FR3105780A1 - Structure de support mobile pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage, et procede d’assemblage d’un tel tronçon - Google Patents
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Abstract
Pour diminuer l’encombrement d’une installation dédiée à l’assemblage d’un tronçon de fuselage, l’invention prévoit une structure de support (10) comprenant un châssis (12) et un mandrin (22) monté rotatif par rapport au châssis (12) selon un axe de rotation (20) du mandrin, le mandrin (22) comprenant des moyens de fixation pour maintenir des parties longitudinales de fuselage autour du mandrin, en vue de leur assemblage pour former le tronçon de fuselage, et la structure de support comporte un ou plusieurs éléments roulants (14) équipant le châssis (12), de manière à permettre le déplacement de cette structure de support au sein de l’installation. Figure pour l’abrégé : Figure 2
Description
L’invention se rapporte à une installation pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage d’aéronef, destiné à être obtenu par l’assemblage de plusieurs parties longitudinales de fuselage, formant chacune un secteur angulaire du tronçon. Elle se rapporte plus particulièrement à une structure de support faisant partie intégrante de l’installation, et destinée à maintenir les parties longitudinales de fuselage au cours de leur assemblage.
L’invention s’applique préférentiellement, mais non exclusivement, à une installation pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage d’un avion commercial.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De manière classique, la fabrication d’un fuselage d’aéronef s’effectue en réalisant plusieurs tronçons de fuselage indépendamment les uns des autres, puis en assemblant ces tronçons bout-à-bout.
Chaque tronçon de fuselage de l’aéronef se trouve ainsi réalisé au sein d’une installation, habituellement à partir de plusieurs parties longitudinales de fuselage qui sont fixées les unes aux autres au niveau de leurs extrémités circonférentielles. Ces parties longitudinales de fuselage sont également dénommées « panneaux de fuselage ». Pour ce faire, l’installation comporte habituellement une pluralité de stations, dans lesquelles une ou plusieurs opérations spécifiques sont mises en œuvre. Il peut s’agir par exemple du montage des parties longitudinales de fuselage sur une structure de support, ou, ultérieurement, de la fixation des extrémités circonférentielles via leurs cadres et/ou leurs peaux.
Pour transiter d’une station à une autre au sein de l’installation, l’ensemble en cours d’assemblage est généralement déplacé à l’aide d’une grue ou d’un portique. Ces moyens de levage et de déplacement sont encombrants, et impactent considérablement l’encombrement global de l’installation. De plus, la nature de ces moyens peut imposer un positionnement relatif précis entre certaines stations, susceptible de nuire encore davantage à l’encombrement global de l’installation.
Pour répondre aux inconvénients mentionnés précédemment, l’invention a tout d’abord pour objet une structure de support pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage, la structure de support comprenant un châssis, et comportant en outre un mandrin monté rotatif par rapport au châssis selon un axe de rotation du mandrin, le mandrin comprenant des moyens de fixation pour maintenir des parties longitudinales de fuselage autour du mandrin, en vue de leur assemblage pour former le tronçon de fuselage, et la structure de support comportant un ou plusieurs éléments de déplacement équipant le châssis, de manière à permettre le déplacement de cette structure de support.
La structure de support selon l’invention présente ainsi un caractère mobile au sein de l’installation d’assemblage du tronçon de fuselage. Cette particularité lui permet de se déplacer librement entre les différentes stations de l’installation, avec les parties longitudinales de fuselage fixées au mandrin de cette structure de support. Cela permet avantageusement de rendre l’installation plus compacte, notamment en disposant d’une plus grande liberté de positionnement des différentes stations au sein de l’installation. En outre, cette conception réduit, voire élimine la présence de grues / portiques ou d’éléments similaires au sein de l’installation, ces éléments encombrants étant habituellement prévus pour déplacer le tronçon de fuselage au cours de son assemblage, entre les différentes stations de l’installation.
Enfin, le mandrin rotatif intégré à la structure de support participe lui aussi à la réduction de l’encombrement de l’installation. En effet, le caractère rotatif du mandrin permet à ce dernier de changer de position angulaire, par exemple pour monter successivement plusieurs parties longitudinales de fuselage depuis une même zone adjacente au mandrin, ou encore pour réaliser des opérations de fixation sur différentes jonctions entre les parties longitudinales de fuselage supportées par le mandrin, également depuis une même zone adjacente au mandrin.
L’invention prévoit de préférence au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.
La structure de support comporte également, intégrée au mandrin, une première passerelle de travail permettant à des opérateurs de circuler à l’intérieur du mandrin, lorsque cette première passerelle est orientée horizontalement vers le haut.
La structure de support comporte, intégrée au mandrin, une seconde passerelle de travail permettant à des opérateurs de circuler à l’intérieur du mandrin, lorsque cette seconde passerelle est orientée horizontalement vers le haut.
Les première et seconde passerelles sont agencées en regard l’une de l’autre, de préférence de manière axisymétrique par rapport à l’axe de rotation du mandrin.
Le mandrin est réalisé à l’aide de deux organes opposés d’extrémité longitudinale, et d’au moins une poutre longitudinale reliant les deux organes d’extrémité et formant la première passerelle.
Plus préférentiellement, le mandrin est réalisé à l’aide d’au moins deux poutres longitudinales reliant les deux organes opposés d’extrémité longitudinale du mandrin, les deux poutres longitudinales formant respectivement les première et seconde passerelles.
Au moins l’un des deux organes d’extrémité longitudinale du mandrin présente un passage d’homme donnant accès à la première passerelle, à l’intérieur du mandrin.
Le mandrin comporte également au moins une première passerelle de travail additionnelle agencée parallèlement et latéralement par rapport à la première passerelle, la première passerelle de travail additionnelle étant réglable en hauteur par rapport à la première passerelle, et préférentiellement, au moins deux premières passerelles de travail additionnelles sont agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la première passerelle.
La première passerelle de travail additionnelle est réalisée à partir de plusieurs sections longitudinales se succédant les unes les autres, et réglables en hauteur indépendamment les unes des autres.
Le mandrin comporte également au moins une seconde passerelle de travail additionnelle agencée parallèlement et latéralement par rapport à la seconde passerelle, la seconde passerelle de travail additionnelle étant réglable en hauteur par rapport à la seconde passerelle, et préférentiellement, au moins deux secondes passerelles de travail additionnelles sont agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la seconde passerelle.
La première passerelle porte au moins certains desdits moyens de fixation pour maintenir les parties longitudinales de fuselage autour du mandrin.
Le châssis est réalisé à partir de deux modules de châssis espacés l’un de l’autre selon l’axe de rotation du mandrin, chacun des deux modules de châssis comprenant un support rotatif recevant une extrémité longitudinale de mandrin, et chacun des deux modules de châssis étant équipé d’un ou plusieurs éléments roulants permettant le déplacement de la structure de support.
L’invention a également pour objet une installation pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage, comprenant une pluralité de stations ainsi qu’une structure de support telle que décrite ci-dessus, mobile entre les stations.
L’invention a aussi pour objet un procédé d’assemblage d’un tronçon de fuselage à l’aide d’une telle installation, procédé dans lequel la structure de support, portant les parties longitudinales de fuselage, est déplacée entre les stations de l’installation.
De préférence, le procédé comprend au moins une étape réalisée au sein d’une station de l’installation, sur les parties longitudinales de fuselage portées par la structure de support, étape au cours de laquelle:
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la première passerelle de travail orientée horizontalement vers le haut; puis
- le mandrin est mis en rotation par rapport au châssis, de sorte que la seconde passerelle se trouve à son tour orientée horizontalement vers le haut; puis
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la seconde passerelle de travail orientée horizontalement vers le haut.
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la première passerelle de travail orientée horizontalement vers le haut; puis
- le mandrin est mis en rotation par rapport au châssis, de sorte que la seconde passerelle se trouve à son tour orientée horizontalement vers le haut; puis
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la seconde passerelle de travail orientée horizontalement vers le haut.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
Cette description sera faite au regard des dessins annexés, parmi lesquels;
représente une vue schématique de dessus d’une installation selon un mode de réalisation préféré de l’invention, pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage d’aéronef;
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
La figure 1 représente une installation 1 pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage d’aéronef, selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Cette installation 1 correspond à un hangar dans lequel se trouve une pluralité de stations, ainsi qu’une structure de support mobile sur le sol 2 entre ces différentes stations.
Dans le mode de réalisation montré sur la figure 1, les stations sont alignées les unes avec les autres, mais d’autres dispositions non linéaires pourraient être adoptées, sans sortir du cadre de l’invention. En outre, une seule ligne de montage a été représentée, mais des lignes multiples parallèles peuvent être envisagées, de manière à assembler simultanément plusieurs tronçons de fuselage.
L’installation 1 comporte toute d’abord une station 4a de stockage des parties longitudinales de fuselage, ces parties formant des secteurs angulaires du tronçon, et étant stockées individuellement ou par groupe dans des conteneurs appropriés 6.
Ensuite, l’installation 1 comporte une station 4b de chargement des parties longitudinales de fuselage, sur une structure de support 10 spécifique à l’invention, et qui sera décrite en détail ci-après. Cette station 4b est suivie d’une autre station 4c de fixation des peaux des parties longitudinales de fuselage, elle-même suivie d’une station 4d de fixation des cadres des parties longitudinales de fuselage.
Enfin, l’installation 1 se termine par une station 4e d’extraction du tronçon de fuselage assemblé, cette station 4e étant destinée à retirer le tronçon de la structure de support.
En référence aux figures 2 et 3, il est représenté un mode de réalisation préféré de la structure de support 10, déplaçable par roulement sur le sol entre les différentes stations de l’installation. La structure de support 10 présente une direction longitudinale X, une direction transversale Y, ainsi qu’une direction Z de la hauteur. Ces trois directions X, Y et Z, orthogonales entre elles, correspondent respectivement aux mêmes directions longitudinale, transversale et de la hauteur du tronçon de fuselage à assembler.
La structure de support 10 comporte tout d’abord un châssis 12, formé à l’aide de deux modules de châssis 12a, 12b agencés respectivement aux deux extrémités de la structure de support 10, dans la direction X. Le châssis 12 comporte également des longerons 12c espaçant les deux modules 12a, 12b l’un de l’autre, toujours selon la direction X. Les longerons 12c sont préférentiellement solidaires du module 12b, et raccordés de manière amovible à leurs extrémités opposées sur le module 12a. Alternativement, les longerons 12c pourraient être solidaires du module 12a, et raccordés de manière amovible à leurs extrémités opposées sur le module 12b.
Chacun des deux modules de châssis 12a, 12b présente une base 16 équipée d’un ou plusieurs éléments roulants, par exemple plusieurs trains roulants motorisés 14, permettant de déplacer par roulement la structure de support 10 sur le sol de l’installation. Alternativement, seules les roues associées à l’un des deux modules 12a, 12b pourraient être motrices, les roues associées à l’autre module restant suiveuses.
Il est noté que éléments roulants 14 peuvent être remplacés par tout autre élément de déplacement permettant la mobilité de la structure de support 10 sur le sol, comme des éléments de glissement, par exemple du type coussin d’air.
En outre, au niveau d’une partie supérieure de la structure 10, chacun des deux modules 12a, 12b comporte un support rotatif 18a, 18b, monté mobile à rotation par rapport au reste du module associé, essentiellement réalisé par l’assemblage de poutres et/ou poutrelles. Les deux supports rotatifs 18a, 18b reçoivent respectivement les deux extrémités longitudinales opposées d’un mandrin rotatif 22, faisant partie intégrante de la structure de support 10.
En effet, le mandrin 22 est monté mobile en rotation par rapport au châssis 12 selon un axe de rotation 20, parallèle à la direction X et sur lequel sont centrés les deux supports rotatifs 18a, 18b des modules de châssis 12a, 12b. A cet égard, il est noté que l’un des deux supports rotatifs est moteur, tandis que l’autre reste suiveur. Le support moteur est préférentiellement le support 18b du module 12b, tandis que le support suiveur est préférentiellement le support 18a du module de châssis 12a.
Ces deux supports rotatifs 18a, 18b sont de préférence conçus de manière à présenter des degrés de liberté de mouvement par rapport au reste du châssis selon les directions X, et/ou Y et/ou Z, de manière à se centrer parfaitement sur l’axe de rotation 20 du mandrin 22 avec lequel ces supports sont accouplés. A titre d’exemple, le support rotatif moteur 18b peut présenter un degré de liberté de translation selon la direction Z, tandis que le support rotatif suiveur 18a peut présenter deux degrés de liberté de translation selon les directions Y et Z, voire également un autre degré de liberté de translation selon la direction X.
Les figures 4 et 5 détaillent la conception du mandrin rotatif 22. A ses extrémités longitudinales, il comporte deux organes opposés d’extrémité longitudinale 24a, 24b, préférentiellement de forme générale annulaire centrée sur l’axe de rotation 20. Ces deux organes 24a, 24b sont ceux destinés à être accouplés en rotation avec les deux supports rotatifs 18a, 18b du châssis, respectivement. Grâce à sa forme générale annulaire, chaque organe d’extrémité longitudinale 24a, 24b définit un passage d’homme 26 donnant accès à un espace intérieur 28 du mandrin, dans lequel des opérateurs peuvent circuler, et depuis lequel ils peuvent réaliser des opérations sur le tronçon à assembler.
L’espace intérieur 28 n’est pas nécessairement fermé radialement tout le long de sa périphérie. Il est en particulier délimité radialement par une première poutre longitudinale 30a s’étendant selon la direction X, et reliant fixement les deux organes d’extrémité 24a, 24b. La première poutre 30a, par exemple réalisée tel un caisson, forme une première passerelle de travail permettant aux opérateurs de circuler dans l’espace intérieur 28. Cette première passerelle 30a peut être utilisée lorsque l’une de ses peaux 32 agencée radialement vers l’intérieur en rapport à l’axe 20, se trouve orientée horizontalement vers le haut, tel que cela a été représenté sur les figures 4 et 5. Dans une telle configuration, la peau concernée 32 peut en effet servir de surface de marche / de support pour les opérateurs souhaitant circuler / travailler à l’intérieur du mandrin.
De manière diamétralement opposée, l’espace intérieur 28 est également délimité radialement par une seconde poutre longitudinale 30b s’étendant selon la direction X, et reliant fixement les deux organes d’extrémité 24a, 24b. La seconde poutre 30b, de conception identique ou similaire à celle de la première poutre 30a, forme une seconde passerelle de travail permettant aux opérateurs de circuler dans l’espace intérieur 28, lorsque le mandrin 22 est orienté différemment de la position angulaire montrée sur les figures 4 et 5. En effet, cette seconde passerelle 30b peut être utilisée lorsque l’une de ses peaux 34 agencée radialement vers l’intérieur en rapport à l’axe 20, se trouve orientée horizontalement vers le haut, c’est-à-dire avec le mandrin pivoté de 180° par rapport à la position des figures 4 et 5. Dans une telle configuration, la peau concernée 34 peut en effet servir de surface de marche / de support pour les opérateurs souhaitant circuler / travailler à l’intérieur du mandrin 22.
Les deux passerelles de travail 30a, 30b sont donc agencées de manière axisymétrique en rapport à l’axe de rotation 20 du mandrin 22, les plaçant en regard radialement l’une de l’autre, selon une distance d’écartement excédant préférentiellement deux mètres. Les deux passerelles de travail 30a, 30b permettent avantageusement de bénéficier de nouvelles zones d’accès au tronçon de fuselage à assembler, celles-ci n’étant plus limitées à des zones extérieures à ce tronçon. Cela facilite la réalisation de certaines opérations, et limite l’étendue des zones d’accès à prévoir extérieurement au tronçon, dans les stations concernées par ces opérations destinées à être réalisées depuis l’intérieur du mandrin. Il en découle avantageusement une réduction de l’encombrement global de l’installation, qui s’accompagne de la réduction déjà obtenue en raison du caractère mobile de la structure de support 10, entre les stations de cette installation.
Bien évidemment, l’espace 28 intérieur au mandrin peut être utilisé dans plusieurs stations de l’installation, au fur et à mesure que la structure de support 10 se déplace entre ces stations.
Le mandrin 22 est structurellement complété par d’autres éléments, par exemple du type poutres ou poutrelles. Il s’agit par exemple d’organes de renfort 40 agencés à la périphérie du mandrin 22, et étant agencés orthogonalement aux deux poutres 30a, 30b qu’ils relient fixement. Il peut également s’agir d’une structure intérieure 42 séparant l’espace 28 en deux demi-espaces intérieurs longitudinaux, la structure intérieure 42 permettant également aux opérateurs de se tenir lors de leurs déplacements au sein du mandrin 22.
En outre, le mandrin 22 est équipé de moyens de fixation des parties longitudinales de fuselage. Ces moyens de fixation 44, référencés sur la figure 4, sont conçus pour maintenir les parties longitudinales de fuselage de manière provisoire autour du mandrin 22, avant et pendant la fixation bout-à-bout de leurs extrémités circonférentielles.
Les moyens de fixation sont ainsi réalisés à l’aide de plusieurs attaches 44, dont au moins certaines d’entre elles sont portées fixement par les première et seconde passerelles de travail 30a, 30b. D’autres attaches 44 sont portées fixement par les organes de renfort 40, voire à la fois par l’un de ces organes 44 et par l’une des passerelles 30a, 30b.
Les attaches 44 intègrent chacune un ou plusieurs degrés de liberté de mouvement par rapport à la structure du mandrin 22, pour plusieurs raisons. La première raison réside dans la possibilité de s’adapter à des parties longitudinales de fuselage de différentes tailles, et de différentes formes. La seconde raison réside dans la capacité de ces attaches 44 à se rétracter, pour permettre l’extraction longitudinale du tronçon, une fois celui-ci assemblé autour du mandrin.
A titre indicatif, chacune des attaches 44 présente trois degrés de liberté de translation selon les directions X, Y et Z. En outre, il est noté que certaines de ces attaches 44 pourraient être montées sur un support mobile par rapport à la structure du mandrin, de manière à permettre encore une plus grande adaptation à des formes différentes de fuselage, par exemple circulaire, elliptique, ovoïde, etc.
De préférence, l’extrémité de chacune de ces attaches 44 comporte un pion de fixation 46 destiné à coopérer avec des moyens complémentaires prévus sur la partie longitudinale de fuselage associée, ou sur un support de cette partie longitudinale. Alternativement, c’est la partie longitudinale de fuselage qui porte le pion de fixation 46, et l’attache 44 comprend alors les moyens complémentaires pour loger et maintenir le pion de fixation. A titre d’exemple, les moyens complémentaires peuvent présenter une conception permettant le maintien du pion par des billes (comme par exemple le système de la société Jergens® connu sous l’appellation anglaise « Zero Point Mounting System »).
Pour ce qui concerne la possibilité de se déplacer et d’effectuer des opérations depuis l’intérieur du mandrin 22, il est noté que ce dernier est préférentiellement équipé de passerelles de travail additionnelles, venant compléter les première et seconde passerelles 30a, 30b déjà décrites ci-dessus. Il s’agit de passerelles permettant de faciliter les accès périphériques aux parties longitudinales de fuselage.
Il s’agit tout d’abord de deux premières passerelles de travail additionnelles 50a, agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la première passerelle 30a, parallèlement à celle-ci. Les deux premières passerelles additionnelles 50a s’étendent préférentiellement sur toute la longueur entre les organes de renforts 40, sur lesquels elles sont montées de manière à être réglable en hauteur par rapport à la première passerelle 30a.
Sur les figures 4 et 5, les deux premières passerelles de travail additionnelles 50a se trouvent sensiblement dans le même plan que la peau 32 de la première passerelle 30a, pour former une plateforme unique sur laquelle les opérateurs peuvent se déplacer, et effectuer des opérations sur les parties longitudinales de fuselage maintenues autour du mandrin 22. La figure 6 montre une autre configuration, dans laquelle la première passerelle additionnelle 50a est sensiblement relevée par rapport à la peau 32, de manière à s’adapter au mieux aux besoins et à la taille de l’opérateur. Ainsi, chaque première passerelle additionnelle 50a peut être réglée individuellement en hauteur, pour mettre les opérateurs dans les meilleures conditions de travail possibles.
D’ailleurs, la figure 7 représente une alternative de réalisation, dans laquelle chaque première passerelle de travail additionnelle 50a est réalisée à partir de plusieurs sections longitudinales 52 se succédant selon la direction X. Ici, ce sont deux sections 52 qui se succèdent, en étant chacune montée sur un organe de renfort intermédiaire 40’, agencé entre les deux organes de renfort 40 sur lesquels sont également montées ces deux sections longitudinales 52.
Le réglage de la hauteur de chacune de ces sections 52 peut être indépendant, de manière à s’adapter à la taille et à la tâche de chaque opérateur se trouvant sur un même côté du mandrin 22.
Une conception identique ou analogue est prévue en association avec la seconde passerelle de travail 30b, grâce à deux secondes passerelles de travail additionnelles 50b agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la seconde passerelle 30b, parallèlement à celle-ci. Il est noté que lorsque la première passerelle 30a est active et la seconde passerelle 30b inactive, tel que cela est visible sur la figure 6, les deux secondes passerelles de travail additionnelles 50b sont escamotées ou agencées dans leur position extrême pour éviter de gêner les opérateurs se trouvant sur les passerelles 30a, 50a. Il en est de même pour les deux premières passerelles de travail additionnelles 50a, lorsque la première passerelle 30a est inactive, et la seconde passerelle 30b active.
A présent, il va être décrit un procédé d’assemblage d’un tronçon de fuselage d’aéronef selon un mode de réalisation préféré de l’invention, ce procédé étant mis en œuvre sur l’installation 1 incluant la structure de support 10 qui vient d’être détaillée.
La figure 8 schématise une première étape du procédé, réalisée au sein de la station de chargement 4b. Cette première étape consiste à charger les parties longitudinales de fuselage 54 sur le mandrin 22 de la structure mobile de support 10, ici déplacée jusqu’à la station de chargement 4b. Pour ce faire, les conteneurs 6 renfermant les parties longitudinales de fuselage 54 sont d’abord amenés depuis la station de stockage 4a, jusqu’à la station de chargement 4b. Le déplacement des conteneurs 6 sur le sol 2 s’effectue de manière automatisée, tout comme le déplacement de la structure de support 10 entre les différentes stations de l’installation.
Les conteneurs 6 sont déposés à proximité de deux rampes de travail 56 de la station 4b, entre lesquelles est stationnée la structure de support 10. Chaque rampe de travail 56 comporte un robot 58 coulissant longitudinalement, et équipé à son extrémité d’un organe de préhension des parties longitudinales de fuselage 54. En opération, le robot 58 agrippe l’une des parties longitudinales de fuselage 54 logée dans l’un des conteneurs 6, puis vient la monter latéralement sur le mandrin 22, à l’aide des attaches 44. Pour coopérer avec celles-ci, la partie longitudinale de fuselage 54 portée par le robot 58 comporte les moyens complémentaires précités (non représentés) destinés à coopérer avec les pions des attaches 44. Les attaches 44 et leurs moyens complémentaires présentent de préférence des conceptions permettant leur centrage automatique, lors de l’insertion du pion dans les moyens complémentaires destinés à verrouiller ce même pion.
Lorsque deux parties longitudinales de fuselage 54 ont été montées latéralement de manière diamétralement opposée sur le mandrin 22, respectivement depuis les deux rampes de travail 56, le mandrin est pivoté de 180° autour de son axe 20 pour que les mêmes opérations puissent être répétées, avec deux autres parties 54 qui elles aussi peuvent être montées simultanément sur le mandrin. Le tronçon de fuselage non encore assemblé est alors composé de quatre parties longitudinales de fuselage 54, agencées bout-à-bout selon la direction circonférentielle, autour du mandrin 22. De préférence, chacune de ces parties 54 s’étend sur un secteur angulaire d’environ 90°. Alternativement, deux parties 54 pourraient s’étendre sur un secteur angulaire sensiblement identique et supérieur à 90°, tandis que les deux autres parties 54 pourraient s’étendre sur un secteur angulaire sensiblement identique et inférieur à 90°. Le nombre de parties longitudinales de fuselage 54 pourrait également différer, même si la solution à quatre parties 54 reste préférée.
Au cours de cette première étape, des opérateurs peuvent se tenir et circuler dans l’espace intérieur 28 du mandrin, afin d’effectuer des opérations de contrôle du bon emboîtement des parties longitudinales de fuselage 54 sur les attaches 44 du mandrin 22. Ces opérations effectuées par les opérateurs depuis l’intérieur du mandrin sont réalisées depuis la première passerelle 30a et/ou depuis les premières passerelles additionnelles 50a lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut, ou, alternativement, depuis la seconde passerelle 30b et/ou depuis les secondes passerelles additionnelles 50b, lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut.
La figure 9 représente le tronçon de fuselage non encore assemblé, formé par les quatre parties longitudinales de fuselage 54 agencées bout-à-bout selon la direction circonférentielle, autour du mandrin 22. Dans cette configuration, chaque partie 54 est équipée intérieurement de son support 62, qui réalise l’interface avec les attaches 44 du mandrin. Le tronçon destiné à être obtenu présente ici une section transversale de forme sensiblement circulaire. Alternativement, dans la réalisation montrée sur la figure 10, la section transversale présente une forme sensiblement elliptique. Comme évoqué précédemment, cet agencement peut être obtenu en déplaçant un support mobile 64 du mandrin 22. En effet, ce support mobile 64 porte au moins deux attaches inférieures 44 qui, lorsqu’elles sont déplacées vers le bas avec ce support 64 par rapport au reste du mandrin 22, permettent au mandrin de recevoir un tronçon de fuselage disposant d’une forme davantage étirée dans la direction verticale.
Les figures 11 et 12 schématisent une seconde étape du procédé, réalisée au sein de la station 4c dédiée à la fixation des peaux des parties longitudinales de fuselage 54. Pour ce faire, la structure de support 10 est déplacée jusqu’à la station 4c en roulant sur le sol 2, jusqu’à venir se loger sous un portique fixe 66 de la station 4c. Le portique 66 est équipé de deux rampes longitudinales 68 portant chacune un robot 70 coulissant longitudinalement sur sa rampe associée, par exemple en forme de rail. Chaque robot 70 est un outil de fixation conçu pour effectuer un joint de fixation longitudinal au niveau de l’interface entre les peaux de deux parties longitudinales de fuselage 54 adjacentes selon la direction circonférentielle. Ce joint est réalisé par exemple par une soudure continue ou par une pluralité de points de soudure, depuis l’extérieur des parties longitudinales de fuselage 54. Chaque robot 70 est également capable d’effectuer des perçages / alésages, ainsi que la pose d’éléments de fixation entre les deux parties de fuselage 54. Par conséquent, avec les deux robots 70, ce sont les deux interfaces du haut du tronçon non encore assemblé, qui peuvent être traitées simultanément.
Ensuite, le mandrin est pivoté de 180° selon l’axe 20, pour que puissent être traitées les deux autres interfaces entre les parties 54, qui se trouvent à leur tour agencées en haut du tronçon, à proximité des robots 70.
Au cours de cette seconde étape, des opérateurs peuvent se tenir et circuler dans l’espace intérieur 28 du mandrin, afin d’effectuer des opérations de contrôle des joints de peau effectués au niveau des interfaces entre les parties longitudinales de fuselage 54. Ces opérations effectuées par les opérateurs depuis l’intérieur du mandrin sont réalisées depuis la première passerelle 30a et/ou depuis les premières passerelles additionnelles 50a lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut, ou, alternativement, depuis la seconde passerelle 30b et/ou depuis les secondes passerelles additionnelles 50b, lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut.
La figure 13 montre deux parties longitudinales de fuselage 54 adjacentes. La seconde étape décrite ci-dessus a pour objet la réalisation d’un joint longitudinal entre les deux peaux 72, au niveau de l’interface 74 entre les deux parties 54.
La troisième étape a pour objet la fixation des cadres 76 des deux parties adjacentes 54, toujours au niveau des interfaces 74 entre ces parties 54. Cette troisième étape est décrite en référence aux figures 14 et 15. Elle présente la particularité d’être effectuée depuis l’intérieur du mandrin 22, dans l’espace intérieur 28 dédié à la circulation et au support des opérateurs. Ces derniers peuvent manipuler des outils de fixation (non représentés), pour fixer les cadres 76 deux à deux au niveau des deux interfaces 74 les plus hautes entre les parties longitudinales de fuselage 54.
Une fois ces opérations réalisées, le mandrin 22 est pivoté de 180° selon l’axe 20, pour que puissent être traitées les deux autres interfaces 74 entre les parties 54, qui se trouvent à leur tour agencées en haut du tronçon, facilement accessibles par les opérateurs situés à l’intérieur du mandrin 22.
Au cours de cette troisième étape, des opérateurs peuvent se tenir et circuler dans l’espace intérieur 28 du mandrin, afin d’effectuer les opérations de fixation des cadres 76. Ces opérations sont effectuées depuis la première passerelle 30a et/ou depuis les premières passerelles additionnelles 50a lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut, ou, alternativement, depuis la seconde passerelle 30b et/ou depuis les secondes passerelles additionnelles 50b, lorsque celles-ci sont orientées horizontalement vers le haut.
Durant cette troisième étape, tout comme pour les autres étapes du procédé, la hauteur des passerelles additionnelles 50a, 50b peut être ajustée en fonction de la taille des opérateurs, afin que ces derniers puissent travailler aisément au niveau des interfaces 74 agencées en haut du tronçon en cours d’assemblage. Ainsi, la figure 14 représente des passerelles 30a, 50a coplanaires ou sensiblement coplanaires, tandis que dans une autre configuration possible montrée sur la figure 15, au moins l’une des premières passerelles additionnelles 50a est relevée pour s’adapter à un opérateur de taille inférieure.
Les figures 16 à 19 schématisent une quatrième étape du procédé, visant à extraire le tronçon de fuselage du mandrin 22. Cette étape est réalisée au sein de la station 4e, et débute par l’insertion sous le tronçon de fuselage assemblé 80, de moyens mobiles 82 de support et de convoyage du tronçon. Ces moyens mobiles 82 sont introduits sous le tronçon 80 et le mandrin 22, en roulant sur le sol 2 et en passant à travers une ouverture du module de châssis 12a, comme cela a été schématisé par la flèche 84 sur la figure 16. Alternativement, ces moyens mobiles 82 pourraient glisser sur le sol, par exemple via des coussins d’air.
A ce stade, les moyens mobiles 82 sont surélevés pour entrer en contact avec la surface extérieure du tronçon de fuselage 80, suite à quoi les attaches 44 du mandrin 22 sont rétractées radialement pour rompre la liaison avec le tronçon, ou avec les supports 62 des parties longitudinales de fuselage formant ce tronçon. Alternativement, lorsque de tels supports 62 réalisent l’interface entre le mandrin 22 et les parois longitudinales de fuselage 54, ce sont les liaisons entre les supports 62 et ces parois 54 qui peuvent être rompues, avant l’extraction longitudinale du tronçon de fuselage.
Ensuite, les deux parties du châssis de la structure de support 10 sont désaccouplées et séparées, pour obtenir d’une part le module de châssis 12a montré sur la figure 17, et d’autre part le module de châssis 12b portant le mandrin 22 entouré du tronçon de fuselage 80, comme montré sur la figure 18.
Enfin, toujours au sein de la station de déchargement 4e, les moyens mobiles 82 sont déplacés longitudinalement pour entraîner avec eux le tronçon 80, qui s’extrait alors progressivement du mandrin 22 selon la direction X, comme cela a été schématisé sur la figure 19. Lorsque l’extraction du tronçon de fuselage 80 est terminée, le module de châssis 12a est à nouveau accouplé au reste du châssis, de manière à reformer l’intégralité de la structure de support 10. Celle-ci peut ensuite être déplacée en début de ligne de montage, pour effectuer un procédé d’assemblage d’un nouveau tronçon.
Il est noté que dans la configuration de la figure 19, le châssis 12 soustrait de son module 12a présente une conception parfaitement adaptée pour former une pointe avant de fuselage, selon des étapes de procédé identiques ou similaires à celles qui viennent d’être décrites.
Il est rappelé que l’espace intérieur 28 du mandrin, dédié à la circulation et au support des opérateurs durant une ou plusieurs des étapes du procédé d’assemblage, constitue une caractéristique préférée de l’invention, mais non essentielle. Ainsi, d’autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans cet espace intérieur 28 de circulation dans le mandrin, comme par exemple dans le mode représenté sur les figures 20 à 22.
Sur ces figures 20 à 22, non seulement le mandrin 22 ne présente pas un espace de circulation intérieur, mais une autre différence est également prévue au niveau du châssis 12, et plus précisément au niveau du module de châssis 12a. Ce dernier comporte des bielles escamotables 86 qui, dans leur position de support montrée sur les figures 20 et 21, permettent de supporter une poutre centrale fixe 88 du mandrin 22.
En revanche, dans la position escamotée des bielles 86 représentées sur la figure 22, la poutre centrale 88 se trouve en porte-à-faux, et le tronçon de fuselage 80 peut ainsi être extrait longitudinalement du mandrin 22.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite, uniquement à titre d’exemples non limitatifs et combinables, et dont la portée est définie par les revendications qui suivent.
Claims (15)
- Structure de support (10) pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage (80), la structure de support comprenant un châssis (12), caractérisée en ce qu’elle comporte en outre un mandrin (22) monté rotatif par rapport au châssis (12) selon un axe de rotation (20) du mandrin, le mandrin (22) comprenant des moyens de fixation (44) pour maintenir des parties longitudinales de fuselage (54) autour du mandrin, en vue de leur assemblage pour former le tronçon de fuselage (80), et en ce que la structure de support comporte un ou plusieurs éléments de déplacement (14) équipant le châssis (12), de manière à permettre le déplacement de cette structure de support.
- Structure de support selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte également, intégrée au mandrin (22), une première passerelle de travail (30a) permettant à des opérateurs de circuler à l’intérieur du mandrin, lorsque cette première passerelle (30a) est orientée horizontalement vers le haut.
- Structure de support selon la revendication 2, caractérisée en ce qu’elle comporte, intégrée au mandrin, une seconde passerelle de travail (30b) permettant à des opérateurs de circuler à l’intérieur du mandrin (22), lorsque cette seconde passerelle (30b) est orientée horizontalement vers le haut.
- Structure de support selon la revendication 3, caractérisée en ce que les première et seconde passerelles (30a, 30b) sont agencées en regard l’une de l’autre, de préférence de manière axisymétrique par rapport à l’axe de rotation (20) du mandrin (22).
- Structure de support selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le mandrin est réalisé à l’aide de deux organes opposés d’extrémité longitudinale (24a, 24b), et d’au moins une poutre longitudinale (30a) reliant les deux organes d’extrémité (24a, 24b) et formant la première passerelle.
- Structure de support selon la revendication 5, caractérisée en ce que le mandrin (22) est réalisé à l’aide d’au moins deux poutres longitudinales (30a, 30b) reliant les deux organes opposés d’extrémité longitudinale (24a, 24b) du mandrin, les deux poutres longitudinales formant respectivement les première et seconde passerelles (30a, 30b).
- Structure de support selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce qu’au moins l’un des deux organes d’extrémité longitudinale du mandrin (24a, 24b) présente un passage d’homme (26) donnant accès à la première passerelle (30a), à l’intérieur du mandrin (22).
- Structure de support selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le mandrin (22) comporte également au moins une première passerelle de travail additionnelle (50a) agencée parallèlement et latéralement par rapport à la première passerelle (30a), la première passerelle de travail additionnelle (50a) étant réglable en hauteur par rapport à la première passerelle (30a), et préférentiellement, au moins deux premières passerelles de travail additionnelles (50a) sont agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la première passerelle (30a).
- Structure de support selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la première passerelle de travail additionnelle (50a) est réalisée à partir de plusieurs sections longitudinales (52) se succédant les unes les autres, et réglables en hauteur indépendamment les unes des autres.
- Structure de support selon l’une quelconque des revendications 2 à 9 combinée à la revendication 3, caractérisée en ce que le mandrin (22) comporte également au moins une seconde passerelle de travail additionnelle (50b) agencée parallèlement et latéralement par rapport à la seconde passerelle (30b), la seconde passerelle de travail additionnelle (50b) étant réglable en hauteur par rapport à la seconde passerelle (30b), et préférentiellement, au moins deux secondes passerelles de travail additionnelles (50b) sont agencées latéralement respectivement de part et d’autre de la seconde passerelle (30b).
- Structure de support selon l’une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que la première passerelle (30a) porte au moins certains desdits moyens de fixation (44) pour maintenir les parties longitudinales de fuselage (54) autour du mandrin (22).
- Structure de support selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis (12) est réalisé à partir de deux modules de châssis (12a, 12b) espacés l’un de l’autre selon l’axe de rotation (20) du mandrin, chacun des deux modules de châssis (12a, 12b) comprenant un support rotatif (18a, 18b) recevant une extrémité longitudinale de mandrin, et chacun des deux modules de châssis (12a, 12b) étant équipé d’un ou plusieurs éléments roulants (14) permettant le déplacement de la structure de support.
- Installation (1) pour l’assemblage d’un tronçon de fuselage (80) comprenant une pluralité de stations (14a-14e) ainsi qu’une structure de support (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, mobile entre les stations.
- Procédé d’assemblage d’un tronçon de fuselage (80) à l’aide d’une installation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la structure de support, portant les parties longitudinales de fuselage (54), est déplacée entre les stations (14a-14e) de l’installation.
- Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une étape réalisée au sein d’une station (14a-14e) de l’installation, sur les parties longitudinales de fuselage (54) portées par la structure de support (10) selon la revendication 3, étape au cours de laquelle:
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la première passerelle de travail (30a) orientée horizontalement vers le haut; puis
- le mandrin (22) est mis en rotation par rapport au châssis (12), de sorte que la seconde passerelle (30b) se trouve à son tour orientée horizontalement vers le haut; puis
- des opérations sont effectuées par au moins un opérateur circulant sur la seconde passerelle de travail (30b) orientée horizontalement vers le haut.
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