Brevet FR2978809A1 — publié le 20130208

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne des ferrures, en particulier, mais non exclusivement, pour la fixation de câblage et/ou tuyauterie dans le domaine aérospatial. Des ferrures métalliques sont bien connues de la personne du métier pour la fixation, par exemple, de câblage et/ou tuyauterie. Par « câblage » on entend, dans le présent contexte, non seulement des câbles électriques, mais aussi d'autres dispositifs filaires comme, par exemple, les fibres optiques. Par « tuyauterie », on entend, dans le présent contexte, non seulement des conduits fluidiques, mais aussi d'autres types de conduits creux comme, par exemple, les caloducs et/ou les guides d'ondes. Des telles ferrures comportent typiquement une équerre avec deux segments plats joints par une arête et formant un angle inférieur à 180° d'un côté intérieur de l'équerre et un angle supérieur à 180° d'un côté extérieur de l'équerre. Typiquement, l'angle intérieur est d'environ 90°, et l'angle extérieur d'environ 270°. Dans des applications soumises à des vibrations importantes, on utilise normalement des raidisseurs afin de déplacer les fréquences propres d'une telle ferrure pour éviter son entrée en résonance avec ces vibrations. Sans un tel raidisseur, cette résonance pourrait entrainer une rupture prématurée de la ferrure par fatigue vibratoire. Typiquement, ces ferrures sont réalisées en métal, et le raidisseur soudé à l'équerre. Toutefois, ceci présente l'inconvénient d'une masse comparativement élevée. En particulier dans des applications aérospatiales, l'utilisation d'une grande quantité de telles ferrures métalliques résulte en un important supplément de masse, au détriment des performances des véhicules dans lesquels ces ferrures sont embarquées.35 Il a aussi été proposé, par exemple dans la demande internationale de brevet WO 2007/078272 A2, d'utiliser des matériaux composites pour produire une telle ferrure avec raidisseur. Toutefois, les procédés de production proposés impliqueraient un coût de production assez élevé. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. En particulier, l'invention vise à proposer une ferrure, ainsi qu'un procédé et 10 un outillage de production d'une telle ferrure qui permettent de réduire la masse de la ferrure en utilisant un matériau composite pour au moins une partie de la ferrure, tout en simplifiant sa production. Pour cela, dans au moins un mode de réalisation d'une ferrure 15 suivant l'invention et comportant au moins une équerre en matériau composite avec deux segments plats formant un angle inférieur à 180° d'un côté intérieur de l'équerre et un angle supérieur à 180° d'un côté extérieur de l'équerre, et un raidisseur s'étendant du côté intérieur de l'équerre entre les deux segments plats, l'équerre présente une fente 20 traversant une ligne droite entre les deux segments, la fente s'étendant sur les deux segments, et le raidisseur est plié au droit de cette fente et comporte des languettes fixées à chacun des deux segments plats. Grâce à cette configuration, la production de la ferrure est simplifiée. 25 En particulier il devient possible de réduire le nombre d'étapes de production successives en combinant plusieurs de ces étapes en une seule action. Selon un premier aspect supplémentaire, le raidisseur peut traverser 30 la fente et les languettes être fixées du côté extérieur de l'équerre, ce qui permet une particulièrement bonne fixation entre le raidisseur et l'équerre. Toutefois, un arrangement alternatif dans lequel les languettes soient fixées du côté intérieur de l'équerre serait aussi envisageable. 35 Selon un deuxième aspect supplémentaire, l'équerre peut être en matériau composite à matrice thermoplastique, ce qui simplifie la mise en5 forme de cette équerre et peut même permettre de la combiner avec une étape de fixation. Ainsi, l'équerre pourrait être produite par pliage à haute température, de manière à fondre au moins partiellement la matrice thermoplastique pour faciliter le pliage. Dans ce cas, l'état au moins partiellement liquide de cette matière thermoplastique favorisera l'adhésion de l'équerre au raidisseur, en particulier si le raidisseur est aussi en matériau composite à matrice thermoplastique. Alternativement, le raidisseur pourrait être en un matériau différent, par exemple métallique, et présenter des orifices au moins partiellement remplis par ladite matière thermoplastique afin d'ancrer le raidisseur à l'équerre. Selon un troisième aspect supplémentaire, le raidisseur peut être formé par une deuxième pièce plate pliée en diagonale, ce qui facilite encore la production de la ferrure, le pliage du raidisseur pouvant être combiné en une seule opération avec le pliage de l'équerre, l'introduction du raidisseur à travers la fente et la fixation du raidisseur à l'équerre. L'invention concerne également un procédé de production d'une ferrure. Ce procédé de production peut comporter au moins les étapes suivantes : pliage d'une première pièce plate suivant une ligne droite afin de former une équerre avec deux segments plats joints par l'arête et formant un angle inférieur à 180° d'un côté intérieur de l'équerre et un angle supérieur à 180° d'un côté extérieur de l'équerre ; pliage d'une deuxième pièce plate, au droit d'une fente dans l'équerre, afin de former un raidisseur, ladite fente traversant ladite ligne droite et s'étendant sur les deux segments plats; et fixation d'un ensemble de languettes dudit raidisseur à chacun des deux segments plats. Ce procédé permet une bonne intégration du raidisseur dans la ferrure de manière particulièrement simple. En particulier, au moins lesdites étapes de pliage desdites première et deuxième pièces plates pourraient être réalisées au moins en partie au même temps, facilitant et accélérant ainsi la production des ferrures. En outre, suivant un autre aspect supplémentaire, pendant l'étape de pliage de la deuxième pièce plate pour former le raidisseur, le raidisseur peut être introduit, à travers ladite fente , du côté extérieur de l'équerre vers le côté intérieur de l'équerre, ledit ensemble de languettes restant sur le côté extérieur de l'équerre et étant fixées sur ce côté extérieur dans l'étape de fixation, ce qui fournit une bonne fixation entre raidisseur et équerre.. L'invention concerne également un outillage pour la fabrication de ferrures, ledit outillage comportant une matrice concave, apte à recevoir une première pièce plate en matériau composite présentant une fente, et un poinçon convexe, apte à coopérer avec ladite matrice pour plier ladite première pièce plate suivant une ligne droite traversant ladite fente afin de former une équerre avec deux segments plats joints par l'arête et formant un angle inférieur à 180° du côté du poinçon convexe et un angle supérieur à 180° du côté de la matrice concave. Dans au moins un mode de réalisation, afin de combiner le pliage de la première et de la deuxième pièces plates, le poinçon convexe peut comporter une fente destinée à être alignée avec la fente de la première pièce plate pendant le pliage de la première pièce plate, et la matrice concave une lame protubérante apte à pénétrer, à travers la fente de la première pièce plate, dans la fente du poinçon, pour plier une deuxième pièce plate initialement placée entre la matrice et la première pièce plate au droit de la fente de la première pièce plate. Cet outillage permet donc la mise en forme simultanée de l'équerre et du raidisseur, ainsi qu'éventuellement leur fixation mutuelle. Brève description des dessins L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, de deux modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : les figures 1A et 1B sont deux vues en perspective d'une ferrure suivant un premier mode de réalisation ; la figure 2 est une vue de détail d'une ferrure suivant un deuxième mode de réalisation ; la figure 3 est une vue en perspective d'un outillage et deux pièces plates pour la production de la ferrure des figures lA et 1B, la figure 4 est une vue du haut des deux pièces plates pour la production de la ferrure des figures 1A et 1B, superposées l'une à l'autre ; et les figures 5A à 5H illustrent un procédé de production de la ferrure des figures 1A et 1B, avec l'outillage de la figure 3, à partir des deux pièces plates de la figure 4. Description détaillée de l'invention Une ferrure 1 suivant un premier mode de réalisation de l'invention est illustrée sur les figures lA et 1B. Cette ferrure 1 comporte une équerre 2 avec deux segments plats 2a et 2b formant un angle droit le long d'une ligne droite L. Dans les modes de réalisation illustrés, l'équerre 2 est en matériau composite à matrice thermoplastique, plus spécifiquement un matériau composite avec une matrice thermoplastique comprenant de la polyétheréthercétone (mieux connue par ses sigles anglaises PEEK), et des fibres continues de renfort en carbone. La polyétheréthercétone présente en particulier l'avantage de pouvoir être formée à chaud, tout en présentant une résistance élevée aux hautes températures, résistance qui est particulièrement utile si la ferrure 1 est utilisée, par exemple, pour la fixation de câblages et/ou tuyauteries dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur, turbopropulseur ou turbomoteur aéronautique. Toutefois, dans des modes de réalisation alternatifs, d'autres matériaux pourraient être utilisés, notamment d'autres matrices, thermoplastiques ou thermodurcissables, et/ou d'autres fibres de renfort, comme des fibres de verre, des fibres céramiques et/ou des fibres polymériques. Dans l'équerre 2, le premier segment plat 2a présente des orifices 3 pour la fixation par boulons de la ferrure 1 à un support. Le deuxième segment plat 2b présente aussi des orifices (non illustrés), sur lesquels des agrafes-lyres 5 sont fixés par des rivets 6. Les agrafes-lyres 5 servent à recevoir au moins un câblage et/ou une tuyauterie soutenue par la ferrure 1. En outre, l'équerre 2 présente aussi une fente 7, traversant la ligne droite L et s'étendant ainsi sur les deux segments plats 2a et 2b. L'équerre 2 présente un côté intérieur, dans l'angle droit entre les deux segments plats 2a,2b, et un côté extérieur opposé. La ferrure 1 comporte aussi un raidisseur 8 formé par une plaque pliée en diagonale. Le raidisseur 8 traverse la fente 7, de manière à s'étendre entre les deux segments plats 2a, 2b du côté intérieur de l'équerre 2, tout en prenant appui sur le côté extérieur de l'équerre 2. Pour cela, le raidisseur 8 comporte des languettes 9 collées au côté extérieur de l'équerre 2 sur les deux segments plats 2a, 2b. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1A et 1B, le raidisseur 8 est en un matériau composite ayant la même matrice thermoplastique que l'équerre 2. Ainsi, les languettes 9 peuvent être fixées sur le côté extérieur de l'équerre 2 par fusion de la matrice thermoplastique de l'équerre 2 et des languettes 9. La figure 2 montre une ferrure 1 suivant un mode de réalisation alternatif dans lequel le raidisseur 8 est en un matériau différent, comme par exemple un matériau métallique, et en particulier un alliage d'aluminium. Dans ce mode de réalisation alternatif, pour le reste identique au premier mode de réalisation, les languettes 9 présentent une pluralité d'orifices 10, permettant le passage de la matrice thermoplastique de l'équerre 2 à l'état liquide, pour ainsi ancrer les languettes 9, et donc le raidisseur 8, au côté extérieur de l'équerre 2 après le durcissement de cette matrice thermoplastique. Dans les deux modes de réalisation illustrés, l'équerre 2 et le raidisseur 8 peuvent être formés et joints dans une seule opération, utilisant un outillage tel qu'illustré sur la figure 3. Cet outillage comprend une matrice 101 et un poinçon 102 aptes à coopérer pour former la ferrure 1. Le poinçon 102 présente une surface de contact convexe 103, avec deux segments plats 103a, 103b présentant un angle droit par rapport l'un à l'autre. En outre, le poinçon présente aussi une fente 104 à cheval des deux segments plats 103a, 103b de la surface 103. La matrice 101 présente une surface de contact concave 105, présentant aussi deux segments plats 105a, 105b présentant un angle droit par rapport l'un à l'autre. En outre, cette matrice 101 comporte aussi une lame protubérante 106 reliant les deux segments plats 105a, 105b de la surface concave 105, alignée avec la fente 104 du poinçon 102 et apte à pénétrer dans cette fente 104 quand le poinçon 102 et la matrice 101 se déplaceront l'un contre l'autre. La figure 3 illustre en outre, entre le poinçon 102 et la matrice 101, l'équerre 2 et le raidisseur 8 dans leur état initial en forme de pièces plates superposées avant l'opération de pliage et fixation. Ces pièces plates sont aussi illustrées sur la figure 4. L'équerre 2 va être pliée suivant la ligne L, tandis que le raidisseur 8 va être plié en diagonal suivant la ligne L'. En outre, les languettes 9 vont aussi être pliées, suivant les lignes L", par rapport au reste du raidisseur 8. Quand on utilise le matériau composite à matrice thermoplastique décrit ci-dessus tant pour l'équerre 2 que pour le raidisseur 8, comme dans le premier mode de réalisation, les deux pièces plates sont d'abord chauffées à haute température, par exemple à environ 400°C, afin de faire fondre la matrice thermoplastique des deux pièces plates. Si ce matériau composite à matrice thermoplastique est utilisé uniquement pour l'équerre 2, comme dans le deuxième mode de réalisation, il suffit de chauffer uniquement la pièce plate correspondante. Dans les deux cas, les fibres de renfort maintiennent la cohérence de la pièce même quand la matrice thermoplastique est en état entièrement liquide. Dans l'étape suivante du procédé de production, illustrée sur les figures 5A et 5B, les deux pièces sont placées dans une presse, entre la matrice 101 et le poinçon 102. La pièce plate formant le raidisseur 8 est placée entre la pièce plate formant l'équerre 2 et la matrice 101, et la fente 7 est alignée avec la fente 104 du poinçon 102 et la lame 106 de la matrice 101. La presse se referme, déplaçant le poinçon 102 contre la matrice 101, et commence à plier l'équerre 2, comme illustré sur les figures 5C et 5D. A mi-course, la lame 106 contacte et commence à plier le raidisseur 8, le poussant à travers la fente 7 de l'équerre 2 et dans la fente 104 du poinçon, comme illustré sur les figures 5E et 5F. En fin de course, l'équerre 2 et le raidisseur 8 sont formés, comme illustré sur les figures 5G et 5H. Ensuite, en refroidissant, la matrice thermoplastique de l'équerre 2 et éventuellement du raidisseur 8 va durcir, consolidant la forme de la ferrure 1 et fixant les languettes 9 du raidisseur 8 sur le côté extérieur de l'équerre 2. Les colliers 5, ainsi que d'autres accessoires de la ferrure 1, peuvent être fixés ensuite sur celle-ci. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. Par exemple, bien que dans les modes de réalisation illustrés l'équerre forme un angle droit, d'autres ferrures peuvent être considérés avec des équerres présentant d'autres angles que l'angle droit. En outre, bien que dans l'exemple de réalisation illustré le raidisseur traverse la fente dans l'équerre et soit fixé sur son côté extérieur, des modes de réalisation alternatifs sont aussi envisageables dans lesquels les languettes du raidisseur soient fixées sur le côté intérieur de l'équerre. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. REVENDICATIONS1. Ferrure (1) comportant au moins : une équerre (2) en matériau composite avec deux segments plats (2a,2b) formant un angle inférieur à 180° d'un côté intérieur de l'équerre (2) et un angle supérieur à 180° d'un côté extérieur de l'équerre (2) ; et un raidisseur (8) s'étendant du côté intérieur de l'équerre (2) entre les deux segments plats (2a,2b) ; et caractérisée en ce que l'équerre (2) présente une fente (7) traversant une ligne droite (L) entre les deux segments plats (2a,2b) , la fente (7) s'étendant sur les deux segments plats (2a,2b), et en ce que le raidisseur (8) est plié au droit de cette fente (7) et comporte des languettes (9) fixées à chacun des deux segments plats (2a,2b) de l'équerre (2). 2. Ferrure (1) suivant la revendication 1, dans laquelle le raidisseur traverse la fente (7) et les languettes (9) sont fixées du côté extérieur de l'équerre. 3. Ferrure (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans laquelle l'équerre (2) est en matériau composite à matrice thermoplastique. 4. Ferrure (1) suivant la revendication 3, dans laquelle le raidisseur (8) est aussi en matériau composite à matrice thermoplastique. 5. Ferrure (1) suivant la revendication 3, dans laquelle le raidisseur (8) est en matériau métallique. 6. Ferrure (1) suivant la revendication 5, dans laquelle les languettes (9) du raidisseur présentent une pluralité d'orifices (10) au moins partiellement remplis de la matrice thermoplastique dudit matériau composite. 7. Ferrure (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le raidisseur (8) est formé par une pièce pliée en diagonale. 8. Procédé de production d'une ferrure (1), comportant les étapes suivantes : pliage d'une première pièce plate suivant une ligne droite (L) afin de former une équerre (2) avec deux segments plats (2a,2b) et formant un angle inférieur à 180° d'un côté intérieur de l'équerre (2) et un angle supérieur à 180° d'un côté extérieur de l'équerre (2) ; pliage d'une deuxième pièce plate, au droit d'une fente (7) dans l'équerre (2), afin de former un raidisseur (8), ladite fente (7) traversant ladite ligne droite (L) et s'étendant sur les deux segments plats (2a,2b) ; et fixation d'un ensemble de languettes (9) dudit raidisseur (8) à chacun des deux segments plats (2a,2b). 9. Procédé suivant la revendication 8, dans lequel, pendant l'étape de pliage du raidisseur (8), le raidisseur (8) est introduit, à travers ladite fente (7), du côté extérieur de l'équerre (2) vers le côté intérieur de l'équerre (2), ledit ensemble de languettes (9) restant sur le côté extérieur de l'équerre (2) et étant fixées sur ce côté extérieur dans l'étape de fixation. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel au moins lesdites étapes de pliage sont réalisées au moins en partie au même temps. 11. Outillage pour la fabrication de ferrures, ledit outillage comportant : une matrice concave (101), apte à recevoir une première pièce plate en matériau composite présentant une fente (7) ; et 30 un poinçon convexe (102), apte à coopérer avec ladite matrice (101) pour plier ladite première pièce plate le long d'une ligne droite (L) traversant ladite fente (7), pour former une équerre (2) avec deux segments plats (2a,2b) formant un angle inférieur à 180° du côté du poinçon (102) et un angle supérieur à 180° du côté de la matrice (101) ; 35 et25ledit outillage étant caractérisé en ce que ledit poinçon (102) comporte une fente (104) destinée à être alignée avec la fente (7) de la première pièce plate pendant le pliage de la première pièce plate, et en ce que ladite matrice (101) comporte une lame protubérante (105) apte à pénétrer, à travers la fente (7) de la première pièce plate, dans la fente (104) du poinçon (102), afin de plier une deuxième pièce plate au droit de la fente (7) de la première pièce plate.