveau de l’attache moteur avant 26.
Malgré les systèmes de blocage en rotation, les vis peuvent se dévisser au fil du temps ou un mauvais serrage peut être appliqué au moment de l’installation du moteur en production ou en service. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler périodiquement le couple de serrage de chaque élément de liaison lors de l’exploitation de l’aéronef.
Selon un mode opératoire, le serrage à un couple donné de chacun des éléments de liaison ou le contrôle du couple de serrage est réalisé en utilisant une clé dynamométrique.
L’utilisation d’une telle clé pour contrôler le couple de serrage peut s’avérer problématique en raison notamment du manque d’accessibilité de certains éléments de liaison.
La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur.
A cet effet, l’invention a pour objet un assemblage d’au moins deux pièces maintenues assemblées par au moins un élément de liaison comprenant une tige filetée et générant un effort de compression obtenu après un serrage, caractérisé en ce que l’assemblage comprend au moins un dispositif de contrôle du serrage comportant au moins un capteur de pression positionné de manière à mesurer l’effort de compression engendré par le serrage de l’élément de liaison ainsi qu’au moins un système d’affichage configuré pour afficher une information en fonction de l’effort de compression mesuré.
Grâce à cette solution, lors d’une inspection, un opérateur peut visualiser sur un système d’affichage si chaque élément de liaison est correctement serré et n’a plus besoin d’agir sur l’élément de liaison avec une clé dynamométrique pour cette vérification.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage comprend au moins un premier système de communication configuré pour communiquer au moins une donnée relative à l’effort de compression mesuré à un appareil distant.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage comprend une commande configurée pour convertir au moins un signal de type analogique provenant de chaque capteur de pression en au moins une donnée digitalisée et/ou une instruction d’affichage transmise au(x) système(s) d’affichage.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage comprend au moins un support sur lequel est (ou sont) positionné(s) le (ou les) capteur(s) de pression, ledit support présentant, pour chaque élément de liaison, un orifice traversant traversé par la tige filetée de l’élément de liaison en fonctionnement.
Selon une autre caractéristique, pour chaque élément de liaison, le capteur de pression est positionné autour de la tige filetée de l’élément de liaison, le support comprenant pour chaque capteur de pression un logement configuré pour le loger.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage comprend, pour chaque capteur de pression, un système d’affichage fixe, positionné sur le support, configuré pour afficher au moins une information relative à l’effort de compression mesuré par le capteur de pression.
Selon une autre caractéristique, chaque système d’affichage fixe est un bandeau de diodes électroluminescentes.
Selon une autre caractéristique, le support présente des première et deuxième ailes formant un L, la première aile présentant un orifice traversant pour chaque élément de liaison, chaque système d’affichage fixe étant positionné sur la deuxième aile au droit de l’orifice traversant au niveau duquel est positionné le capteur de pression associé au système d’affichage.
Selon une autre caractéristique, chaque capteur de pression est un capteur piézoélectrique annulaire positionné autour la tige filetée d’un des éléments de liaison.
Selon une autre caractéristique, chaque élément de liaison comprend un identifiant qui lui est propre, intégré dans un marqueur fixé sur l’élément de liaison.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage comprend au moins une base de données configurée pour stocker des données relatives à chaque élément de liaison.
L’invention a également pour objet un aéronef comprenant au moins un assemblage selon l’une des caractéristiques précédentes.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l’invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés parmi lesquels :
est une vue latérale d’un aéronef,
est une vue latérale d’un ensemble propulseur sans nacelle,
est une vue en perspective d’une partie d’une attache moteur arrière illustrant un mode de réalisation de l’art antérieur,
est une vue en perspective d’un assemblage d’au moins deux pièces comprenant plusieurs éléments de liaison et un dispositif de contrôle du serrage des éléments de liaison illustrant un mode de réalisation de l’invention,
est une coupe d’un élément de liaison et d’une partie d’un dispositif de contrôle du serrage de l’élément de liaison illustrant un mode de réalisation de l’invention,
est une vue en perspective d’un dispositif de contrôle du serrage illustrant un mode de réalisation de l’invention,
est une coupe d’un capteur de pression d’un dispositif de contrôle du serrage illustrant un mode de réalisation de l’invention, et
est une représentation d’un assemblage comportant un dispositif de contrôle du serrage, communiquant avec un appareil mobile, distant illustrant un mode de fonctionnement de l’invention.
Sur la figure 4, on a représenté un assemblage de première et deuxième pièces 40, 42 maintenues assemblées grâce à au moins un élément de liaison 44. Selon l’exemple illustré sur la figure 4, l’assemblage comprend trois éléments de liaison 44.
Selon une application, la première pièce 40 correspond à une structure primaire d’un mât d’un ensemble propulseur d’aéronef et la deuxième pièce 42 correspond à une pièce d’une attache-moteur avant. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette application et peut être mise en œuvre au niveau de tout assemblage d’un aéronef reliant au moins deux pièces et requérant un contrôle régulier du serrage des éléments de liaison 44.
Les première et deuxième pièces 40, 42 comprennent, pour chaque élément de liaison 44, des premier et deuxième alésages 46.1, 46.2 pour loger l’élément de liaison.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de liaison 44 comprend une vis 48 qui présente une tige filetée 50 et une tête 52. En complément, le premier alésage 46.1 de la première pièce 40 est lisse et présente un diamètre légèrement supérieur à celui de la tige filetée 50 de la vis 48, le deuxième alésage 46.2 de la deuxième pièce 42 étant taraudé et configuré pour permettre le vissage de la tige filetée 50 de la vis 48.
Selon un autre mode de réalisation, un élément de liaison 44 comprend, en plus de la vis 48, un écrou configuré pour se visser sur la tige filetée 50. Selon ce mode de réalisation, les premier et deuxième alésages 46.1, 46.2 des première et deuxième pièces 40, 42 sont lisses et présentent des diamètres légèrement supérieurs à celui de la tige filetée 50 de la vis, cette dernière ayant une longueur telle que les première et deuxième pièces 40, 42 sont positionnées entre l’écrou et la tête 52 de la vis 48.
Selon un autre mode de réalisation, l’élément de liaison comprend une tige filetée et un écrou se vissant sur la tige filetée. Selon ce mode de réalisation, le deuxième alésage 46.2 de la deuxième pièce 42 est taraudé et configuré pour permettre le vissage de la tige filetée. En complément, le premier alésage 46.1 de la première pièce 40 est lisse et présente un diamètre légèrement supérieur à celui de la tige filetée, la première pièce 40 étant intercalée entre l’écrou et la deuxième pièce 42.
Quel que soit le mode de réalisation, chaque élément de liaison 44 comprend une tige filetée 50 présentant un axe A50 ainsi qu’au moins une butée 54 reliée à la tige filetée 50, comme par exemple une tête 52 solidaire de la tige filetée 50 ou un écrou se vissant sur la tige filetée 50.
Pour la suite de la description, une direction longitudinale est parallèle à l’axe A50 de la tige filetée 50.
Le serrage de chaque élément de liaison 44 génère un effort de compression longitudinal entre la butée 54 et une face extérieure Fe de l’une des première et deuxième pièces 40, 42 ainsi qu’entre la première pièce 40 et la deuxième pièce 42.
L’assemblage comprend au moins un dispositif de contrôle du serrage 55 d’au moins un élément de liaison 44 qui comporte au moins un capteur de pression 56 positionné de manière à mesurer l’effort de compression engendré par l’élément de liaison 44 ainsi qu’au moins un système d’affichage 58, 58’ configuré pour afficher une information en fonction de l’effort de compression mesuré.
En fonctionnement, le capteur de pression 56 est positionné entre la butée 54 de l’élément de liaison 44 et la face extérieure Fe de l’une des première et deuxième pièces 40, 42 ou entre la première pièce 40 et la deuxième pièce 42. Chaque capteur de pression 56 est configuré pour générer un signal S proportionnel à l’effort de compression mesuré et le système d’affiche 58, 58’ affiche une information en fonction du signal S émis par le capteur de pression 56.
Selon un mode de réalisation visible sur la figure 7, le capteur de pression 56 est un capteur piézoélectrique annulaire positionné autour de la tige filetée 50.
Selon une configuration, le capteur piézoélectrique annulaire est positionné sous la tête 52, entre la tête 52 de la vis 48 et la face extérieure Fe de la première pièce 40, cette face extérieure Fe comprenant un bossage 60 autour du premier alésage 46.1 afin que la première pièce 40 ne soit pas en contact avec le capteur piézoélectrique annulaire.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend au moins un support 62, sur lequel est positionné au moins un capteur de pression 56, ainsi qu’au moins un premier système de communication 64 positionné sur le support 62 et configuré pour communiquer au moins une donnée relative à l’effort de compression mesuré de chaque élément de liaison à un appareil distant 66 visible sur la figure 8. Cet appareil distant 66, qui peut être un téléphone portable de type smartphone, une tablette, un ordinateur portable ou autres, comprend un écran, assurant la fonction de système d’affichage 58 mobile, sur lequel est affichée au moins une information en fonction du signal S émis par au moins un capteur de pression 56.
Selon une configuration, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend autant de supports 62 que d’éléments de liaison 44.
Selon une autre configuration visible sur les figures 4, 6 et 8, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend un support 62 pour plusieurs éléments de liaison 44. Pour chaque élément de liaison 44, le support 62 comprend un orifice traversant 68, traversé par la tige filetée 50 de l’élément de liaison 44 en fonctionnement, qui présente un logement 70, comme un lamage, pour loger le capteur de pression 56.
Selon un mode de réalisation, le support 62 présente une forme en L avec des première et deuxième ailes 62.1, 62.2, la première aile 62.1 étant intercalée entre la (ou les) tête(s) 52 et la première pièce 40 et présentant un orifice traversant 68 pour chaque élément de liaison 44. Cette première aile 62.1 présente une première face F62.1, orientée vers la première pièce 40 en fonctionnement, au niveau de laquelle débouche le logement 70. Ce dernier présente une profondeur sensiblement égale à la hauteur H du capteur de pression 56 ainsi qu’un diamètre sensiblement égal au diamètre D du capteur de pression 56 et supérieur au diamètre du bossage 60 de la première pièce 40 afin que le support 62 ne soit pas en contact avec la première pièce 40.
Selon un mode de réalisation, pour chaque élément de liaison 44, une rondelle 72 est intercalée entre le support 62 et l’élément de liaison 44 dans l’orifice traversant 68.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend une commande 74, solidaire du support 62, configurée pour convertir au moins un signal S de type analogique provenant de chaque capteur de pression 56 en au moins une donnée digitalisée et/ou une instruction d’affichage transmise à au moins un système d’affichage 58, 58’.
Selon une configuration, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend une commande 74 configurée pour recevoir les signaux S des différents capteurs de pression 56 positionnés sur le support 62.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend, pour chaque capteur de pression 56, un système d’affichage 58’ fixe, positionné sur le support 62, configuré pour afficher une information relative à l’effort de compression mesuré par le capteur de pression 56. Ainsi, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend autant de systèmes d’affichage 58’ que de capteurs de pression 56. Chaque système d’affichage 58’ fixe est positionné sur la deuxième aile 62.2, au droit de l’orifice traversant 68 au niveau duquel est positionné le capteur de pression 56 associé au système d’affichage 58’.
Selon un mode de réalisation, chaque système d’affichage 58’ fixe comprend un bandeau de diodes électroluminescentes 76 apposé sur la deuxième aile 62.2 du support 62. Le bandeau de diodes électroluminescentes 76 comprend un nombre déterminé de diodes électroluminescentes 76.1. D’autres types d’indicateurs lumineux sont utilisables sans sortir du cadre de la présente invention.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend au moins une base de données distante ou intégrée dans une mémoire 78 couplée à la commande 74. Chaque base de données est configurée pour stocker des données relatives à chaque élément de liaison 44.
Selon un mode de réalisation, le premier système de communication 64 est intégré à la commande 74.
Selon un autre mode de réalisation visible sur la figure 6, le premier système de communication 64 est distant et indépendant de la commande 74 et se présente sous la forme d’une antenne de type RFID par exemple. Selon ce mode de réalisation, la commande 74 peut intégrer un deuxième système de communication 64’ configuré pour communiquer avec un appareil distant 66, le premier système de communication 64, le (ou les) système(s) d’affichage 58’ fixe(s), le (ou les) capteur(s) de pression 56. La commande 74 est reliée aux autres éléments par un réseau filaire ou sans fil.
Selon une autre caractéristique, chaque élément de liaison 44 comprend un identifiant qui lui est propre, intégré dans un marqueur 80 fixé sur l’élément de liaison 44, l’identifiant étant configuré pour communiquer avec le premier système de communication 64 et/ou la commande 74.
Selon une autre caractéristique, le dispositif de contrôle du serrage 55 comprend au moins une alimentation autonome en énergie électrique 82, comme par exemple au moins une pile ou une batterie, configurée pour alimenter en énergie électrique la commande 74, chaque système d’affichage 58’ fixe ainsi qu’éventuellement chaque capteur de pression 76 et le (ou les) système(s) de communication 64, 64’.
Selon une configuration, la commande 74, la mémoire 78, le deuxième système de communication 64’, l’alimentation autonome en énergie électrique 82 sont positionnés dans un boîtier 84 intégré dans le support 62.
Le principe de fonctionnement du dispositif de contrôle du serrage 55 est maintenant décrit.
Avant que les éléments de liaison 44 ne soient mis en place, le support 62 est positionné de manière à faire coïncider les orifices traversants 68 avec les premier et deuxième alésages 46.1, 46.2 des première et deuxième pièces 40, 42. En suivant, les éléments de liaison 44 sont mis en place. Le système de communication 64 transmet alors l’identifiant de chaque élément de liaison 44 à un appareil distant 66. L’identifiant de chaque élément de liaison 44, éventuellement associé d’autres informations comme par exemple la position de l’élément de liaison, est stocké dans une base de données distante afin d’assurer une traçabilité.
Lors du vissage d’un élément de liaison 44, le capteur de pression 56, qui lui est associé, émet en temps réel un signal S proportionnel à l’effort de compression (lui-même proportionnel à l’effort de serrage). Ce signal S, de type analogique, est reçu par la commande 74 qui le convertit en au moins une donnée digitalisée et/ou une instruction d’affichage transmise via le système de communication 64 à un appareil distant 66 sur l’écran duquel elle est affichée. Dès que l’opérateur visualise la valeur souhaitée pour l’effort de compression ou de serrage, il stoppe le vissage. La valeur de l’effort de compression mesurée à la fin du vissage, appelée par la suite valeur de serrage, est stockée dans la base de données présente dans la mémoire 78 du dispositif de contrôle du serrage 55 et/ou dans la base de données distante. Pour chaque élément de liaison, la valeur de serrage est stockée associée à l’identifiant de l’élément de liaison 44.
Durant l’exploitation de l’aéronef, pour chaque élément de liaison 44, le capteur de pression 56 émet en permanence un signal S proportionnel à l’effort de compression généré par l’élément de liaison 44. La commande 74 convertit continuellement ou périodiquement ce signal S en au moins une donnée digitalisée et/ou une instruction d’affichage affichée par le système d’affichage 58’ fixe associé à l’élément de liaison 44. Selon un premier mode de fonctionnement, dans le cas d’un bandeau à diodes électroluminescentes 76, le nombre de diodes électroluminescentes 76.1 allumées est fonction de la valeur de l’effort de compression mesuré, correspondant au signal S reçu, toutes les diodes électroluminescentes 76.1 étant allumées lorsque la valeur de l’effort de compression mesuré, correspondant au signal S reçu, est égale à la valeur de serrage.
Selon un mode de fonctionnement, la commande 74 peut comparer en temps réel la valeur de l’effort de compression déduite du signal S à la valeur de serrage et émettre une alarme si cette différence dépasse un seuil donné stocké dans la mémoire 78.
Lors d’une inspection, un opérateur peut visualiser grâce aux systèmes d’affichage 58’ fixes si chaque élément de liaison 44 est correctement serré. Pour chaque élément de liaison 44, la valeur de l’effort de compression mesuré, correspondant au signal S reçu, est transmise associée à l’identifiant de l’élément de liaison 44 à l’appareil distant 66 de l’opérateur. Cette valeur de l’effort de compression mesuré peut être affichée sur l’écran de l’appareil distant 66 et/ou être stockée dans la base de données distante.
Si un élément de liaison 44 n’est plus correctement serré, il peut être de nouveau resserré afin que la valeur de l’effort de compression déduite du signal S par la commande 74 soit de nouveau égale à la valeur de serrage.
Ainsi, pour chaque élément de liaison 44, les différentes valeurs de l’effort de compression généré par l’élément de liaison 44 sont ainsi stockées dans la base de données distante au cours du temps.
Grâce au dispositif de contrôle du serrage 55 de l’invention, il est possible de connaître, à chaque instant, pour chaque élément de liaison 44, sa position, son identifiant, la valeur de l’effort de compression qu’il génère et/ou sa valeur de serrage.

Claims (12)

  1. Assemblage d’au moins deux pièces (40, 42) maintenues assemblées par au moins un élément de liaison (44) comprenant une tige filetée (50) et générant un effort de compression obtenu après un serrage, caractérisé en ce que l’assemblage comprend au moins un dispositif de contrôle du serrage (55) comportant au moins un capteur de pression (56), positionné de manière à mesurer l’effort de compression engendré par le serrage de l’élément de liaison (44), ainsi qu’au moins un système d’affichage (58, 58’) configuré pour afficher une information en fonction de l’effort de compression mesuré.
  2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle du serrage (55) comprend au moins un premier système de communication (64) configuré pour communiquer au moins une donnée relative à l’effort de compression mesuré à un appareil distant (66).
  3. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle du serrage (55) comprend une commande (74) configurée pour convertir au moins un signal (S) de type analogique, provenant de chaque capteur de pression (56), en au moins une donnée digitalisée et/ou une instruction d’affichage transmise au(x) système(s) d’affichage (58, 58’).
  4. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle du serrage (55) comprend au moins un support (62) sur lequel est (ou sont) positionné(s) le (ou les) capteur(s) de pression (56), ledit support (62) présentant, pour chaque élément de liaison (44), un orifice traversant (68) traversé par la tige filetée (50) de l’élément de liaison (44) en fonctionnement.
  5. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, pour chaque élément de liaison (44), le capteur de pression (56) est positionné autour de la tige filetée (50) de l’élément de liaison (44) et en ce que le support (62) comprend, pour chaque capteur de pression (56), un logement (70) configuré pour le loger.
  6. Assemblage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle du serrage (55) comprend, pour chaque capteur de pression (56), un système d’affichage (58’) fixe, positionné sur le support (62), configuré pour afficher au moins une information relative à l’effort de compression mesuré par le capteur de pression (56).
  7. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque système d’affichage (58’) fixe est un bandeau de diodes électroluminescentes (76).
  8. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support (62) présente des première et deuxième ailes (62.1, 62.2) formant un L, la première aile (62.1) présentant un orifice traversant (68) pour chaque élément de liaison (44), chaque système d’affichage (58’) fixe étant positionné sur la deuxième aile (62.2) au droit de l’orifice traversant (68) au niveau duquel est positionné le capteur de pression (56) associé au système d’affichage (58’).
  9. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque capteur de pression (56) est un capteur piézoélectrique annulaire positionné autour la tige filetée (50) d’un des éléments de liaison (44).
  10. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de liaison (44) comprend un identifiant qui lui est propre, intégré dans un marqueur (80) fixé sur l’élément de liaison (44).
  11. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle du serrage (55) comprend au moins une base de données configurée pour stocker des données relatives à chaque élément de liaison (44).
  12. Aéronef comprenant au moins un assemblage selon l’une des revendications précédentes.
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