FR3100325A1 - Dispositif de determination du nombre de filaments dans un toron - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif (10) de mesure de diamètre d’un toron (11) qui comporte un nombre défini de filaments, ledit dispositif (10) comportant une première partie (14), et une deuxième partie (16) montée sur la première partie (14) de manière mobile. La première partie (14) et la deuxième partie (15) comprennent respectivement une première et une deuxième échancrures (24). La première partie (14) et la deuxième partie (16) sont destinées à coopérer ensemble de manière à former, entre les première et deuxième échancrures (24), un espace (22) à dimensions variables permettant de déterminer le nombre de filaments dans le toron (11). Figure pour l'abrégé : figure 2
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine de la fabrication d’organes de turbomachine en matériau composite avec un renfort fibreux, en particulier de la fabrication par tissage de ce renfort fibreux. Elle vise notamment un dispositif permettant de déterminer la taille ou nombre de filament des fils utilisés pour réaliser le tissage.
Arrière-plan technique
A ce jour, de nombreuses pièces conçues et produites dans le domaine de l’industrie aéronautique sont en composites et plus particulièrement en composites avec un renfort fibreux en tissé 2D et/ou 3D. De telles pièces sont par exemples des aubes ou des carters ou des OGV (« Outlet Guide Vanes ») des turbomachines telles que les LEAP ou GE9X. Ces pièces sont classiquement constituées d’un tissage de fils de carbone (ou de verre) injecté avec de la résine (souvent époxy). Un fil, aussi appelé toron, est un ensemble de filaments tournés. Chaque toron est constitué de plusieurs milliers de filaments de carbone. Les torons de carbone dont il est question ici sont les structures filamentaires que l’on voit par transparence de la résine. On parle, par exemple, de torons 3K, 12K, 24K qui sont composés respectivement de trois, douze ou vingt-quatre milliers de filaments. Une pièce de turbomachine telle qu’une aube est classiquement constituées de plusieurs tailles de torons et chacun d’entre eux a une place spécifique dans l’aube afin de lui conférer une résistance mécanique optimale.
Ainsi, lors du tissage avec un métier à tisser T (voir figure 1), des bobines B de torons 11 sont disposées sur des cantres C, chaque toron 11 est déroulé jusqu'à son emplacement dans le métier à tisser T. Comme plusieurs tailles de torons 11 sont utilisées pour les chaînes et les trames, la difficulté est de disposer les bobines B contenant une taille de fil donné, dans le cantre correspondant.
Aujourd’hui se sont les opérateurs qui assurent le bon emplacement de la bobine avec la bonne taille de fil au niveau de la machine. Ils contrôlent la taille des fils en comptant le nombre de filaments le constituant.
Ce contrôle étant fastidieux, des erreurs peuvent être commises. La prise de mesure ne peut pas se faire à l’aide d’un pied à coulisse ou une jauge d’épaisseur car le diamètre d’un toron n’est pas mesurable avec ce type d’outil : en effet, les filaments bougent et la section du toron est déformable, ce qui ne permet pas de prendre la mesure du diamètre du toron. Enfin, puisque ce contrôle est manuel, aucune traçabilité ne peut être réalisée de façon automatique.
Une mauvaise taille de toron implique une mécanique modifiée ce qui a pour conséquence l’émission d’une dérogation potentiellement la mise au rebut de la pièce. Cela entraine un cout non négligeable et des retards de livraison.
Le présent déposant s’est donc notamment fixé comme objectif de permettre une détermination précise, fiable, rapide et peu coûteuse du nombre de filaments dans un toron.
On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un dispositif de mesure de diamètre d’un toron qui comporte un nombre défini de filaments, ledit dispositif comportant une première partie, et une deuxième partie montée sur la première partie de manière mobile. Le dispositif se caractérise en ce que la première partie et la deuxième partie comprennent respectivement une première échancrure et une deuxième échancrure, la première partie et la deuxième partie étant destinées à coopérer ensemble de manière à former, entre les première et deuxième échancrures, un espace à dimensions variables permettant de déterminer le nombre de filaments dans le toron.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, l’ouverture du dispositif permet de déterminer le nombre de filament dans le toron sans pour autant le défaire de la machine à tisser.
Le dispositif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- les échancrures de la première partie et de la deuxième partie sont configurées pour réunir, par coopération, tous les filaments du toron dans une même zone, cette zone étant comprise dans l’espace formé entre les deux échancrures,
- les première et deuxième échancrures présentent une forme d’entonnoir, une forme en V ou une forme sensiblement circulaire,
- la première partie et la deuxième partie forment pince et l’ouverture de ladite pince correspond à un nombre de filaments,
- la première partie comporte un manche s’étendant selon un axe X, la deuxième partie étant mise en mouvement dans un plan parallèle à l’axe X,
- la deuxième partie est munie d’au moins un élément de détection du nombre de filaments,
- l’élément de détection est une pige avec possibilités de démultiplication de la mesure afin de la rendre visuellement lisible et clair la lecture malgré le faible déplacement de la pince,
- l’élément de détection est un capteur piézoélectrique,
- l’élément de détection est un potentiomètre de masse,
- la première partie est munie d’au moins un élément de lecture du nombre de filaments détectés,
- l’élément de lecture du nombre de filaments est une graduation,
- l’élément de lecture du nombre de filaments est un afficheur digital,
- chacune des deux parties comporte une tête munies des échancrures, et ces deux têtes sont fabriquées en téflon,
- chacune des échancrures présente un bord émoussé.
L’invention concerne également un procédé de mesure d’un nombre de filaments dans un toron au moyen d’un dispositif selon l’une quelconque des caractéristiques listées ci-dessus, comportant les étapes suivantes :
ouvrir le dispositif,
- positionner le dispositif autour d’un toron,
- refermer le dispositif autour du toron de manière à serrer celui-ci entre les échancrures du dispositif,
- lire la cote correspondante au diamètre du toron mesuré,
- en déduire le nombre de filaments formant ledit toron.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
Description détaillée de l'invention
La figure 2 montre un dispositif 10 de mesure de diamètre et du nombre de filaments d’un toron 11 selon l’invention. Ce dispositif 10 comporte un manche 12 s’étendant selon un axe X. Le manche 12 présente une forme allongée destinée à permettre sa préhension par un opérateur. Il peut par exemple présenter une forme cylindrique.
Le manche 12 comporte une tête 12A. Ensemble, le manche 12 et la tête 12A forment une première partie 14, dite fixe, du dispositif 10. Cette première partie 14 est destinée à coopérer avec une deuxième partie 16, dite mobile, montée sur la première partie 14.
La partie mobile 16 comporte une tige 18 et une tête 18A. La tige 18 porte la tête 18A sur l’une de ses extrémités. La tige 18 est montée, à l’autre de ses extrémités, sur le manche 12 par un axe de pivot 20. Cet axe de pivot 20 est sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal X du manche 12. Ainsi, la partie mobile 16 est-elle mise en mouvement dans un plan parallèle à l’axe X du manche 12. Les deux parties 14, 16 forment ainsi pince. Elles coopèrent ensemble par rotation, et les deux têtes 12A, 18A permettent de définir, entre elles, un espace 22 de dimensions variables.
Dans le présent exemple, les deux têtes 12A, 18A sont définies respectivement dans des plans parallèles l’un de l’autre. Ces têtes 12A, 18A présentent ici une forme générale de disque.
La deuxième partie 16 du dispositif 10 peut être actionné via la tige 18 par un opérateur tenant le manche 12 en main, à l’aide de son pouce.
Le dispositif 10 peut présenter trois positions :
- une position dite « neutre » dans laquelle le manche 12 et la tige 18 sont sensiblement alignés selon l’axe X,
- une position dite « ouverte » dans laquelle une force est exercée sur la tige 18 de manière à ce que la tête 12A de la première partie 14 et la tête 18A de la deuxième partie 16 ne sont pas au contact l’une de l’autre (les têtes 12A, 18A sont écartées l’une de l’autre),
- une position dite « fermée » dans laquelle une force est exercée sur la tige 18 de manière à faire se chevaucher au moins en partie, selon un axe sensiblement perpendiculaire à l’axe X, les deux têtes 12A, 18A.
La première partie 14 et la deuxième partie 16 présentent chacune une échancrure 24. Dans le cas présent, les échancrures 24 présentent la même forme. Ici, elles sont sensiblement en arcs de cercle de même diamètre, ou en U.
Lorsque le dispositif 10 est en position neutre, c’est-à-dire quand aucune force n’est appliquée sur la tige 18 de la partie mobile 16, les deux échancrures 24 sont parfaitement alignées ou continues et forment un cercle sensiblement parfait, comme visible sur la figure 3.
On peut voir sur la figure 3 que chaque échancrure 24 est logée au fond d’une gorge 25 ménagée dans chaque tête 12A, 18A. Les parois de chaque gorge 25 sont inclinées vers l’échancrure 24, de manière à former biseau. Ceci permet de faciliter le rassemblement des filaments du toron 11 dans une zone réduite l’espace 22 comme il sera explicité plus loin.
Dans des modes de réalisation non représentés, les échancrures 24 présenter une forme en V ou en entonnoir.
Le manche 12 de la première partie 14 est muni d’au moins un élément de lecture des degrés d’ouverture du dispositif 10. La tige 18 de la deuxième partie 16 est, quant à elle, munie d’un élément de détection du degré d’ouverture du dispositif 10 à l’instant où l’opérateur désire connaître de degré d’ouverture.
Bien entendu, l’élément de détection du degré d’ouverture peut se situer sur la première partie 14 et l’élément de lecture des degrés d’ouverture peut se situer sur la deuxième partie 16.
Dans le mode de réalisation visible en figure 3, le manche 12 est muni d’une graduation. La tige 18 est, quant à elle munie, à son extrémité ne portant pas la tête 18A, d’une pige 26. La pige 26 de la tige 18 permet de lire une cote sur la graduation du manche 12. Cette cote dépend de l’inclinaison de la tige 18 par rapport au manche 12 et dépend donc du positionnement relatif des deux parties 12A, 18A l’une par rapport à l’autre.
Plus les deux têtes 12A, 18A, sont éloignées l’une de l’autre, plus l’espace 22 présente des dimensions importantes, plus la tige 18 est inclinée d’un angle négatif important par rapport au manche 12 et plus la cote négative indiquée par la pige 26 sera élevée. A l’inverse, plus les deux têtes 12A, 18A sont rapprochées l’unes de l’autre, plus l’espace 22 présente des dimensions réduites, plus la tige 18 est inclinée d’un angle positif important par rapport au manche 12 et plus la cote positive indiquée par la pige 26 est élevée. Lorsque le dispositif 10 est en position de repos, la pige 26 indique une cote nulle. Lorsque le dispositif 10 est en position ouverte, la cote est négative, lorsque le dispositif 10 est en position fermée, la cote est positive
Dans un mode de réalisation non représenté, l’élément de lecture du degré d’inclinaison du manche 12 est un afficheur digital permettant d’afficher ladite cote. La mesure peut par exemple être prise au moyen d’un potentiomètre de masse ou un capteur piézoélectrique fixés sur la deuxième partie 16. Dans ce cas, c’est le potentiomètre de masse ou un capteur piézoélectrique qui forme l’élément de détection de la cote. Un tel mode de réalisation, permet une lecture directe de la cote sur ledit afficheur digital.
Comme visible sur les figures 4A et 4B, les têtes 12A, 18A sont destinées à se refermer autour d’un ensemble de filaments formant toron 11. Ainsi, la partie mobile 16 et la partie fixe 14 sont destinées à coopérer ensemble de manière à former, entre leurs échancrures 20 respectives, un espace 22 à dimensions variables, cet espace 22 étant ajusté à l’épaisseur (ou diamètre) du toron 11 autour duquel le dispositif 10 est refermé. Ainsi les dimensions de l’espace 22 varient en fonction de l’épaisseur du toron 11 considéré. Or l’épaisseur d’un toron 11 varie en fonction du nombre de filaments qui le composent.
Ainsi, l’espace 22 défini entre les deux parties 14, 16 (plus particulièrement les deux têtes 12A, 18A) permet de déterminer le nombre de filaments du toron 11.
En effet, comme visible sur les figures 4A et 4B, en fonction de l’épaisseur du toron 11, la tige 18 de la partie mobile 16 est plus ou moins inclinée par rapport au manche 12 et la pige 26 indique une cote plus ou moins élevée. Ainsi, la cote lue sur la graduation (ou l’afficheur digital) du manche 12 est directement liée à l’espacement entre les deux parties 14, 16.
Ainsi, la partie mobile 16 est munie d’au moins un élément de détection du nombre de filaments pouvant prendre la forme d’une pige ou d’un capteur piézoélectrique, ou d’un potentiomètre de masse). Le manche 12 de première partie est ainsi muni d’éléments de lecture du nombre de fils détectés, par exemple une graduation ou un afficheur digital.
Les échancrures 24 permettent de réunir tous les filaments dans une zone précise, comprise dans l’espace 22. Les filaments formant le toron 11 sont ainsi confinés dans la zone réduite afin de presser les filaments entre eux et d’accéder au diamètre du toron 11. Cette zone réduite se situe dans les échancrures 24. Ainsi, il est possible de serrer le toron 11 et de mesurer le volume occupé par ledit toron 11. En ajustant l’espace 22 au volume du toron 11, on accède au diamètre de celui-ci (via la cote mesurée sur le manche 12) et donc on nombre de filaments constitutifs du toron 11. En effet, en fonction du nombre de filament qui composent le toron 11, l’espace 22 occupé par ce dernier sera différent et la conséquence directe est un degré d’ouverture de la partie mobile 16 par rapport à la partie fixe 14.
Les échancrures 24 doivent être suffisamment rigide pour que la mesure soit répétable. Du téflon peut être utilisé comme matériaux pour revêtir les bords des échancrures 24. Par ailleurs, les bords des échancrures 24 sont émoussés pour ne pas risquer de couper les filaments. Ceci peut également s’appliquer aux bords des gorges 25.
Ainsi, pour déterminer le nombre de filaments composant un toron 11 au moyen du dispositif 10, un opérateur effectue les étapes suivantes :
- étendre le toron 11 sur un métier à tisser,
- ouvrir le dispositif 10,
- positionner le dispositif 10 autour du toron 11,
- refermer le dispositif 10 autour du toron 11 de manière à serrer celui-ci entre la partie fixe 14 et la partie mobile 16 du dispositif 10,
- lire la cote correspondante au diamètre du toron 11 mesuré,
- en déduire le nombre de filaments formant ledit toron 11.
La solution technique apportée ici ne présente pas de difficulté particulière et permet de déterminer aisément le nombre de filaments composant un toron 11 donnée et ainsi rapidement savoir s ledit toron 11 a été fixé au bon endroit sur le métier à tisser.
Claims (10)
- Dispositif (10) de mesure de diamètre d’un toron (11) qui comporte un nombre défini de filaments, ledit dispositif (10) comportant :
- une première partie (14), et
- une deuxième partie (16) montée sur la première partie (14) de manière mobile,
caractérisé en ce que,
- la première partie (14) et la deuxième partie (15) comprennent respectivement une première et une deuxième échancrures (24),
-la première partie (14) et la deuxième partie (16) sont destinées à coopérer ensemble de manière à former, entre les première et deuxième échancrures (24), un espace (22) à dimensions variables permettant de déterminer le nombre de filaments dans le toron (11). - Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les échancrures (24) de la première partie (14) et de la deuxième partie (16) sont configurées pour réunir par coopération, tous les filaments du toron (11) dans une même zone, cette zone étant comprise dans l’espace (22) formé entre les deux échancrures (24).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que les première et deuxième échancrures (24) présentent une forme d’entonnoir, une forme en V ou une forme sensiblement circulaire.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (14) et la deuxième partie (16) forment pince et que l’ouverture de ladite pince correspond à un nombre de filaments.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (14) comporte un manche (12) s’étendant selon un axe X, la deuxième partie (16) étant mise en mouvement dans un plan parallèle à l’axe X.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie (16) est munie d’au moins un élément de détection du nombre de filaments.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (14) est munie d’au moins un élément de lecture du nombre de fils détectés.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des deux parties (14, 16) comporte une tête (12A, 18A) munies des échancrures(24) , et en ce que ces deux têtes (12A, 18A) sont fabriquées en téflon.
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des échancrures (24) présente un bord émoussé.
- Procédé de mesure d’un nombre de filaments dans un toron (11) au moyen d’un dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant les étapes suivantes :
- étendre un toron (11) sur un métier à tisser,
ouvrir le dispositif (10),
- positionner le dispositif (10) autour du toron (11),
refermer le dispositif (10) autour du toron (11) de manière à serrer celui-ci entre les échancrures du dispositif (10),
- lire la cote correspondante au diamètre du toron (11) mesuré,
- en déduire le nombre de filaments formant ledit toron (11).
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2019-08-26 FR FR1909410A patent/FR3100325B1/fr active Active
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| FR3100325B1 (fr) | 2021-07-30 |
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