FR3120751A1

FR3120751A1 - Chemin de câble d’aéronef avec aile flexible

Info

Publication number: FR3120751A1
Application number: FR2102238A
Authority: FR
Inventors: Jay Nicholas
Original assignee: Latelec
Current assignee: Latelec
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-16
Also published as: WO2022189368A1

Abstract

Chemin de câble d’aéronef, comportant : – un profilé (1) délimitant au moins un canal (2,3) de guidage de câble ; – un rebord latéral (24) comportant : un orifice de fixation traversant (23) ; une surface d’appui supérieure (25) juxtaposée à l’orifice de fixation traversant (23) ; une surface d’appui inférieure (26) juxtaposée à l’orifice de fixation traversant (23) ; – un dispositif (4) de rétention de câble comportant : un socle (7) muni d’un pied (8) inséré dans l’orifice de fixation traversant (23) et comportant des surfaces d’arrêt (18,20) disposées contre la surface d’appui inférieure (26) et contre la surface d’appui supérieure (25) ; une aile flexible (10) qui est munie à l’une de ses extrémités d’un patin (11) disposé dans le canal (2,3) de guidage de câble, et qui est rattachée au socle (7) par une attache élastique (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Chemin de câble d’aéronef avec aile flexible

L’invention concerne le domaine de l’aéronautique et vise l’agencement des chemins de câble au sein des architectures électriques d’aéronef.

Les chemins de câble d’aéronef définissent les trajets des harnais de câblage électrique par rapport à la structure d’un aéronef, en les maintenant en position et en les protégeant. Les harnais de câblage électrique sont constitués des faisceaux de câbles cheminant entre diverses installations électriques de l’aéronef.

ART ANTÉRIEUR

Les chemins de câble d’aéronef sont généralement constitués par des profilés s’étendant dans le prolongement les uns des autres. Entre certains profilés, un écart prédéterminé est prévu pour permettre un mouvement relatif des profilés sans dommage. Les chemins de câble d’aéronef peuvent en effet être fixés sur des parties structurelles de l’aéronef qui peuvent être flexibles. Par exemple, les chemins de câble s’étendant le long des ailes d’un avion sont soumis à un mouvement de flexion d’amplitude relativement importante lors du vol de l’avion.

Au sein de chaque profilé, les chemins de câble connus comportent des inserts disposés dans chaque canal de guidage de câble. Ces inserts comportent divers éléments tels que des colonnes crantées disposées sur les parois internes du canal de guidage et permettant de presser un élément contre les harnais afin de les maintenir en place. Ces inserts sont généralement couteux et leur mise en place allonge le temps de montage de l’aéronef (de nombreux inserts sont prévus pour un chemin de câble, et un aéronef comporte de nombreux chemins de câble). Leur encombrement nécessite de plus un dimensionnement en conséquence des chemins de câble, avec des canaux de guidage de câble plus larges que le strict nécessaire imposé par l’encombrement du harnais à maintenir, et donc un surcout et un surpoids en conséquence.

L’invention a pour but d’améliorer les agencements de chemins de câble au sein des aéronefs de l’art antérieur.

À cet effet, l’invention vise un chemin de câble d’aéronef, comportant un profilé qui comprend deux parois latérales s’étendant parallèlement à un plan latéral de rétention, chaque paroi latérale présentant une face externe et une face interne, ce profilé délimitant au moins un canal de guidage de câble s’étendant parallèlement au plan latéral de rétention, ce chemin de câble d’aéronef comportant :
– un rebord latéral saillant de la face externe d’une paroi latérale du profilé, ce rebord latéral comportant : un orifice de fixation traversant ; une surface d’appui supérieure juxtaposée à l’orifice de fixation traversant ; une surface d’appui inférieure juxtaposée à l’orifice de fixation traversant ;
– un dispositif de rétention de câble comportant : un socle muni d’un pied inséré dans l’orifice de fixation traversant et comportant des surfaces d’arrêt disposées contre la surface d’appui inférieure et contre la surface d’appui supérieure ; une aile flexible qui est munie à l’une de ses extrémités d’un patin disposé dans le canal de guidage de câble, et qui est rattachée au socle par une attache élastique.

Dans cet énoncé, la présence d’un rebord latéral inclus la possibilité que le profilé comporte plusieurs rebords latéraux, comme dans l’exemple de la description détaillée. De même, la présence d’un orifice de fixation traversant et d’un dispositif de rétention de câble inclus la possibilité que le chemin de câble comporte plusieurs orifices de fixation traversant et plusieurs dispositifs de rétention de câble, comme dans l’exemple de la description détaillée. De même, la présence d’une aile flexible inclus la possibilité que le dispositif de rétention de câble comporte plusieurs ailes flexibles, comme dans l’exemple de la description détaillée.

Un tel chemin de câble d’aéronef ne comporte aucun élément encombrant le canal de guidage de câble recevant le dispositif de rétention de câble. Le maintien du harnais électrique d’un canal de guidage de câble est ainsi assuré sans interférer avec le contenu du chemin de câble. Le chemin de câble peut ainsi être dimensionné au plus juste. Notamment, la largeur des éléments du profilé (généralement métallique) formant les canaux de guidage de câble peut être réduite, ce qui entraine un gain de matière et de poids.

Dans chaque canal de guidage de câble, le ou les harnais électriques ne sont maintenus que par une aile élastique agissant directement sur ces harnais sans nécessiter de maintien depuis l’intérieur du profilé. Cette aile élastique est maintenue par le dispositif de rétention de câble dont la seule fixation est située sur une face externe du profilé.

L’invention permet, en plus des gains de masse, de matière et de cout, des gains de productivité. Le temps de montage du chemin de câble d’aéronef est en effet réduit grâce à une mise en place rapide des dispositifs de rétention, par exemple, par simple clipsage.

Des avantages en matière de sureté de montage sont aussi apportés par l’invention : le montage et le serrage des dispositifs de maintien se fait sans erreur possible par la coopération du pied du socle avec l’orifice de fixation traversant.

Le dispositif de rétention de câble ne nécessite aucune liaison mécanique entre les pièces, et est de préférence réalisé d’une seule pièce. Malgré cette construction, le dispositif de rétention de câble assure un maintien optimal des harnais électriques, alliant fermeté et souplesse, sans aucune concentration de contrainte au sein de la pièce. Le dispositif de rétention de câble bénéficie ainsi d’une meilleure sureté de fonctionnement et d’une durée de vie allongée.

Le montage du dispositif de rétention de câble se fait sans outils et sans recourir à une opération de serrage, ce qui garantit sureté et répétabilité dans le serrage des harnais.

Le chemin de câble d’aéronef selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :

– le socle comporte des pattes élastiques supérieures définissant des surfaces d’arrêt supérieures disposées contre la surface d’appui supérieure du rebord latéral ;

– les pattes élastiques supérieures sont élastiquement déformées en flexion par l’appui des surfaces d’arrêt supérieures sur la surface d’appui supérieure du rebord latéral ;

– le socle comporte des pattes élastiques inférieures définissant des surfaces d’arrêt inférieures disposées contre la surface d’appui inférieure du rebord latéral ;

– les pattes élastiques inférieures comportent une dent permettant un clipsage des pattes élastiques inférieures à travers l’orifice de fixation traversant ;

– les pattes élastiques inférieures sont élastiquement déformées en traction par l’appui des surfaces d’arrêt inférieures sur la surface d’appui inférieure du rebord latéral ;

– le pied comporte un pion ajusté dans l’orifice de fixation traversant ;

– l’aile flexible présente une épaisseur diminuant du socle vers le patin ;

– l’attache élastique est constituée d’une languette ondulée ;

– l’attache élastique comporte une portion dont le profil est en forme de U.

PRÉSENTATION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

– la représente en perspective un chemin de câble selon l’invention ;

– la et la représentent en perspective un dispositif de rétention de câble du chemin de câble de la ;

– la est une vue de face du dispositif de rétention de câble ;

– la illustre un dispositif de rétention de câble monté sur le chemin de câble ;

– la est une vue de dessus du dispositif de rétention de câble ;

– la est une vue en coupe du chemin de câble de la .

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

La illustre une portion de chemin de câble d’aéronef qui est ici constituée d’un profilé 1. Le présent exemple se réfère à un chemin de câble double, le profilé 1 délimitant deux canaux de guidages de câble 2, 3 parallèles.

Le profilé 1 est réalisé de manière classique dans ce domaine, par exemple par pliage d’une tôle métallique. Les canaux de guidage de câble 2, 3 reçoivent chacun un ou plusieurs harnais électriques ou autres éléments de câblage. Le contenu des canaux 2, 3 est maintenu grâce à des dispositifs de rétention de câble 4 qui sont dans cet exemple disposés à proximité de chaque extrémité des canaux 2, 3.

Les deux extrémités du profilé 1 sont munies de fixations élastiques 6 permettant de raccorder chaque extrémité du profilé 1 à un autre profilé identique pour constituer le chemin de câble adapté à la longueur souhaitée. Ce chemin de câble complet est ainsi monté sur la structure de l’aéronef de sorte que les différents profilés 1 présentent un degré de liberté les uns par rapport aux autres grâce aux fixations élastiques 6, pour que le chemin de câble suive la déformation de la structure de l’aéronef, notamment durant le vol.

Les figures 2 et 3 illustrent en perspective l’un des dispositifs 4 de rétention de câble utilisé dans le chemin de câble de la . Les deux dispositifs 4 de rétention de câble sont ici identiques.

Chaque dispositif 4 de rétention de câble comporte un socle 7 qui est muni d’un pied 8 pour sa fixation au profilé 1.

Le pied 8 comporte :
– deux pattes élastiques inférieures 16 munies de dents 17 qui définissent des surfaces d’arrêt inférieures 18 ;
– deux pattes élastiques supérieures 19 définissant des surfaces d’arrêt supérieures 20 ;
– deux pions 9 disposés de part et d’autre des pattes élastiques inférieures 16.

Les surfaces d’arrêt inférieures 18 et supérieures 20 sont parallèles.

Le dispositif 4 de rétention de câble comporte de plus deux ailes flexibles 10 qui sont adaptée à fléchir lorsque le dispositif 4 est monté et mis au contact avec les harnais électriques à maintenir.

Chaque aile 10 comporte à son extrémité libre un patin 11 destiné à venir en contact avec le harnais électrique, sans endommager ce dernier. Le patin 11 présente un profil arrondi, et peut optionnellement être constitué d’un matériau souple.

Chaque aile 10 présente ici, au repos, la forme d’une feuille plane de matériau. La représente le dispositif 4 de rétention de câble vu de face et montre que cette feuille plane de matériau présente une épaisseur qui va en diminuant depuis son extrémité située du côté du socle 7, en direction de son extrémité située du côté du patin 11. Le matériau des ailes 10 est choisi pour être flexible, et cette diminution d’épaisseur procure pour chaque aile une flexibilité variable, qui est d’autant plus importante que l’on se rapproche de l’extrémité libre de l’aile 10. En conséquence, les portions de l’aile 10 qui sont en contact avec le harnais à maintenir (les portions proches du patin 11) sont plus flexibles que les portions de l’aile qui permettent à l’aile de plonger dans le canal 2,3 de guidage de câble.

La est une vue agrandie de la , montrant l’un des dispositifs 4 de rétention de câble.

Lorsque le dispositif 4 de rétention de câble est monté dans le chemin de câble, comme illustré à la , les ailes 10 sont dimensionnées pour que leur patin 11 vienne à proximité de la paroi de fond 30 du canal 2, 3 de guidage de câble. Ainsi, lorsque le canal 2, 3 contient un harnais à maintenir, les ailes du dispositif 4 fléchissent sur toute leur longueur selon un rayon de courbure variable, qui diminue en se rapprochant du harnais. Le harnais est ainsi maintenu avec fermeté (fléchissement avec grand rayon de courbure), mais avec une certaine souplesse évitant de le marquer ou de l’endommager (fléchissement avec un petit rayon de courbure).

Par ailleurs, les ailes 10 sont rattachées chacune au socle 7 par une attache élastique 12. L’attache élastique 12 est constituée dans cet exemple par une languette ondulée comportant une portion dont le profil est en forme de U, c’est-à-dire bouclant à 180º (voir ). L’une des branches du U est rattachée à l’aile 10 et l’autre branche du U est rattachée au socle 7.

En dehors de la flexibilité des ailes 10, la force exercée par le patin 11 sur les harnais à maintenir est de plus impactée par le mouvement possible entre chaque aile 10 et le socle 7, compte tenu du degré de liberté permis par le rapprochement des branches du U dans l’attache élastique 12.

Les propriétés élastiques de l’attache 12, qui permettent le positionnement dans son ensemble de l’aile 10, se combinent à la flexibilité de l’aile 10 elle-même, qui module la force que le patin 11 applique sur le harnais et lui permet un certain degré de liberté. La force de maintien du harnais dans le chemin de câble est obtenue sans aucune concentration de contrainte au sein du dispositif 4 de rétention, ce qui est un gage de fiabilité primordial pour une application aéronautique d’un chemin de câble amené à se déformer pour suivre la déformation de la structure de l’aéronef.

Le profilé 1 comporte des parois latérales 27, 28 qui forment ses bords latéraux. Dans le cas d’un profilé à un seul canal de guidage de câble, les parois latérales sont les seules parois du profilé. Dans le cas du présent exemple, le profilé 1 définit deux canaux 2, 3 et ses parois latérales 27, 28 bornent donc chacune l’un des canaux 2, 3, et le profilé comporte de plus une paroi interne 29 qui sépare les deux canaux 2, 3.

Ces parois latérales 27, 28 comportent une face interne (tournée vers l’intérieur du profilé 1, c’est-à-dire vers les canaux 2, 3), et une face externe (tournée vers l’extérieur).

Le profilé 1 comporte un rebord latéral 24 saillant de la face externe de chacune des parois latérales 27, 28. Pour chaque dispositif 4, les rebords latéraux 24 comportent un orifice de fixation traversant 23, qui est dans cet exemple à section rectangulaire. Les rebords latéraux 24 définissent une surface d’appui supérieure 25 (située sur le dessus du rebord latéral 24, en référence à l’orientation des figures) qui est juxtaposée à l’orifice de fixation traversant 23 et une surface d’appui inférieure 26 (située sur le dessous du rebord latéral 24, en référence à l’orientation des figures) qui est également juxtaposée à chaque orifice de fixation traversant 23.

Les dispositifs 4 de rétention de câble sont fixés au profilé 1 par l’insertion du pied 8 dans l’orifice de fixation traversant 23. Les pions 9 sont dimensionnés pour être ajustés à la taille de l’orifice de fixation traversant 23. Ces pions 9 sont donc en contact avec les bords de l’orifice 23. Les pattes élastiques inférieures 16 sont quant à elles dimensionnées pour que les dents 17 viennent se clipser sur le rebord latéral 24, au bord de l’orifice 23. Les surfaces d’arrêt inférieures 18 viennent alors contre la surface d’appui inférieure 26 du rebord latéral 24. Les dents 17 présentent à cet effet un profil permettant le clipsage (un profil triangulaire dans cet exemple).

La figue 6 est une vue de dessus d’un dispositif 4 de rétention de câble. Cette vue rend compte de l’agencement des ailes 10 par rapport au pied 8. Le pied 8 est en effet écarté des ailes 10 d’une distance D illustrée sur la .

Cette distance D forme une rainure 13 entre les ailes 10 et le pied 8. La rainure 13 est également partiellement visible aux figures 2 et 3. Cette rainure 13 est destinée à enserrer la paroi latérale 27, 28 bordant le canal 2, 3 pour lequel le dispositif 4 assure un maintien.

Par ailleurs, les ailes 10 sont de préférence larges, c’est-à-dire qu’elles présentent une largeur L1 importante, au vu de leur longueur L2. De préférence, la largeur L1 est supérieure à la moitié de la longueur L2.

La est une vue en coupe transversale du chemin de câble et illustre le montage d’un dispositif 4 de rétention de câble.

Chacune des parois latérales 27, 28 s’étend parallèlement à un plan de rétention latéral. Ce plan de rétention latéral est ici défini comme un plan qui est perpendiculaire à la paroi de fond 30 sur laquelle chemine le câblage, et qui s’étend le long de l’axe longitudinal du profilé 1, c’est-à-dire dans le sens de parcours du câblage.

Chaque rebord latéral 24 est formé d’un profilé qui présente sur le dessus la surface d’appui supérieure 25 et qui présente une extrémité recourbée formant la surface d’appui inférieure 26. La montre l’appui des surfaces d’arrêt supérieures 20 des pattes 19 sur la surface d’appui supérieure 25, ainsi que l’appui des surfaces d’arrêt inférieures 18 des dents 17 sur les surfaces d’appui inférieures 26.

L’écart entre les surfaces d’arrêt inférieures 18 et les surfaces d’arrêt supérieures 20 est dimensionné pour enserrer le rebord latéral 24, au vu de l’écartement entre les surfaces d’appui 25, 26. La distance entre les surfaces d’arrêt 18, 20 est de préférence légèrement inférieure à la distance entre les surfaces d’appui 25, 26, de sorte que le clipsage du pied 8 dans l’orifice de fixation 23 entraine une déformation élastique des pattes 16, 19, pour une meilleure tenue du socle 7 sur le rebord latéral 24. Les pattes élastiques supérieures 19 sont alors élastiquement déformées en flexion par l’appui des surfaces d’arrêt supérieures 20 sur la surface d’appui supérieure 25 du rebord latéral 24. Les pattes élastiques inférieures 16 sont quant à elles élastiquement déformées en traction par l’appui des surfaces d’arrêt inférieures 18 sur la surface d’appui inférieure 26 du rebord latéral 24.

Ce maintien par les surfaces d’arrêt 18, 20 est associé au maintien procuré par les pions 9 qui sont ajustés dans l’orifice de fixation traversant 23.

Comme illustré à la , la rainure 13 enserre la paroi latérale 27 et assure un positionnement et un maintien optimal, conjointement à la fixation du pied 8 dans l’orifice de fixation traversant 23, au socle 7 au-dessus du canal 2 de guidage de câble.

Le procédé de mise en place du chemin de câble d’aéronef, lors du montage de l’aéronef, est considérablement simplifié, sécurisé, et accéléré. Il comporte simplement les étapes suivantes :
– la fixation des différents profilés 1 bout à bout sur la structure de l’aéronef, et la mise en place des fixations élastiques 6, de manière à constituer le chemin de câble ;
– la pose des harnais électriques dans les canaux 2, 3 de guidage de câble ;
– le clipsage des dispositifs 4 de rétention de câble dans leur orifice de fixation traversant 23.

Durant le clipsage des dispositifs 4, les patins 11 viennent au contact des harnais disposés dans les canaux 2, 3, puis les ailes 10 fléchissent tandis que l’attache élastique 12 se déforme élastiquement, et ce au fur et à mesure que le pied 8 est engagé dans l’orifice de fixation traversant 23. Dès le clipsage des dents 17, le montage du dispositif 4 est terminé et ce dernier assure dès lors le maintien du harnais 4 avec l’effort nécessaire.

Des variantes de réalisation peuvent être prévues. Notamment, les dispositifs 4 de rétention de câble peuvent comporter une seule aile flexible 10 au lieu de deux.

Claims

Chemin de câble d’aéronef, comportant un profilé (1) qui comprend deux parois latérales (27,28) s’étendant parallèlement à un plan latéral de rétention, chaque paroi latérale (27,28) présentant une face externe et une face interne, ce profilé (1) délimitant au moins un canal (2,3) de guidage de câble s’étendant parallèlement au plan latéral de rétention, ce chemin de câble d’aéronef étant caractérisé en ce qu’il comporte :
– un rebord latéral (24) saillant de la face externe d’une paroi latérale (24,28) du profilé (1), ce rebord latéral (24) comportant : un orifice de fixation traversant (23) ; une surface d’appui supérieure (25) juxtaposée à l’orifice de fixation traversant (23) ; une surface d’appui inférieure (26) juxtaposée à l’orifice de fixation traversant (23) ;
– un dispositif (4) de rétention de câble comportant : un socle (7) muni d’un pied (8) inséré dans l’orifice de fixation traversant (23) et comportant des surfaces d’arrêt (18,20) disposées contre la surface d’appui inférieure (26) et contre la surface d’appui supérieure (25) ; une aile flexible (10) qui est munie à l’une de ses extrémités d’un patin (11) disposé dans le canal (2,3) de guidage de câble, et qui est rattachée au socle (7) par une attache élastique (12).
Chemin de câble d’aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle (7) comporte des pattes élastiques supérieures (19) définissant des surfaces d’arrêt supérieures (20) disposées contre la surface d’appui supérieure (25) du rebord latéral (24).
Chemin de câble d’aéronef selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pattes élastiques supérieures (19) sont élastiquement déformées en flexion par l’appui des surfaces d’arrêt supérieures (20) sur la surface d’appui supérieure (25) du rebord latéral (24).
Chemin de câble d’aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le socle (7) comporte des pattes élastiques inférieures (16) définissant des surfaces d’arrêt inférieures (18) disposées contre la surface d’appui inférieure (26) du rebord latéral (24).
Chemin de câble d’aéronef selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pattes élastiques inférieures (16) comportent une dent (17) permettant un clipsage des pattes élastiques inférieures (16) à travers l’orifice de fixation traversant (23).
Chemin de câble d’aéronef selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les pattes élastiques inférieures (16) sont élastiquement déformées en traction par l’appui des surfaces d’arrêt inférieures (18) sur la surface d’appui inférieure (26) du rebord latéral (24).
Chemin de câble d’aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pied (8) comporte un pion (9) ajusté dans l’orifice de fixation traversant (23).
Chemin de câble d’aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’aile flexible (10) présente une épaisseur diminuant du socle (7) vers le patin (11).
Chemin de câble d’aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’attache élastique (12) est constituée d’une languette ondulée.
Chemin de câble d’aéronef selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’attache élastique (12) comporte une portion dont le profil est en forme de U.