Brevet FR2007867A1 — publié le 19700116

-1- 2007867 69 13151 la présente invention concerne un procédé d'assemblage "en sandwich.11 de feuilles ou de plaques métalliques pour former des panneaux ou des éléments tabulaires légers; l'invention vise également les produits ainsi obtenus. 5 le procédé de l'invention s'applique notamment à la fabrication de panneaux acoustiques destinés à être incorporés aux moteurs d'avions à turbine à gaz pour en atténuer ou en étouffer le bruit; mais il s'applique également à un panneau d'étanchéité pour un tel moteur ou à un élément tubulaire léger, de préférence résistant à 10 la chaleur, destiné à faire partie de l'équipement d'échappement des gaz chauds d'un tel moteur. Dans un but de clarté, l'invention va être décrite comme s'appliquant à la fabrication d'un panneau. le panneau à fabriquer comprend, dans qa forme la plus simple, 3.5 une première feuille métallique possédant des propriétés acoustiques, dans le cas d'un panneau acoustique, ou des propriétés d'étanchéité et d'adhérence dans le cas d'un panneau d'étanchéité, une âme métallique alvéolaire appliquée sur l'une des faces de la feuille métallique de manière que les axes de ses alvéoles soient 20 perpendiculaires ou obliques par rapport à la feuille, et une deuxième feuille métallique appliquée sur la face de l'âme opposée à la première feuille. Il est très important que les moyens employés pour assembler les feuilles à l'âme ne détériorent pas la première feuille.Pour 25 conférer à de tels panneaux des propriétés mécaniques satisfaisantes sans altérer de façon sensible les propriétés de la première feuille, on soude d'abord la première feuille à des proéminences appropriées des parois des alvéoles de l'âme métallique,puis on brase la deuxième feuille sur l'âme de manière que la brasure pé-30 nètre dans les alvéoles et en renforce les angles,sans pouvoir toutefois s'écouler sur la première feuille. le procédé de la présente invention consiste: - à former d'abord des éléments de fixation sur les extrémités des parois latérales des alvéoles à fixer à la première feuille; -à appliquer de 35 la brasure sur les extrémités des parois latérales des alvéoles les plus éloignées de ces éléments de fixation; -à appliquer et à souder la première feuille sur les éléments de fixation de l'âme tout en brasant la deuxième feuille sur la face de l'âme opposée aux éléments de fixation, de manière que la brasure pénètre dans 40 les angles des alvéoles pour les renforcer et pour fixer solide 69 13151 -2- 2007867 ment la deuxième feuille à l'âme, mais sans s*écouler sur la première feuille. le panneau acoustique obtenu suivant le procédé de l'invention comprend une feu3lie acoustique ,une deuxième feuille métallique, 5 et une âme métallique alvéolaire interposée entre les deux feuilles, les axes des alvéoles étant perpendiculaires ou obliques par rapport à chaque feuille. La feuille acoustique est soudée à des éléments foxmés sur les bords des parois latérales des alvéoles de l'âme métallique tandis que la deuxième feuille est brasée sur 10 l'âme, de façon que la brasure pénètre dans les angles des alvéoles de l'âme de Bianière à les renforcer et à fixer solidement la deuxième feuille à l'âme, mais sans s'écouler sur la feuille acoustique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 15 détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. La fig. 1 est une vue isométrique partielle d'un mode de réalisation d'un panneau suivant l'invention dont une feuille a été dé-20 coupée pour montrer l'intérieur du panneau. La fig. 2 est une vue analogue à celle de la figure l,mais représente une variante du panneau suivant l'invention. La fig. 3 est une vue isométrique, à plus grande échelle que la figure 1, du panneau de la figure 1 renversé, une partie de la 25 feuille opposée ayant été découpée pour montrer l'intérieur du panneau. La fig. 4 est une vue isométrique partielle d'un deuxième mode de réalisation d'un panneau suivant l'invention, dont une feuille a été découpée pour montrer l'intérieur du panneau. 50 Les figs. 5, 6 et 7 sont respectivement des vues isométriques d'autres modes de réalisation du panneau suivant l'invention. Comme représenté sur les dessins, où. les éléments identiques sont désignés par les mêmes références numériques ,un panneau 10 comprend une feuille ou plaque acoustique 11, une âme. métallique 35 12 appliquée sur une des faces de la plaque 11 de manière que les axes de ses alvéoles 13 soient perpendiculaires à la plaque 11 et une deuxième feuille ou plaque métallique 14 appliquée sûr la face de l'âme 12 la plus éloignée de la plaque 11. Il est à noter que les axes des alvéoles 13 pourraient être inclinés par rapport 40 à la plaque 11. Comme plaque acoustique, on peut utiliser un 69 13151 -3- 2007867 treillis métallique dont les interstices sont remplis d© matériau métallique fibreux, de manière que la plaque soit suffisamment poreuse pour recevoir et emprisonner les ondes sonores dans les interstices remplis. 5 Sur les figs. 1 à 6 les alvéoles 13 de l'âme 12 sont formés par soudage par point de bandes métalliques pour définir les alvéoles. Ces bandes peuvent être lisses (fig.l) ou ondulées ou cannelées en 17 (figs. 2 à 7). Avant d'assembler les bandes, on les fait d'abord passer dans un outil de formage et de cisaillement pour les 10 onduler ou les canneler si nécessaire, pour former sur un de leurs bords longitudinaux des rebords discontinus 15 interrompus par les coudes des bandes et pour découper dans ces coudes des encoches 16 orientées vers l'intérieur à partir du bord des rebords 15. Une fois l'âme 12 fabriquée, on l'applique sur la plaque acous- r 15 tique 11 de manière que les rebords 15 reposent sur l'une des faces de cette plaque, les rebords sont alors soudés par points sur la plaque 11 de sorte que la seule fixation de la plaque est due aux points de soudure des rebords qui n'entravent qu'au minimum les propriétés absorbantes de la plaque. 20 On applique de la brasure aux angles des alvéoles 13 et on appli que également une fine dispersion de brasure sur la face de la deuxième plaque métallique 14 qui doit être fixée à l'âme 12,puis on dispose la plaque 14 sur l'âme 12. On chauffe alors l'ensemble du panneau 10 dans un four pour 25 braaer la plaque 14 sur l'âme alvéolaire 12. Pendant le brasage,la brasure 18 (fig.3) s'écoule par capillarité le long du bord des bandes opposé aux rebords 15 et le long des angles des alvéoles en direction des encoches 16 non seulement pour renforcer ces angles mais pour établir un joint solide entre la plaque 14 et l'âme 12. 30 les encoches 16 empêchent la brasure d'atteindre la plaque acoustique et de nuire à ses propriétés. Si on le désire, on peut également former sur le bord des alvéoles en contact avec la plaque 14 des rebords pour assurer un brasage plus efficace entre les alvéoles et la plaque. 35 les cannelures ou ondulations 17 des bandes facilitent le cintrage du panneau, au cas où. l'on désirerait obtenir un panneau incurvé comme représenté sur la figure 4. lorsque l'âme est cintrée, les canneltires ou ondtilations 17 s'écartent ou se resserrent en fonction de leur distance du centre de courbure, lors de la défor-40 mation des alvéoles, les cannelures ou ondulations empêchent les 69 13151 -4- 2007867 parois de ces alvéoles de se détériorer. Comme représenté sur les figs. 1 et 2, les bords longitudinaux des bandes opposées aux rebords 15 peuvent être pourvus de saillies verticales 19 qui servent de points de fixation avec la pla-5 que 14. Lorsque la plaque 14 est soudée initialement par points à l'âme 12 ,les saillies 19 se déforment en languettes et servent de points de soudure entre l'âme 12 et la plaque 14. Leur présence est facultative. Lorsqu'on désire obtenir un panneau incurvé, comme représenté 10 sur la fig. 4, il est très important qu'il ne puisse pas se produire de fuites entre les alvéoles, car bien que les cannelures ou ondulations 17 assurent normalement un cintrage de l'âme 12 sans dommage pour les alvéoles, il arrive que l'âme soit déformée plus fortement par exemple si elle doit prendre finalement une double cour-15 bure et dans ce cas certains des alvéoles risquent de se séparer ou de ne plus être alignés. Dans un tel cas, un ruban métallique continu 20 peut être interposé entre les alvéoles décalés. La hauteur du ruban 20 est inférieur à la hauteur de chaque alvéole de façon qu'il ne vienne pas en contact avec la plaque acoustique 11. 20 Le ruban 20 est soudé par points et brasé sur la plaque 14 lorsque cette dernière est appliquée à l'âme 12. La présence du ruban 20 assure une structure homogène continue de sorte que le panneau peut subir une contrainte continue sur 360° dans toutes les directions. Les alvéoles représentés sur les figs. 1 à 4 sont en forme 25 de losanges équilatéraux ,alors que sur la fig.5, on a représenté une structure 12 dont les alvéoles sont définis par des bandes sinusoïdales décalées, dans ce cas les rebords 15 s'arrêtent aux endroits où les bandes se rencontrent pour constituer les angles des alvéoles et les encoches 16 sont formées dans ces angles. 30 Sur la fig. 6 on a représenté une structure 12 dont les alvéoles sont circulaires. De la même façon les rebords s'arrêtent aux endroits où les bandes se rencontrent pour constituer les angles des alvéoles et les encoches 16 sont formées dans ces angles. La structure de l'âme 12 du panneau de la figure 7 diffère de 35 celle des panneaux 1 à 6 en ce que le rebord 15 formé sur l'un des bords longitudinaux de cette âme est remplacé par des séries d'in-dentation en saillie. Ces indentations sont formées avant l'assemblage des bandes, au moment où la bande passe dans une machine à former et à cisailler pour la canneler ou l'onduler. Les indenta-40 tions sont pratiquées sur l'un des bords longitudinaux des bandes 69 13151 -5- 2007867 et des encoches 23 sont découpées dans les coudes des bandes pour séparer les séries d'indentations. Après avoir assemblé les bandes et les avoir soudées par points pour former l'âme alvéolaire 12, on applique l'âme ainsi obtenue 5 sur la plaque acoustique 11, les points des indentations pénétrant dans l'une des faces de la plaque. Ces pointes sont alors soudées par points et le soudage est éventuellement renforcé avec de la brasure. La plaque acoustique n'étant fixée que par ces points,ses qualités acoustiques ne sont sensiblement pas affaiblies. 10 On applique de la brasure aux angles des alvéoles et on applique également une fine dispersion de br&sure sur la face de la plaque 14 à fixer à l'âme 12, puis on dispose la plaque 14 sur l'âme 12. On chauffe ensuite l'ensemble du panneau dans un four pour bra-ser les plaques 11, 14 sur l'âme alvéolairè 12. Pendant le brasage, 15 la brasure 24 (fig.7) s'écoule par capillarité le long du bord des bandes opposées aux indentations 22 et le long des angles des alvéoles en direction des encoches 23, non seulement pour renforcer ces angles mais pour établir un jour solide entre la plaque 14 et l'âme 12 . Les encoches 23 empêchent la brasure d'atteindre la 20 plaque acoustique 11. Si on le désire, on peut également former sur le bord des alvéoles en contact avec la plaque 14 des records disœnfimis,eamB dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 6, de manière à assurer un brasage plus efficace entre les alvéoles et la 25 plaque. Dans certains cas, les rebords 15 (figs. 1 à 6) ou les indentations 22 (fig.7) peuvent être continus et les encoches 16 ou 23 supprimées, les angles des alvéoles recevant alors un traitement de surface pour empêcher l'écoulement de la brasure sur la plaque 30 acoustique. Il est bien évident que la configuration du panneau 10 n'est pas limitée à celle décrite. Ce panneau peut constituer un élément tu-bulaire léger, de préférence thermorésistant, destiné à faire partie de l'équipement d'échappement des gaz chauds, d'un moteur 35 d'avion à turbine à gaz, ou pouvant servir d'élément d'échappement, de tuyère d'échappement, d'inverseur de poussée, ou de tuyère variable ou autrement. Le panneau peut présenter toute section transversale voulue, telle qu'une section de transition, par exemple ovale ou circulaire. Dans le cas d'une section circulaire,son 40 diamètre peut varier sur la longueur du panneau. Les flaques peu 69 13151 -6- 2007867 vent servir d'enveloppes de contrainte et être faites dans tua matériau résistant aux températures élevées des gaz d'échappement, lorsque la structure est tabulaire, la profondeur des alvéoles de l'âme peut varier progressivement circonférentiellement pour éviter la déformation de ces alvéoles pendant le façonnage de l'âme en un tube» Dans tous les cas, la profondeur des alvéoles, et éventuellement leurs dimensions ,peuvent varier en fonction de l'atténuation de bruit souhaitée en tout point donné du panneau,et de la robustesse demandée au panneau. L'invention a été décrite comme s'appliquant à un panneau acoustique, mais la plaque acoustique peut être remplacée par une plaque possédant des propriétés d'étanchéité et d'adhérence. L'un des avantages de l'invention est que la combinaison du soudage par points et du brasage des divers éléments des panneaux entre eux assure une fixation solide de ces éléments sans nuire aux propriétés acoustiques du panneau. En outre, un panneau suivant l'invention est facile à incorporer dans une partie d'un moteur à turbine à gaz, en particulier dans une partie chaude du moteur où le panneau doit faire preuve non seulement de qualités acoustiques mais aussi de robustesse. Enfin le panneau suivant l'invention peut être incorporé dans une partie d'un moteur à turbine à gaz susceptible de contenir un liquide tel que du carburant, ou de l'eau qui peut être absorbé par le panneau ou qui peut l'obstruer ou créer un risque éventuel d'incendie, les encoches de l'âme métallique servant à drainer effectivement le panneau. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention,, 69 13151 -7- 2007867 - REVENDICATIONS - 1.- Procédé d'assemblage "en sandwich.11 d'un panneau qui compreid une première feuille ou plaque métallique et une deuxième feuille ou plaque métallique entre lesquelles est interposée une âme métallique alvéolaire, les axes des alvéoles étant perpendiculaires ou 5 obliques par rapport à chacune desdites feuilles, ledit procédé consistant à former d'abord des éléments de fixation sur les bords des parois latérales des alvéoles à appliquer contre la première plaque ; -à appliquer de la brasure sur les bords des parois latérales des alvéoles opposés aux éléments de fixation; - à appli-10 quer et à souder la première plaque sur lesdits éléments de fixation de l'âme métallique tout en brasant la deuxième plaque sur le bord de l'âme opposé auxdits éléments de fixation, de manière que la brasure pénètre dans les angles des alvéoles pour les renforcer et fixer solidement la deuxième plaque à l'âme, mais sans 15 s'écouler sur la première plaque. 2.- Procédé d'assemblage "en sadwich1* d'un panneau comprenant une première plaque métallique, une âme métallique alvéolaire à appliquer sur l'une des faces de la plaque métallique, les axes des alvéoles étant perpendiculaires ou obliques par rapport à la- 20 dite plaque, et une deuxième plaque métallique à appliquer sur la face de l'âme métallique la plus éloignée de la première plaque, ledit procédé consistant :- à former d'abord des éléments de fixation saillants et discontinus sur les bords des parois des alvéoles, de l'âme à appliquer sur la première plaque;-à appliquer la 25 dite âme sur l'une des faces de la première plaque de manière que les éléments de fixation reposent contre ladite plaque; -à souder lesdits éléments de fixation sur ladite plaque;-à appliquer de la brasure sur les bords des parois de l'âme les plus éloignés de la première plaque; -à appliquer la deuxième plaque sur lesdits bords 30 de l'âme les plus éloignés de la première plaque j-et à braser la deuxième plaque sur l'âme dans un sens tel , qu'une partie de la brasure s'écoule par capillarité le long de certaines parties des parois des alvéoles sans toutefois venir en contact avec la première plaque grâce à des intervalles séparant lesdits éléments de 35 fixation, de manière à fixer solidement la deuxième plaque sur ladite âme. 3.- Procédé suivant 1 ou 2 dans lequel la première plaque est une plaque acoustique et le produit obtenu un panneau acoustique. 69 13151 -8- 2007867 * 4.- Procédé suivant l'unt quelconque des paragraphes précédents dans lequel la brasure est maintenue éloignée de la première plaque par des fentes ,des encoches ou des découpes analogues,pratiquées entre les éléments de fixation de l'âme métallique. 5 5»- Procédé suivant l'un quelconque dej3 paragraphes précédents dans lequel la brasure s'écoule le long des angles des alvéoles de l'âme et est maintenue éloignée de la première plaque par les découpes formées entre 'les éléments de fixation de ladite âme. 6.- Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents 10 dans lequel de la brasure est appliquée avant l'opération de brasage sur les angles des parois des-alvéoles de l'âme et une dispersion de brasure est également appliquée sur la face de la deuxième plaque à fixer sur ladite âme. 7.- Procédé suivant 1 ou 2 dans -lequel les éléments de fixation 15 sont des rebords ou lèvres discontinus dépassant latéralement des extrémités adjacentes des parois des alvéoles. 8.- Procédé suivant 1 ou 2 dans lequel les éléments de fixation sont constitués par des séries de dents discontinues, lesdites dents étant appliquées sur la première plaque de manière à péné- 20 trer dans ladite première plaque . 9.- Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, dans lequel les parois des alvéoles de l'âme métallique comportent des canneltires ou des ondulations. 10.- Procédé suivant l'un quelconque des paragraphes précédents, 25 dans lequel, avant d'appliquer la deuxième plaque sur l'âme métallique on forme sur les bords des parois des alvéoles à fixer à la dite âme des projections verticales servant de points de fixation, et on soude par points ladite plaque sur ladite âme de manière que lesdites projections se déforment en languettes et constituent des 30 soudures solides entre l'âme et la plaque. 11.- Tout panneau obtenu suivant le procédé décrit dans l'un quelconque des paragraphes précédents. 12.- Panneau acoustique qui comprend une plaque acoustique et une deuxième plaque métallique entre lesquelles est interposée 35 une âme métallique alvéolaire, les axes des alvéoles étant perpendiculaires ou obliques par rapport à chacune desdites plaques,et dans lequel la plaque acoustique est soudée à des éléments formés sur les extrémités des parois latérales des alvéoles de l'âme tandis que la deuxième plaque est brasée à ladite âme, de manière que 40 la brasure s'écoule dans les angles des alvéoles de l'âme pour 69 13151 -9- 2007867 renforcer ces angles et fixer solidement la deuxième plaque à l'âme, sans qu'il lui soit possible d'atteindre la plaque acoustique . 13.- Panneau qui comprend une première plaque métallique, une 5 deuxième plaque métallique et une âme métal ligue alvéolaire intercalée entre les deux plaques, les axes des cellules de l'âme étant perpendiculaires ou obliques par rapport à chacune des plaques,et dans lequel la première plaque est soudée à des éléments de fixation formés sur l'âme, lesdits éléments étant séparés les tins des 10 autres par des espaces disposés aux angles des alvéoles de l'âme, tandis que la deuxième plaque est brasée sur l'âme de manière que la brasure s'écoule dans les angles des alvéoles mais sans atteindre la première plaque. 14.- Panneau suivant 13 , dont l'âme cpmprend des fentes, des 15 encoches ou des découpes analogues formées entre les éléments de fixation aux angles des alvéoles, de façon qu'en cours de fabrication la brasure qui s'écoule le long des angles des alvéoles en direction de la première plaque ne puisse pas atteindre ladite première plaque. 20 15.- Panneau acoustique suivant 13 ou 14 dans lequel la premiè re plaque est une plaque acoustique. 16.- Panneau suivant l'un quelconque des paragraphes 12 à 15 dans lequel les éléments de fixation sont des rebords discontinus qui dépassent latéralement des parois des alvéoles sur l'une des 25 faces de l'âme métallique. 17.- Panneau suivant l'un quelconque des paragraphes 12 à 15 dans lequel les éléments de fixation sont constitués par des jeux discontinus de dents qui peuvent pénétrer dans la première plaque. 18.- Panneau suivant l'un quelconque des paragraphes 12 à 17 30 dans lequel les parois des alvéoles de l'âme comportent des ondulations ou des cannelures. 19.- Panneau suivant l'un quelconque des paragraphes 12 à 18 dans lequel les alvéoles de l'âme ont la forme d'un losange équi-latéral ou sont circulaires,ou sont définis par des bandes sinu- 35 soïdales adjacentes décalées. 20.- Panneau suivant l'un quelconque des paragraphes 12 à 19 caractérisé en ce qu'il est de section transversale courbe, et en ce que son âme comporte des alvéoles décalés , un ruban métallique continu étant disposé entre les alvéoles décalés pour empêcher 40 les fuites entre lesdits alvéoles.