FR3116754A1 - Contrôle de decadrage dans une preforme enroulee sur un tambour d’un moule d’injection - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un outillage de contrôle de décadrage (9) comportant :- un organe support (900) comportant un corps de préhension et de manipulation (91), ce corps (91) présentant un axe (Y) configuré pour être radial lorsque l’organe support (900) se positionne sur le tambour (25), et - un instrument de contrôle d’angle (90) comportant une fenêtre de contrôle de décadrage (92) et au moins un élément de référence angulaire (95) formé sur ou relié à ladite fenêtre (92), cet instrument (90) étant configuré pour permettre une lecture d’un angle de décadrage (D) par rapport audit au moins un élément de référence angulaire (95), de manière à vérifier la conformité de décadrage. Figure pour l'abrégé : Figure 6
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne de manière générale un outillage et un procédé de contrôle de décadrage dans une préforme au moins partiellement enroulée sur un tambour d'un moule d'injection.
Un tel outillage peut être utilisé pour contrôler le décadrage dans la préforme d’une pièce en matériau composite à former, telle que par exemple un carter de soufflante d’une turbomachine en particulier d’aéronef.
Arrière-plan technique
La représente partiellement une soufflante 1 d’une turbomachine d’aéronef 10.
De façon classique, une turbomachine comprend d’amont en aval, c'est-à-dire dans le sens d’écoulement des flux de gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines, et une tuyère d’éjection des gaz de combustion sortant de la ou des turbines.
La soufflante 1 comporte une roue à aubes 2 qui est entourée par un carter 3 de soufflante, encore appelé carter de rétention du fait de sa fonction de rétention des aubes en cas de rupture de celles-ci, ou en cas d’entrée de débris dans la soufflante.
Le carter 3 de soufflante comprend typiquement une enveloppe annulaire 8 d'axe de révolution X qui s'étend autour des aubes de soufflante 2 de la turbomachine. Cette enveloppe comprend une bride annulaire de fixation 3’, 3’’ à chacune de ses extrémités axiales. Ces brides 3’, 3’’ sont utilisées pour fixer le carter 3 à des parois annulaires des pièces structurelles adjacentes dans le moteur de la turbomachine (par exemple, d’une nacelle).
Le carter de soufflante 3 est en effet lié, à l’amont, à une manche d’entrée d’air 5, et, à l’aval, à une virole 6 de carter intermédiaire. Le carter 3 porte également des panneaux acoustiques amont 7 et des panneaux acoustiques aval 7’. Le carter 3 de soufflante comporte encore une couche annulaire 4 de matière abradable, positionnée sur une surface annulaire interne de l’enveloppe 8, entre les panneaux amont 7 et les panneaux aval 7’.
En plus de la fonction de rétention, le carter 3 de soufflante est également conçu pour :
- assurer la continuité de la veine aérodynamique par l’intermédiaire de la couche annulaire en matériau abradable ;
- assurer une continuité mécanique (des efforts et des moments) entre la manche d’entrée d’air 5 et la virole 6 de carter intermédiaire ;
- permettre la fixation des panneaux 7, 7’ et de la couche 4,
- permettre la fixation d’équipements et supports connus en soi ;
- tenir les spécifications de règlementation au feu et aux fuites ;
- permettre une continuité du courant électrique pour la tenue à la foudre, etc.
- assurer la continuité de la veine aérodynamique par l’intermédiaire de la couche annulaire en matériau abradable ;
- assurer une continuité mécanique (des efforts et des moments) entre la manche d’entrée d’air 5 et la virole 6 de carter intermédiaire ;
- permettre la fixation des panneaux 7, 7’ et de la couche 4,
- permettre la fixation d’équipements et supports connus en soi ;
- tenir les spécifications de règlementation au feu et aux fuites ;
- permettre une continuité du courant électrique pour la tenue à la foudre, etc.
Il est connu de fabriquer le corps du carter de soufflante, et en particulier l’enveloppe 8 du carter 3, en matériau composite. Une telle enveloppe 8 comporte notamment une bande en matière tissée (ou un tissu) et une résine dans laquelle cette bande est noyée. L’enveloppe 8 peut alors être conçue par enroulement de la bande en matière tissée autour d’un tambour central d’un moule d’injection. La bande en matière tissée est ainsi mise en forme autour du tambour central de manière à former une préforme 20 ( ). Le moule est ensuite refermé en vue de l’injection de la résine.
On notera que l’étape d’enroulement détermine notamment la position des fibres dans la pièce finale et par conséquent cette étape présente un impact crucial sur les propriétés mécaniques de la pièce.
Ainsi, la fabrication du carter 3 de soufflante définit des tolérances quant aux (i) taux volumique de fibres (TVF) et (ii) un décadrage de la matière tissée à respecter pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques de la pièce (telles qu’une bonne imprégnation et une bonne cohésion des fibres). Les propriétés élastiques (par exemple en référence au module de Young) de la matière à tissée peuvent être modifiées en fonction de la direction et de la valeur du décadrage de la fibre.
Un TVF trop important peut être à l’origine d’une porosité indésirable ainsi que d’une mauvaise imprégnation, qui peuvent provoquer une mauvaise cohésion des fibres et une dégradation des propriétés du matériau. Aujourd’hui, pour chaque changement de processus ou de définition suffisamment important, une pièce type est fabriquée, sur laquelle les TVF sont mesurés par un procédé destructif. Périodiquement, le TVF est ensuite mesuré par dissection, ou découpage, de pièces. La destruction et le découpage de pièces ont un coût financier important, et présentent également des inconvénients en termes de délais puisque l’obtention des résultats de mesure du TVF en laboratoire peut prendre entre un et six mois.
En outre, l’enroulement de la préforme 20 autour du tambour peut avoir pour effet un décadrage de la matière tissée, c’est-à-dire le décalage angulaire des fibres, notamment des fibres de trame, en certains points de l’enveloppe 8. Le décadrage affecte significativement les propriétés du matériau.
Le décadrage est aujourd’hui mesuré dans une section axiale 21 de la préforme 20 par un système de mesure automatique 15 comportant des caméras 16, mais pas dans les portions radiales 22 destinées à former les brides radiales 3’, 3’’ de l’enveloppe 8.
Le décadrage peut être défini en calculant un angle de décadrage qui consiste à mesurer le défaut de perpendicularité entre les fibres de chaine et de trame.
La mesure de décadrage dans les portions radiales 22, destinées à former les brides, présente en effet les contraintes suivantes :
- les brides sont radiales alors que le reste de la pièce, c'est-à-dire la section axiale 21, est incliné à un angle très faible voire nul par rapport à la direction axiale ;
- la zone des brides est peu accessible, ce qui disqualifie un certain nombre de moyens de mesure automatique relativement volumineux ;
- à l’emplacement de la mesure, il est difficile de disposer d’une référence radiale ou tangentielle fiable pour prendre la mesure d’angle ;
- la position angulaire à laquelle un même traceur, c’est-à-dire par exemple une fibre colorée pour repérage visuel, arrive dans la bride amont et la bride aval est légèrement différente.
- les brides sont radiales alors que le reste de la pièce, c'est-à-dire la section axiale 21, est incliné à un angle très faible voire nul par rapport à la direction axiale ;
- la zone des brides est peu accessible, ce qui disqualifie un certain nombre de moyens de mesure automatique relativement volumineux ;
- à l’emplacement de la mesure, il est difficile de disposer d’une référence radiale ou tangentielle fiable pour prendre la mesure d’angle ;
- la position angulaire à laquelle un même traceur, c’est-à-dire par exemple une fibre colorée pour repérage visuel, arrive dans la bride amont et la bride aval est légèrement différente.
Les figures 3 et 4 illustrent un outillage de mesure de décadrage 30 dans une préforme 20 au moins partiellement enroulée sur un tambour 25 d’un moule d’injection. Cet outillage peut être une solution pour remédier aux contraintes précitées. L’outillage 30 comporte :
- deux organes supports 35 destiné à être fixés par rapport au tambour 25,
- au moins un organe radial de référence 37 destiné à être disposé de manière réglable en position selon un axe longitudinal X du tambour 25 par rapport à l'un des organes supports 35 de manière à former une référence radiale Y ;
- un instrument de mesure d’angle 38 comportant un organe de référence angulaire 39 destiné à être orienté angulairement par rapport à l’organe radial de référence 37, l’instrument de mesure d’angle 38 étant configuré pour permettre une lecture de l’angle entre l’organe radial de référence 37 et l’organe de référence angulaire 38.
- deux organes supports 35 destiné à être fixés par rapport au tambour 25,
- au moins un organe radial de référence 37 destiné à être disposé de manière réglable en position selon un axe longitudinal X du tambour 25 par rapport à l'un des organes supports 35 de manière à former une référence radiale Y ;
- un instrument de mesure d’angle 38 comportant un organe de référence angulaire 39 destiné à être orienté angulairement par rapport à l’organe radial de référence 37, l’instrument de mesure d’angle 38 étant configuré pour permettre une lecture de l’angle entre l’organe radial de référence 37 et l’organe de référence angulaire 38.
Cependant, cet outillage 30 peut présenter plusieurs inconvénients, tels que :
- une utilisation complexe et fastidieuse par les opérateurs (nécessite un opérateur pour le positionnement et le maintien de l’outillage et un autre opérateur pour la mesure d’angle de décadrage),
- un outillage encombrant (nécessite un positionnement précis sur toute la largeur de la préforme), et
- une détermination de l’angle de décadrage difficile et peu fiable (positionnement précis de l’organe de référence angulaire le long d’une fibre de trame formant un traceur visuel de la préforme).
- une utilisation complexe et fastidieuse par les opérateurs (nécessite un opérateur pour le positionnement et le maintien de l’outillage et un autre opérateur pour la mesure d’angle de décadrage),
- un outillage encombrant (nécessite un positionnement précis sur toute la largeur de la préforme), et
- une détermination de l’angle de décadrage difficile et peu fiable (positionnement précis de l’organe de référence angulaire le long d’une fibre de trame formant un traceur visuel de la préforme).
De plus, une autre difficulté pouvant être rencontrée avec cet outillage 30 est un biais de mesure par comparaison aux mesures sur la pièce injectée (c’est-à-dire après découpe/usinage de la préforme à la forme finale du carter). En effet, le décadrage n’est pas généralement constant sur toute la hauteur de la portion radiale de la préforme. De ce fait, l’angle de décadrage mesuré peut varier en fonction de la hauteur sur laquelle la prise de mesure est effectuée. Ainsi, cet outillage n’est pas fiable pour mesurer et contrôler le décadrage de façon précise et reproductible, notamment sur toute la hauteur circonférentielle de la préforme du carter à former.
Par ailleurs, parfois une mesure de l’angle de décadrage peut ne pas être absolument nécessaire, notamment lorsque l’on cherche uniquement à confirmer que l’angle de décadrage est en dessous d’une certaine valeur seuil de contrôle. Cependant, une mesure d’angle de décadrage peut être nécessaire lorsque l’on cherche à calculer un TVF.
L’invention vise ainsi à proposer une solution perfectionnée d’un outillage de mesure et/ou de contrôle de décadrage dans une préforme, notamment au niveau des brides d’un carter de turbomachine. Cette solution doit pouvoir être utilisée de manière simple, fiable, rapide, être peu encombrante et être peu coûteuse.
L'invention concerne un outillage de contrôle de décadrage pour une préforme au moins partiellement enroulée sur un tambour d'un moule d'injection, la préforme étant configurée pour la fabrication d’une enveloppe d’un carter d’une turbomachine d'aéronef, l'outillage comportant :
- un organe support comportant un corps de préhension et de manipulation, ce corps présentant un axe Y configuré pour être radial lorsque l’organe support se positionne sur le tambour, et
- un instrument de contrôle d’angle comportant une fenêtre de contrôle de décadrage et au moins un élément de référence angulaire formé sur ou relié à ladite fenêtre, cet instrument étant configuré pour permettre une lecture d’un angle de décadrage par rapport audit au moins un élément de référence angulaire, de manière à vérifier la conformité de décadrage.
- un organe support comportant un corps de préhension et de manipulation, ce corps présentant un axe Y configuré pour être radial lorsque l’organe support se positionne sur le tambour, et
- un instrument de contrôle d’angle comportant une fenêtre de contrôle de décadrage et au moins un élément de référence angulaire formé sur ou relié à ladite fenêtre, cet instrument étant configuré pour permettre une lecture d’un angle de décadrage par rapport audit au moins un élément de référence angulaire, de manière à vérifier la conformité de décadrage.
L’outillage de l’invention permet de contrôler et/ou mesurer (si une mesure est nécessaire) le décadrage dans les sections radiales d’une préforme destinées à former les brides après injection de résine dans le moule d'injection. Plus particulièrement, l’instrument de contrôle d’angle comprend :
- une fenêtre de contrôle de décadrage permettant une lecture (ou un contrôle) d’angle de décadrage simplifiée et rapide, et
- l’élément de référence angulaire permettant de former un référentiel réglable (dans le cas d’un bras rapporteur par exemple) ou fixe (par rapport à une valeur seuil) en alignant ou en superposant l’objet à contrôler (à savoir une fibre de trame formant un traceur visuel ou non-visuel sur les sections radiales du carter) pour la lecture d’angle de décadrage.
- une fenêtre de contrôle de décadrage permettant une lecture (ou un contrôle) d’angle de décadrage simplifiée et rapide, et
- l’élément de référence angulaire permettant de former un référentiel réglable (dans le cas d’un bras rapporteur par exemple) ou fixe (par rapport à une valeur seuil) en alignant ou en superposant l’objet à contrôler (à savoir une fibre de trame formant un traceur visuel ou non-visuel sur les sections radiales du carter) pour la lecture d’angle de décadrage.
Par conséquent, en combinant la fenêtre avec l’élément de référence angulaire, l’outillage permet, d’une part, de vérifier la bonne conformité de décadrage de la préforme (notamment que le décadrage est en dessous d’une certaine valeur seuil prédéterminée à travers cette fenêtre), et d’autre part, de déterminer l’angle de décadrage dans les sections radiales de la préforme.
L’instrument de contrôle peut également comprendre un élément radial permettant de former un référentiel orienté suivant une direction radiale pour la mesure d’angle de décadrage.
L’outillage selon l’invention présente des dimensions réduites et une masse allégée par rapport à l’instrument de mesure de décadrage de l’état de la technique, de façon à le manipuler et à le déplacer facilement et rapidement entre les zones circonférentielles des portions radiales de la préforme. Ainsi, l’outillage de l’invention est d’utilisation facile, rapide et fiable par un seul opérateur.
Par ailleurs, l’outillage de l’invention permet de réduire le temps d’immobilisation de la préforme sur le tambour du moule d’injection pour réaliser le contrôle et/ou la mesure de décadrage. Ceci permet un gain de temps dans la production du carter de turbomachine.
De plus, cet outillage intègre une fonction de contrôle de la hauteur de mesure et/ou de vérification de décadrage sur toute la circonférence des sections radiales de la préforme. Ceci permet de perfectionner la précision et la reproductibilité des contrôles et/ou des mesures de décadrage.
L’invention présente par conséquent l’avantage de reposer sur une conception simple, offrant une très grande fiabilité, et peu pénalisante en termes de coûts et d’encombrement.
L'outillage selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- ledit corps de l’organe support est un talon comportant une surface cylindrique interne configurée pour être positionné par complémentarité de forme sur une surface cylindrique externe du tambour ;
- l’instrument de contrôle d’angle est une plaque plane configurée pour être fixée sur ledit corps de l’organe support ;
- la fenêtre a une forme générale en arc de cercle et comprend deux bords arrondis, respectivement inférieur et supérieur, et reliés entre eux par des bords latéraux droits ;
- ledit au moins un élément de référence angulaire est au moins un des deux bords latéraux de la fenêtre ;
- au moins un des deux bords latéraux de la fenêtre est incliné par rapport l’axe Y d’une valeur seuil correspondant à un angle d’inclinaison αScomprise entre 15° et 55°, de préférence l’angle αSest de 35° ;
- ledit moins un élément de référence angulaire est un bras rapporteur fixé sur une extrémité de la plaque de l’instrument de contrôle d’angle et s’étendant le long de la fenêtre ;
- l’instrument de contrôle comprend en outre au moins un élément radial formé par une marque située sur au moins un des côtés de cette fenêtre ;
- l’instrument de contrôle d’angle comprend également un élément circonférentiel formé par une marque circonférentielle s’étendant transversal à l’axe Y et située sur des côtés de la fenêtre, ledit élément circonférentiel étant configuré pour déterminer une position de mesure de l’angle de décadrage ;
-- l’instrument de contrôle comprend un premier élément radial formé par une première marque radiale s’étendant suivant un plan médian de la fenêtre, et/ou au moins un second élément radial formé par une seconde marque radial s’étendant suivant un plan passant par un des deux bords latéraux de la fenêtre ;
-- l’instrument de contrôle comprend deux second élément radial formé chacun par une seconde marque radiale et s’étendant chacun suivant un plan passant par un des deux bords latéraux de la fenêtre ;
- l’instrument de contrôle d’angle comprend en outre plusieurs traits successifs de graduation angulaire s’étendant de part et d’autre d’une première marque radiale formant l’élément radial passant par un plan médian de la fenêtre ;et
-- les marques formant ledit au moins un élément radial et ledit au moins un élément circonférentiel sont en reliefs, de préférence en saillie et/ou en creux.
L'invention porte également sur un procédé de contrôle de décadrage dans une préforme au moins partiellement enroulée sur un tambour d’un moule d’injection, la préforme étant destinée à la fabrication d'une enveloppe d’un carter d’une turbomachine d'aéronef, la préforme comportant une bande en matière tissée ayant au moins une section radiale présentant au moins une fibre de trame formant un traceur, l'au moins une section radiale étant d’étendue transversale à un axe longitudinal X du tambour.
Selon l’invention, le procédé met en œuvre au moins un outillage de contrôle de décadrage selon l'une des particularités de l’invention.
Le procédé comporte les étapes consistant à :
- positionner l’outillage en plaçant l’organe support sur le tambour et l’instrument de contrôle d’angle en regard de l’au moins une des sections radiales de la préforme, de façon à ce que l’axe Y de l’outillage soit perpendiculaire à l’axe X du tambour,
- aligner l’élément de référence angulaire de l’instrument de contrôle d’angle avec la fibre de trame formant un traceur à travers la fenêtre, et
- déterminer la conformité de décadrage de la préforme par l’opérateur grâce à la présence d’au moins une partie de la fibre de trame formant un traceur à travers la fenêtre.
- positionner l’outillage en plaçant l’organe support sur le tambour et l’instrument de contrôle d’angle en regard de l’au moins une des sections radiales de la préforme, de façon à ce que l’axe Y de l’outillage soit perpendiculaire à l’axe X du tambour,
- aligner l’élément de référence angulaire de l’instrument de contrôle d’angle avec la fibre de trame formant un traceur à travers la fenêtre, et
- déterminer la conformité de décadrage de la préforme par l’opérateur grâce à la présence d’au moins une partie de la fibre de trame formant un traceur à travers la fenêtre.
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
Par convention dans la présente demande, les termes « intérieur » et « extérieur », et « interne » et « externe » sont utilisés en référence à un positionnement par rapport à un axe de rotation X d’une pièce de révolution de turbomachine. Ainsi, un cylindre s'étendant selon l'axe X comporte une face intérieure tournée vers l'axe X et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure. On entend par « longitudinal » ou « longitudinalement » toute direction parallèle à l’axe X, et par « transversalement » ou « transversal » toute direction perpendiculaire à l’axe X.
Par ailleurs, l’axe de rotation X de la pièce de révolution peut être définit par une direction axiale s’étendant parallèlement à l’axe X, une direction radiale s’étendant transversalement à l’axe X et une direction circonférentielle s’étendant autour de l’axe X.
Dans la description qui suit, l’invention s’applique de manière générale à un carter 3 d’une soufflante 1 d’une turbomachine d’aéronef 10, tel que décrit précédemment dans l’arrière-plan technique de la présente demande en référence aux figures 1 et 2. Une turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur.
Dans la présente demande, la pièce de révolution de turbomachine s’étendant suivant l’axe X est un carter de turbomachine, en particulier le carter de soufflante.
L’invention n’est toutefois pas limitée à un carter de soufflante de turbomachine d’aéronef, et peut également s’appliquer à d’autres carters utilisés dans la turbomachine d’aéronef (tel qu’un carter intermédiaire) ou de manière générale à différents types de pièces de révolution en matériau composite et comportant au moins une portion radiale.
Dans le contexte d’un enroulement d’une préforme 20 sur un tambour 25 d'un moule d'injection 24 pour la fabrication du carter, un outillage 9 et un procédé de contrôle de décadrage pour la vérification et/ou la mesure (si mesure nécessaire) d’un angle de décadrage D sur les sections radiales 22 de la préforme 20 (c’est-à-dire dans les zones des brides de la pièce finie) est décrit en référence aux figures 5 à 11.
Le tambour 25 s’étend suivant un axe longitudinal correspondant sensiblement à l’axe X du carter 3. Les sections radiales 22 sont d’étendue transversale à l’axe longitudinal du tambour 25.
La préforme 20 se présente ici sous forme d’une bande en matière tissée, pourvue de fils de chaîne 20a et de fils de trame 20b (visibles sur les figures 10 et 11). La préforme 20 présente au moins une fibre de trame 23 formant un traceur visuel ou non visuel.
De manière non-limitative, la préforme 20 peut comprendre donc un moyen de repérage visuel (figures 10 et 11), préférentiellement plusieurs. Le moyen de repérage visuel est ici une fibre de trame colorée 23 (appelée également par traceur ci-dessous), c'est-à-dire d’une couleur distincte des fibres voisines. Une pluralité de moyens de repérage visuel peut être prévue. En variante non illustrée, le moyen de repérage visuel peut être une fibre de trame comportant une texture et/ou un motif différent de la texture et/ou du motif respectif des fils de trame 20b voisins, permettant ainsi un repérage sélectif du moyen de repérage visuel.
En référence aux figures 5 à 11, l’outillage 9 selon l’invention comprend un organe support 900 configuré pour être positionné par rapport au tambour 25 et un instrument de contrôle d’angle 90 configuré pour une lecture d’angle de décadrage D.
Sur les exemples, l’organe support 900 et l’instrument 90 sont des pièces distinctes, indépendantes et solidaires l’une de l’autre par des fixations (telles que des boulons). En variante, l’organe support 900 et l’instrument de contrôle d’angle 90 peuvent être monoblocs.
L’organe support 900 comprend un corps de préhension et de manipulation 91 de l’outillage 9. Le corps 91 présente une forme générale d’un bloc rectangulaire et s’étend suivant un axe d’allongement radial Y. Cet axe Y est sensiblement transversal à l’axe X du carter 3 à former.
En référence à la , le corps 91 peut être un talon comportant une surface cylindrique interne 910. Plus particulièrement, la surface cylindrique interne 910 est configurée pour se positionner par complémentarité de forme sur une surface cylindrique externe 260 d’un flasque 26 du tambour 25. L’organe support 900 se positionne ainsi de manière fiable et répétable sur le flasque 26, dans le but d’obtenir des vérifications et des mesures d’angle de décadrage elles-mêmes fiables et répétables.
En référence aux figures 6 à 8, l’outillage 9 s’étend suivant une direction axiale s’étendant parallèlement à l’axe X, une direction radiale s’étendant parallèlement à l’axe Y et une direction circonférentielle s’étendant parallèlement à un axe d’allongement circonférentiel Z. Cet axe Z s’étend donc autour de l’axe X.
L’une des particularités de l’outillage 9 de l’invention est que l’instrument 90 comprend en outre une fenêtre de contrôle de décadrage 92 et au moins un élément de référence angulaire 95 formé sur ou relié à cette fenêtre 92. L’instrument 90 est par conséquent configuré pour permettre une lecture d’un angle de décadrage D par rapport à l’élément de référence angulaire 95, de manière à vérifier la conformité de décadrage de la préforme 20.
L’instrument 90 peut comprend également au moins un élément radial 94, 96. En particulier, l’élément radial 94, 96 s’étend radialement hors de la fenêtre 92. Ceci permet à l’instrument 90 de mesurer un angle de décadrage D.
La illustre un premier exemple de l’outillage 9 de l’invention, dans lequel la fenêtre 92 comporte un bord arrondi supérieur 922, un bord arrondi inférieur 924 et deux bords latéraux 926. Chaque bord latéral 926 relie les bords supérieur 922 et inférieur 924 entre eux, de façon à former une forme générale en trapèze. Les bords supérieur 922 et inférieur 924 peuvent chacun avoir une forme générale en arc de cercle. Les bords latéraux 926 peuvent être droits.
Dans ce premier exemple de l’outillage 9, les bords latéraux 926 forment chacun un élément de référence angulaire 95. Les bords latéraux 926 sont chacun incliné d’une valeur seuil correspondant à un angle d’inclinaison αS. L’angle αSpeut être compris entre 15° et 55°, de préférence l’angle αSest d’environ 35°.
L’instrument 90 de la comporte trois marques formant chacun un élément radial 94, 96 qui s’étend des côtés de la fenêtre 92. Plus particulièrement, cet instrument 90 comprend une première marque formant l’élément radial 94 qui s’étend suivant un plan médian PM de la fenêtre 92 et deux secondes marques formant chacune l’élément radial 96. Ces secondes marques formant l’élément radial 96 s’étendent, d’une part, de part et d’autre de la première marque, et d’autre part, chacune suivant un plan PL passant par un coin formé par le bord latéral 926 et l’un des bords arrondis 922, 924. Les plans PM et PL s’étendent chacun suivant une direction radiale, telle que définie ci-dessus. Sur la , le plan PM est parallèle à l’axe Y et les plans PL sont chacun sensiblement parallèle à l’axe Y.
Les première et seconde marques formant, respectivement, les éléments radiaux 94, 96 sont de préférence en relief, tel qu’en saillie ou en creux.
L’instrument 90 peut comprendre également un élément circonférentiel 98 formé par une marque circonférentielle s’étendant transversal à l’axe Y. Cette marque circonférentielle est configurée pour déterminer une position de mesure de l’angle de décadrage D. L’élément circonférentiel 98 passe sensiblement par un plan PT. Le plan PT s’étend suivant une direction circonférentielle, telle que définie ci-dessus. Sur la , le plan PT s’étend sensiblement autour de l’axe X et transversalement à l’axe Y. On entend par « transversal », toute direction perpendiculaire ou oblique à l’axe Y.
La marque circonférentielle formant l’élément circonférentiel 98 est de préférence en relief, tel qu’en saillie ou en creux.
La illustre un second exemple de l’outillage 9 de l’invention, dans lequel la fenêtre 92 est similaire à celle du premier exemple de la . L’outillage 9 du second exemple se distingue du premier exemple de l’outillage 9 par l’instrument 90 qui comporte la première marque formant l’élément radial 94, l’élément circonférentiel 98 et une échelle à graduation angulaire 97. Cette échelle 97 comprend plusieurs graduations linéaires ou traits de graduation angulaire 970 successifs qui s’étendent de part et d’autre de la première marque formant l’élément radial 94 passant par le plan PM. Ceci permet notamment une lecture directe de la valeur d’angle. De façon non limitative, les traits 970 de la indiquent des valeurs numériques couvrant un angle de -35° à 0 et de 0 à 35° selon des progressions de 5°. La valeur 0 de l’échelle 97 correspond donc à la première marque formant l’élément radial 94 passant par le plan PM.
La illustre un troisième exemple de l’outillage de l’invention, dans lequel l’instrument 90 comprend la première marque formant l’élément radial 94 et un bras rapporteur 950 monté sur une extrémité de la plaque 93 par un pivot. Le bras 950 s’étend le long de la fenêtre 92, de façon à l’orienter angulairement et l’aligner avec le traceur 23 de la préforme du carter à former. Ainsi, l’élément de référence angulaire 95 est formé par le bras 950 dans ce troisième exemple de l’outillage 9. L’instrument 90 peut comprendre également l’échelle 97 pour faciliter la lecture d’angle de décadrage D.
Contrairement aux figures 6 et 7, la fenêtre 92 de la présente un bord supérieur 922 sous forme générale d’un arc de cercle, un bord inférieur 924 sous forme générale rectiligne et des bords latéraux 926 droits et sensiblement parallèle à l’axe Y.
On décrit ci-après un procédé de contrôle de décadrage dans les sections radiale 22 de la préforme 20 au cours de son enroulement sur le tambour 25 du moule d’injection 24, tel qu’illustré sur les figures 5 et 9 à 11.
Pour réaliser les étapes du procédé de contrôle de décadrage, la présente invention utilise l’outillage 9 qui est manipulé par au moins un opérateur.
Un tel procédé de contrôle présente notamment les étapes suivantes :
- positionner l’outillage 9 en plaçant l’organe support 900 sur le tambour 25 et l’instrument de contrôle d’angle 90 en regard de l’au moins une des sections radiales 22 de la préforme, de façon à ce que l’axe Y de l’outillage 9 soit perpendiculaire à l’axe X du tambour 25,
- aligner l’élément de référence angulaire 95 de l’instrument de contrôle d’angle 90 avec la fibre de trame 23 formant un traceur à travers la fenêtre 92, et
- déterminer la conformité de décadrage de la préforme 20 par l’opérateur grâce à la présence d’au moins une partie de la fibre de trame 23 formant un traceur à travers la fenêtre 92.
- positionner l’outillage 9 en plaçant l’organe support 900 sur le tambour 25 et l’instrument de contrôle d’angle 90 en regard de l’au moins une des sections radiales 22 de la préforme, de façon à ce que l’axe Y de l’outillage 9 soit perpendiculaire à l’axe X du tambour 25,
- aligner l’élément de référence angulaire 95 de l’instrument de contrôle d’angle 90 avec la fibre de trame 23 formant un traceur à travers la fenêtre 92, et
- déterminer la conformité de décadrage de la préforme 20 par l’opérateur grâce à la présence d’au moins une partie de la fibre de trame 23 formant un traceur à travers la fenêtre 92.
Le décadrage des sections radiales 22 s’apprécie donc à travers la fenêtre 92 et par rapport à l’élément de référence angulaire 95 et/ou l’élément radial 94, 96.
Plus particulièrement, tel qu’illustré sur les figures 5 et 9, la préforme 20 sur le tambour 25 du moule d’injection 24 est disposée sur un plan de travail horizontal. L’axe X de révolution ou de rotation du carter 3 à former (par conséquent l’axe longitudinal de révolution du tambour 25) s’étend suivant une direction axiale. Cette direction axiale est orientée sensiblement parallèle au plan de travail horizontal ou confondue à l’axe X. L’organe support 900 de l’outillage 9 placé sur le pourtour du flasque 26 du tambour 25 d’enroulement (de préférence mais non limitativement sans moyens de fixation), matérialise la direction radiale.
Dans le cas où le moule 24 n’est pas disposé que le plan de travail horizontal, l’outillage 9 peut être placé sur le pourtour du flasque 26 et maintenu à la main ou par des moyens de fixations (tels qu’un serre-joint).
L’outillage 9 est utilisé pour vérifier et/ou mesurer le décadrage de chaque section radiale 22 de la préforme 20, l’un après l’autre ou simultanément en utilisant plusieurs outillages 9.
Par l’intermédiaire de ce procédé, la présente invention permet donc de vérifier et/ou de mesurer (si une mesure est nécessaire) l’angle de décadrage D dans les sections radiale 22 de la préforme.
En référence à la et lorsque seule une vérification de l’angle de décadrage par rapport à une valeur seuil de contrôle αS est suffisante, l’opérateur aligne le traceur 23 avec le bord latéral 926 incliné (formant l’élément de référence angulaire 95). Plus particulièrement, l’opérateur aligne le traceur 23 au niveau d’un coin formé entre le bord latéral 926 et le bord inférieur 924 de la fenêtre 92. Le contrôle de décadrage s’apprécie par l’opérateur par une visualisation d’une présence totale, partielle ou une absence du traceur 23.
Lorsque le traceur 23 est visible entièrement dans la fenêtre 92, en particulier entre l’un des bords 926 et l’élément radial 96 (de référence jusqu’à la marque circonférentielle formant l’élément circonférentiel 98 ou le bord supérieur 922 de la fenêtre 92), l’opérateur estime que l’angle de décadrage D est inférieur à la valeur seuil αS.
La illustre le traceur 23 présente un angle de décadrage D sensiblement proche et aligné avec le plan PL de l’élément radial 96. L’angle de décadrage D du traceur 23 de la est d’environ 0°.
Lorsqu’une partie du traceur 23 est visible dans la fenêtre 92, en particulier entre l’un des bords 926 et l’élément radial 96, l’opérateur estime que l’angle de décadrage D est localement supérieur à la valeur seuil αSnotamment sur la partie du traceur 23 non visible dans la fenêtre 92 et qu’en moyenne l’angle D est inférieur à la valeur seuil αS.
Lorsque le traceur 23 n’est pas visible dans la fenêtre 92, en particulier entre l’un des bords 926 et l’élément radial 96, l’opérateur estime que l’angle D est en moyenne supérieur à la valeur seuil αS.
En référence à la et lorsqu’une mesure de l’angle de décadrage D est nécessaire, l’opérateur aligne le traceur 23 avec le bord inférieur 924 ou le bord latéral 926 incliné de la fenêtre 92. Plus particulièrement, l’opérateur aligne le traceur 23 au niveau d’un coin formé entre le bord latéral 926 et le bord inférieur 924 de la fenêtre 92. La mesure de décadrage s’apprécie par l’opérateur par une lecture de l’angle de décadrage D formé entre la marque formant l’élément radial 94, 96 et le traceur 23 (à travers l’échelle 97 de la , le bras rapporteur 950 de la et/ou en prenant une photo de façon à déterminer l’angle de décadrage par des outils de traitement d’image).
L’outillage de contrôle selon l’invention apporte plusieurs avantages qui sont, notamment de :
- rendre l’outillage moins encombrant, plus simple et fiable ;
- rendre fiable et simple le contrôle de décadrage dans les sections radiales de la préforme formant les brides du carter de turbomachine,
- éviter une mesure de l’angle de décadrage lorsqu’une vérification du décadrage par rapport à une valeur seuil est suffisante,
- supprimer ou limiter le décadrage entre les fibres de chaine et de trame,
- simplifier les étapes de manipulation de l’outillage et les étapes de contrôle de décadrage pour l’opérateur,
- réduire le temps d’immobilisation de la préforme sur le tambour et optimiser le temps de fabrication du carter de turbomachine,
- adapter l’outillage de contrôle pour les pièces de turbomachine existantes,
- fiabiliser la fabrication des carters de turbomachine, en limitant le décadrage dans les brides, et
- limiter les retours défectueux des pièces de turbomachine.
- rendre l’outillage moins encombrant, plus simple et fiable ;
- rendre fiable et simple le contrôle de décadrage dans les sections radiales de la préforme formant les brides du carter de turbomachine,
- éviter une mesure de l’angle de décadrage lorsqu’une vérification du décadrage par rapport à une valeur seuil est suffisante,
- supprimer ou limiter le décadrage entre les fibres de chaine et de trame,
- simplifier les étapes de manipulation de l’outillage et les étapes de contrôle de décadrage pour l’opérateur,
- réduire le temps d’immobilisation de la préforme sur le tambour et optimiser le temps de fabrication du carter de turbomachine,
- adapter l’outillage de contrôle pour les pièces de turbomachine existantes,
- fiabiliser la fabrication des carters de turbomachine, en limitant le décadrage dans les brides, et
- limiter les retours défectueux des pièces de turbomachine.
L’invention permet ainsi d’améliorer les performances mécaniques du carter, ainsi que son procédé de fabrication et de gagner en temps de cycle global.
Claims (10)
- Outillage de contrôle de décadrage (9) pour une préforme (20) au moins partiellement enroulée sur un tambour (25) d'un moule d'injection (24), la préforme (20) étant configurée pour la fabrication d’une enveloppe (8) d’un carter (3) d’une turbomachine d'aéronef (10), l'outillage (9) comportant :
- un organe support (900) comportant un corps de préhension et de manipulation (91), ce corps (91) présentant un axe (Y) configuré pour être radial lorsque l’organe support (900) se positionne sur le tambour (25), et
- un instrument de contrôle d’angle (90) comportant une fenêtre de contrôle de décadrage (92) et au moins un élément de référence angulaire (95) formé sur ou relié à ladite fenêtre (92), cet instrument (90) étant configuré pour permettre une lecture d’un angle de décadrage (D) par rapport audit au moins un élément de référence angulaire (95), de manière à vérifier la conformité de décadrage. - Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps (91) de l’organe support (900) est un talon comportant une surface cylindrique interne (910) configurée pour être positionné par complémentarité de forme sur une surface cylindrique externe (260) du tambour (25) ; et en ce que l’instrument de contrôle d’angle (90) est une plaque plane (93) configurée pour être fixée sur ledit corps (91) de l’organe support (900).
- Outillage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fenêtre (92) a une forme générale en arc de cercle et comprend deux bords arrondis, respectivement inférieur (924) et supérieur (922), et reliés entre eux par des bords latéraux droits (926).
- Outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de référence angulaire (95) est au moins un des deux bords latéraux (926) de la fenêtre (92).
- Outillage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu’au moins un des deux bords latéraux (926) de la fenêtre (92) est incliné par rapport l’axe (Y) d’une valeur seuil correspondant à un angle d’inclinaison (αS) comprise entre 15° et 55°, de préférence l’angle (αS) est de 35°.
- Outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moins un élément de référence angulaire (95) est un bras rapporteur (950) fixé sur une extrémité de la plaque (93) de l’instrument de contrôle d’angle (90) et s’étendant le long de la fenêtre (92).
- Outillage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’instrument de contrôle (90) comprend en outre au moins un élément radial (94, 96) formé par une marque située sur au moins un des côtés de cette fenêtre (92).
- Outillage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’instrument de contrôle d’angle (90) comprend également un élément circonférentiel (98) formé par une marque circonférentielle s’étendant transversal à l’axe (Y) et située sur des côtés de la fenêtre (92), ledit élément circonférentiel (98) étant configuré pour déterminer une position de mesure de l’angle de décadrage.
- Outillage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l’instrument de contrôle d’angle (90) comprend en outre plusieurs traits (970) successifs de graduation angulaire s’étendant de part et d’autre d’une première marque radiale formant l’élément radial (94) passant par un plan médian (PM) de la fenêtre (92).
- Procédé de contrôle de décadrage dans une préforme (20) au moins partiellement enroulée sur un tambour (25) d’un moule d’injection (24), la préforme (20) étant destinée à la fabrication d'une enveloppe (8) d’un carter (3) d’une turbomachine d'aéronef (10), la préforme (20) comportant une bande en matière tissée ayant au moins une section radiale (22) présentant au moins une fibre de trame (23) formant un traceur, l'au moins une section radiale (22) étant d’étendue transversale à un axe longitudinal (X) du tambour (25), caractérisé en ce que le procédé met en œuvre au moins un outillage de contrôle de décadrage (9) selon l'une des revendications précédentes, et comporte les étapes consistant à :
- positionner l’outillage (9) en plaçant l’organe support (900) sur le tambour (25) et l’instrument de contrôle d’angle (90) en regard de l’au moins une des sections radiales (22) de la préforme, de façon à ce que l’axe (Y) de l’outillage (9) soit perpendiculaire à l’axe (X) du tambour (25),
- aligner l’élément de référence angulaire (95) de l’instrument de contrôle d’angle (90) avec la fibre de trame (23) formant un traceur à travers la fenêtre (92), et
- déterminer la conformité de décadrage de la préforme (20) par l’opérateur grâce à la présence d’au moins une partie de la fibre de trame (23) formant un traceur à travers la fenêtre (92).
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