Attache de fixation pivotante de câble et procédé de guidage dynamique de câble.

DOMAINE TECHNIQUE

L’invention se rapporte à une attache de fixation de câble permettant en pivotant d’ajuster dynamiquement la longueur utile de ce câble ainsi qu’à un procédé de guidage de câble à l’aide d’une telle attache de fixation. Plus généralement, la présente invention se rapporte aux moyens d’attache et d’ajustement d’un câble dans une structure dont une partie est mobile, le câble s’étendant sur cette partie mobile et accompagnant son mouvement. Les câbles visés dans le cadre de l’invention sont tout type de câbles porteur de signal ou d’énergie, ces câbles étant individuels ou en faisceau. Notamment les véhicules - aéronefs, automobiles, trains, navires - et les bâtiments sont destinés à être équipés d’attaches de fixation.

De telles attaches de fixation sont utilisées pour amener les câbles dans des zones contraintes d’une structure mobile présentant un espace d’installation réduit. Par exemple dans le monde aéronautique, les panneaux des trappes de train d’atterrissage sont des structures mobiles qui, lorsqu’elles sont ouvertes, permettent la sortie des trains d’atterrissage et qui, lorsqu’elles sont fermées, permettent de maintenir le fuselage fermé. Ces panneaux comportent des câbles dans leur structure interne qui doivent s’ajuster à la position ouverte ou fermée des panneaux.

L’optimisation des structures conduit, en particulier dans le monde aéronautique, à la réduction des espaces libres disponibles pour installer les câbles. Il est alors particulièrement approprié que les supports de fixations de ces câbles soient multifonctionnels et permettent l’ajustement de la longueur des câbles.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Dans les structures aéronautiques, des chemins de câble sont en général utilisés pour acheminer les câbles au sein de l’aéronef, en particulier dans les ailes et la cabine, ces chemins de câble ayant pour fonction supplémentaire de protéger et d’isoler les câbles qu’ils acheminent. Cependant, ils ne peuvent être utilisés dans des espaces très étroits tels que l’extrémité des ailes, l’espace disponible étant trop étroit. De plus les chemins de câble ne permettent pas un ajustement de la longueur utile des câbles acheminés.

Les autres moyens de fixation usuels, tels que des attaches de type P-clips ou des pinces, ne permettent pas un ajustement de la longueur de câble après son installation : en effet, ces attaches ont pour fonction de fixer et de maintenir les câbles.

Traditionnellement, un ajustement d’une longueur de câble après son installation est réalisé à l’aide de chaînes porte-câble. Un tel dispositif est utilisé en particulier comme élément mécanique de machines pour guider des câbles reliés à une structure mobile. Cependant une telle solution requiert l’installation de rails de guidage supplémentaires qui encadrent les chaînes porte-câbles et occupent alors un espace non négligeable : une telle solution n’est donc pas utilisable dans des espaces étroits.

De plus, la structure sur laquelle sont installées ces chaînes porte-câble est dimensionnée pour supporter le poids supplémentaire des rails de guidage et l’installation de ceux-ci nécessitent de la main d’œuvre et de l’outillage. Cette solution ne permet donc pas de répondre aux exigences de fond relatives à l’allègement des structures et à la rapidité d’installation.

EXPOSE DE L’INVENTION

Afin de remédier aux inconvénients de l’état de la technique exposés ci-dessus, l’invention a pour objectif principal de permettre d’attacher un câble et d’ajuster sa longueur utile au sein d’une structure dont une partie est mobile, cette structure offrant un espace réduit pour remplir ces objectifs.

Pour ce faire, l’invention se rapporte à une attache de fixation d’un câble à une structure, cette attache présentant un degré de liberté en particulier en rotation permettant à la longueur du câble de s’ajuster par rapport à la partie mobile de la structure à laquelle il est attaché. Cet ajustement de la longueur du câble est recherché pour éviter d’entraver la mobilité de la structure et d’endommager les dispositifs reliés par le câble.

Plus précisément, la présente invention a pour objet une attache de fixation d’au moins un câble sur une structure dont une partie est mobile entre une position initiale et une position finale. Cette attache de fixation comporte une plaque de base définissant un plan de référence et solidaire de la structure, ainsi qu’un collier de serrage de câble, ce collier de serrage étant inséré dans la plaque de base. L’attache de fixation comporte également un moyen de rappel agencé entre le collier de serrage et la plaque de base qui disposent chacun d’un mécanisme d’ancrage en liaison avec ce moyen de rappel, ce dernier maintenant le collier de serrage dans une position nominale lorsque la partie mobile de la structure est en position initiale. De plus le collier de serrage pivote selon un axe de pivotement dans la plaque de base à partir de cette position nominale lorsque qu’au moins un des câbles est sollicité selon une direction par le déplacement de la partie mobile de la structure et revient en position nominale par le retour du moyen de rappel lorsque les câbles sont relâchés.

Avantageusement, les attaches de fixation selon l’invention s’adaptent à des structures mobiles et y permettent l’installation de dispositifs et de mécanismes nécessitant d’être câblés tels que des systèmes de verrouillage ou d’illumination, la longueur utile de ces câbles s’adaptant alors au déplacement de la structure mobile.

Avantageusement également, l’attache de fixation est de dimensions compactes et fonctionne indépendamment de toute installation supplémentaire tels que des rails de guidage ou des sources d’alimentation. Ces dimensions compactes permettent l’installation de l’attache de fixation dans des espaces contraints par un encombrement réduit.

Avantageusement également, le fonctionnement de l’attache de fixation est purement mécanique avec un retour dynamique des câbles sous l’action du moyen de rappel, permettant de s’affranchir de l’acheminement de câbles d’alimentation et de moyens d’actionnement supplémentaires, ainsi que de réduire la masse des systèmes d’installation de câbles. Avantageusement également, les mécanismes d’ancrage du moyen de rappel sont intégrés dans le collier de serrage et la plaque de base, simplifiant ainsi l’installation de l’attache de fixation.

Avantageusement également, le collier de serrage n’est mobile qu’en rotation : son encombrement ne varie donc quasiment pas pendant le déplacement de la structure.

Selon certains modes de réalisation préférés pris seuls ou en combinaison :

- la plaque de base est fixée à la structure par au moins deux vis ;

- le collier de serrage est emboité par clipsage sur la plaque de base ;

- le collier de serrage et la plaque de base sont en matériau plastique moulé ;

- le collier de serrage comporte un support de câble fermé par un couvercle ;

- le couvercle est assemblé par clipsage sur le support de câble ;

- le support de câble comporte un plateau de base perpendiculaire à l’axe de pivotement et une tige cylindrique qui s’étend le long de cet axe sous le plateau de base, cette tige cylindrique présentant une extrémité qui s’insère dans la plaque de base ;

- l’extrémité de la tige cylindrique comporte au moins deux dents flexibles qui traversent la plaque de base et qui prennent appui sur une face inférieure de la plaque de base ;

- le moyen de rappel est un ressort de torsion selon un axe confondu avec l’axe de pivotement du collier de serrage et comporte un corps ainsi que deux extrémités s’étendant tangentiellement par rapport à ce corps ;

- la plaque de base comporte un cylindre creux autour duquel est disposé le ressort de torsion et dans lequel est inséré le support de câble du collier de serrage ;

- chaque mécanisme d’ancrage comporte au moins une butée, perpendiculaire au plan de référence, sur laquelle vient en appui une portion latérale d’une extrémité du ressort de torsion ;

- le mécanisme d’ancrage du collier de serrage est intégré au plateau de base, et

- le mécanisme d’ancrage de la plaque de base comporte deux butées parallèles de blocage en rotation de l’extrémité du ressort de torsion en liaison avec la plaque de base. Avantageusement, l’installation d’une telle attache de fixation est rapide et aisée, sans nécessiter d’outillage spécifique. L’utilisation de matériaux plastiques permet également d’apporter une isolation électrique, en particulier lorsque les câbles sont électriques.

L’invention se rapporte également à un procédé d’ajustement dynamique d’une longueur de câble dans une structure dont une partie est mobile effectuant des aller- retours entre une position initiale et une position finale, cette structure étant équipée d’au moins une attache de fixation de câbles, également objet de l’invention. Une phase préliminaire d’installation se déroule selon les étapes suivantes :

- détermination de la longueur de câble maximale nécessaire ;

- dimensionnement du moyen de rappel en fonction des caractéristiques du câble ;

- orientation de la plaque de base sur la structure afin d’orienter le collier de serrage dans la direction de sollicitation du câble lorsque la partie mobile de la structure est en position finale.

L’ajustement aller se déroule selon les étapes suivantes :

- en position initiale de la partie mobile, le moyen de rappel maintient le collier de serrage en position nominale dans laquelle le câble est coudé et détendu, réalisant une réserve de câble pouvant être tirée ;

- déplacement de la partie mobile de la structure entre sa position initiale et sa position finale en exerçant une tension de déroulage sur le câble ;

- rotation du collier de serrage depuis sa position nominale qui guide le déroulage du câble précédemment coudé ;

- la partie mobile atteint sa position finale et le moyen de rappel exerce une traction inverse à la tension de déroulage sur le câble par entrainement en rotation inverse du collier de serrage.

Et l’ajustement retour se déroule selon les étapes suivantes :

- déplacement de la partie mobile de la structure entre sa position finale et sa position initiale accompagné d’un relâchement de la tension dans le câble ;

- rotation inverse du collier de serrage jusqu’à atteindre la position nominale par action du moyen de rappel et traction du câble. Avantageusement, le procédé d’installation permet d’optimiser la longueur de câble installé dans la structure, entraînant un gain de masse et d’espace au sein de la structure. Le moyen de rappel permet d’ordonner les câbles lorsque toute leur longueur n’est pas requise par la structure, en particulier en position initiale.

Avantageusement également, cet ajustement dynamique permet de sécuriser la gestion des câbles et le fonctionnement des équipements reliés lorsque la partie mobile de la structure effectue plusieurs aller-retours entre la position initiale et la position finale.

Selon une forme de mise en œuvre privilégiée :

- au moins deux attaches de fixation installées en parallèle ajustent au moins deux câbles dans la structure.

PRESENTATION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture qui suit d’un exemple de réalisation détaillé sans en limiter la portée, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :

- la figure 1 , une vue en perspective d’un câble maintenu par une attache de fixation à une structure ;

- la figure 2, une vue en perspective éclatée de l’attache de fixation ;

- la figure 3, une vue en coupe de l’attache de fixation, et

- la figure 4, la figure 5 et la figure 6, une vue du système selon différentes étapes du procédé d’ajustement.

DESCRIPTION DETAILLEE

Sur les figures, des signes de référence identiques renvoient à un même élément ainsi qu’aux passages de la description correspondants. Dans les structures aéronautiques et en particulier dans les aéronefs, au moins une partie de ladite structure est mobile entre une position initiale et une position finale telles que les trappes des trains d’atterrissage ou l’extrémité des ailes. Ces parties mobiles en rotation ou en translation sont câblées comme le reste de la structure de l’aéronef, l’installation de ces câbles devant être adapté à cette mobilité pour permettre le bon fonctionnement de la structure et ne pas entraver cette mobilité.

Pour ce faire, la figure 1 montre un câble 6 maintenu dans une attache de fixation 2 solidaire d’une structure 1 d’extrémité d’aile d’avion. Une partie de la structure 1 , un support 1a, est fixe dans un référentiel donné, et une autre partie 1 b est mobile dans ce référentiel. Les parties fixe 1a et mobile 1 b de la structure 1 sont reliées par des moyens d’articulation 1c, schématiquement représentés, par exemple des charnières.

Cette attache de fixation 2 comporte une plaque de base 4 définissant un plan de référence H. Cette plaque de base 4 présente trois perçages 4a qui logent chacun une vis 4b fixant la plaque de base 4 au support 1a de la structure 1 . Alternativement, la plaque de base 4 peut être fixée par clipsage, collée, soudée ou rivetée à la partie fixe 1a. L’attache de fixation 2 comporte également un collier de serrage 3 inséré dans la plaque de base 4 ainsi qu’un moyen de rappel, ici un ressort de torsion 5. Le ressort de torsion 5 est agencé entre le collier de serrage 3 et la plaque de base 4 qui disposent chacun d’un mécanisme d’ancrage 5a, 5b en liaison avec le ressort de torsion 5. Ce dernier maintient le collier de serrage 3 dans une position nominale lorsque la partie mobile de la structure 1 est en position initiale.

En position finale, la partie mobile 1b est dans une position intermédiaire entre la position initiale et une position d’alignement dans le prolongement de la partie fixe dans le plan de référence H.

De plus, le collier de serrage 3 pivote dans la plaque de base 4 selon un axe de pivotement P, perpendiculaire au plan de référence H, à partir de ladite position nominale lorsque le câble 6, également solidaire de cette partie mobile, est sollicité selon la direction D par le déplacement de la partie mobile de la structure 1 . Pendant cette rotation, le ressort de torsion 5 accumule de l’énergie par déformation. Le collier de serrage 3 revient en position nominale par le retour du ressort de torsion 5 lorsque le câble 6 est relâché - par libération mécanique de l’énergie accumulée par déformation - en particulier lorsque la partie mobile de la structure 1 revient dans sa position initiale. Alternativement et en fonction de la configuration de la structure 1 , l’axe de pivotement P peut, dans des modes de réalisation particuliers, ne pas être perpendiculaire au plan de référence H.

Les éléments constitutifs de l’attache de fixation 2 sont illustrés dans la vue éclatée en perspective de la figure 2 : le collier de serrage 3 comporte un support 3a de câble fermé par un couvercle 3b, ici clipsé latéralement de part et d’autre du support 3a de câble. Pour ce faire, le couvercle 3b présente deux rebords latéraux 3c, chacun étant percé de deux ouvertures 3d qui viennent se clipser sur des tenons 3e disposés de part et d’autre du support de câble 3a. Le couvercle 3b est ici assemblé par deux clips sur chaque rebord latéral 3c pour améliorer la sécurité et rester maintenu en cas de rupture d’une des jonctions tenon 3e - ouverture 3d : dans d’autres exemples de réalisation le couvercle 3b peut être simplement clipsé et/ou comporter un moyen de verrouillage. Alternativement le couvercle 3b peut être relié par un cordon sur un coté du support de câble 3a et clipsé de l’autre côté, le support de câble 3a et le couvercle 3b formant alors une pièce unique. D’autres modes de réalisation peuvent assembler le collier de serrage par des fixations et/ou des brides. Un ensemble de rainures et nervures disposées sur le couvercle et le support de câble puis verrouillées peuvent également réaliser l’assemblage du collier de serrage

Le support de câble 3a présente trois organes fonctionnels superposés : un bloc 3f en forme de « U », un plateau de base 3g perpendiculaire à l’axe de pivotement P, et une tige cylindrique 3h qui s’étend le long de cet axe de pivotement P sous le plateau de base 3g. Cette tige cylindrique 3h présente une extrémité 3i qui s’insère dans la plaque de base 3g. De plus, le bloc 3f supporte le câble 6 et comporte à ses extrémités les tenons 3e.

Dans l’exemple de réalisation, la plaque de base 4 comporte un cylindre creux 4c autour duquel est disposé le ressort de torsion 5 et dans lequel est inséré le support de câble 3a du collier de serrage 3 par l’intermédiaire de la tige cylindrique 3h. La liaison entre le cylindre creux 4c et la tige cylindrique 3h permet au collier de serrage 3 de pivoter dans la plaque de base 4 selon l’axe de pivotement P perpendiculaire au plan de référence H. Le moyen de rappel est ici un ressort de torsion 5 selon un axe confondu avec l’axe de pivotement P du collier de serrage 3. Ce ressort de torsion 5 comporte un corps 5c ainsi que deux extrémités 5d, 5e s’étendant tangentiellement par rapport à ce corps 5c. Les extrémités 5d, 5e restent en liaison avec respectivement les moyens d’ancrage 5a, 5b du collier de serrage 3 et de la plaque de base 4.

En outre, chaque moyen d’ancrage 5a, 5b comporte au moins une butée - 5f pour le moyen d’ancrage 5a et 5g, 5h pour le moyen d’ancrage 5b - perpendiculaire au plan de référence H, et sur laquelle vient en appui une portion latérale 5i, 5j d’une extrémité 5d, 5e du ressort de torsion 5.

De plus, Je moyen d’ancrage 5a du collier de serrage est intégré au plateau de base 3g, la butée 5f réalisant un angle droit avec le plateau de base 3g.

Par ailleurs, le moyen d’ancrage 5b de la plaque de base 4 comporte deux butées parallèles 5g, 5h de blocage en rotation de l’extrémité 5e du ressort de torsion 5 en liaison avec la plaque de base 4. Cette extrémité 5e étant bloquée en rotation autour de l’axe de pivotement P, seule l’extrémité 5d est mobile en rotation lors de la torsion du ressort de torsion 5 : ainsi la traction du câble 6 provoque la formation d’un pivot de rotation du collier de serrage 3 autour de l’axe P pour aligner la direction du câble 6 sur la direction de traction. Lors de cette rotation, la butée 5f du moyen d’ancrage 5a entraine en rotation l’extrémité 5d du ressort de torsion 5. Lorsque la tension du câble 6 est relâchée, le ressort de torsion 5 est libre d’exercer une force de rappel sur la butée 5f, entraînant la formation d’un pivot de rotation retour du collier de serrage 3.

De préférence, le collier de serrage 3 et la plaque de base 4 sont réalisés en matériau plastique moulé, ce matériau apportant une isolation électrique. Alternativement, lorsque l’isolation électrique n’est pas nécessaire, le collier de serrage 3 et la plaque de base 4 peuvent être moulés et/ou usinés dans un matériau métallique, ou réalisés en matériaux composites.

La vue en coupe représentée en figure 3 détaille les liaisons entre le collier de serrage 3 et la plaque de base 4. La tige cylindrique 3h du collier de serrage 3 pivote dans le cylindre creux 4c. Par ailleurs, la plaque de base 4 présente une ouverture 4d en continuité avec le cylindre creux 4c, ouverture par laquelle s’insère l’extrémité 3i du collier de serrage. Cette extrémité 3i comporte deux dents flexibles 3j qui traversent la plaque de base 4 par l’ouverture 4d et qui prennent appui sur la face inférieure 4e de la plaque de base 4. Ces dents flexibles 3j permettent de clipser le collier de serrage 3 sur la plaque de base 4.

Les figure 4, figure 5 et figure 6 illustrent les différentes étapes d’un exemple de procédé d’ajustement dynamique d’une longueur de câble dans la structure 1 dont une partie mobile effectue des aller-retours - entre une position initiale et une position finale

- cette structure 1 étant équipée de deux attache de fixation de câbles. Dans cet exemple de réalisation, deux câbles 6 et 6a sont attachés à la structure 1 chacun par une attache de fixation 2 et 2a installées en parallèle. Alternativement, une attache de fixation seule peut être utilisée pour deux câbles.

Une étape préliminaire d’installation des câbles 6 et 6a se déroule selon les étapes suivantes :

- détermination pour chaque câble de la longueur de câble maximale permettant à la partie mobile de la structure de réaliser ses déplacements ;

- dimensionnement du ressort de torsion en fonction des caractéristiques mécaniques du câble ;

- orientation de la plaque de base 4, 4a sur la structure 1 afin d’orienter le collier de serrage 3, 3k dans la direction de sollicitation D du câble 6 lorsque la partie mobile de la structure est en position finale.

À la suite de cette installation des câbles, ceux-ci sont coudés et détendus afin d’aménager au voisinage de l’attache de fixation une réserve de câble qui se déplie de manière contrôlée par l’attache de fixation lorsque les câbles seront en tension. Le moyen de rappel, ici le ressort de torsion, permet de pivoter l’attache de fixation afin de reconstituer cette réserve lorsque les câbles ne sont plus en tension.

Le procédé d’ajustement aller se déroule selon les étapes suivantes :

- en position initiale de la partie mobile illustré en figure 4, le ressort de torsion 5 maintient le collier de serrage 3, 3k en position nominale dans laquelle le câble 6, 6a est coudé et détendu, réalisant une réserve de câble pouvant être utilisée ;

- déplacement de la partie mobile de la structure entre sa position initiale et sa position finale en exerçant une tension de déroulage sur le câble 6, 6a ;

- rotation du collier de serrage 3, 3k depuis sa position nominale qui guide le déroulage du câble 6, 6a précédemment coudé ;

- la partie mobile atteint sa position finale en figure 5 et le ressort de torsion 5 exerce une traction inverse à la tension de déroulage sur le câble 6, 6a par entrainement en rotation inverse du collier de serrage 3, 3k.

Et le procédé d’ajustement retour se déroule selon les étapes suivantes :

- déplacement de la partie mobile de la structure entre sa position finale (figure 6) et sa position initiale (figure 4) accompagné d’un relâchement de la tension dans le câble 6, 6a ;

- rotation inverse du collier de serrage 3, 3k jusqu’à atteindre la position nominale par action du ressort de torsion 5 et traction du câble 6, 6a.

L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation et de mise en œuvre décrits et représentés. Ainsi, la plaque de base de l’attache de fixation peut faire partie intégrante de la structure, le collier de serrage étant alors fixé et pivotant directement sur la structure. Le moyen de rappel peut également être réalisé par tout type de ressort (à lame, à tension, à compression) ou par des mécanismes plus complexes avec des vérins : le cylindre creux de la plaque de base n’est alors plus nécessaire, le collier de serrage pouvant pivoter directement par rapport à la plaque de base.

Par ailleurs, le mécanisme d’ancrage peut être obtenu par tout maintien des extrémités du ressort à l’aide de bagues d’attaches, de verrous ou de perforation de la plaque de base et du plateau de base dans lesquels les extrémités du ressort sont repliés.