Brevet FR3023202A1 — publié le 20160108

La présente invention concerne un outillage de contrôle de panneaux acoustiques en matériau composite présentant des perçages, ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre d'un tel outillage. Un type de panneau en matériaux composites connu, comporte une structure sandwich disposant d'une âme centrale présentant une épaisseur constante, qui est recouverte par deux peaux extérieures collées de chaque côté. Ce type de panneau permet de réaliser des pièces pouvant comporter des grandes dimensions et des formes variées, comprenant à la fois une forte rigidité et une masse réduite. L'âme centrale donnant une distance qui reste stable entre les deux peaux, peut comporter une structure comprenant des cellules en forme de nid d'abeille réalisée dans un matériau métallique ou une matière plastique. Les peaux réalisées en matériaux composites peuvent comporter différents types de fibres comme des fibres de verre ou de carbone, qui sont imprégnées de résine, notamment des résines polyester ou époxy. En particulier un type de panneau sandwich connu présentant des bonnes performances acoustiques, prévu pour être disposé à côté d'une source de bruit afin de limiter les émissions sonores, comporte une âme centrale en nid d'abeille recouverte du côté de cette source de bruit par une peau perforée ou poreuse afin d'ouvrir les cellules dans cette direction, et de l'autre côté par une peau qui est fermée. Les cellules ouvertes forment un dispositif du type résonateur de Helmholtz, qui contribue à absorber les émissions acoustiques. Ce type de panneau est utilisé notamment dans les nacelles de 25 turboréacteur, pour réduire les émissions sonores du moteur et des turbines. Pour les turboréacteurs à double flux, on dispose généralement ces panneaux acoustiques dans la veine d'air annulaire d'air froid. Afin de vérifier la qualité des panneaux acoustiques terminés, il est connu de passer manuellement des piges de contrôle calibrées dans chacun des 30 perçages de la peau perforée, pour vérifier son diamètre de passage. On peut en particulier utiliser successivement trois piges calibrées présentant des diamètres faible, intermédiaire et fort, pour s'assurer que chaque perçage est dans la bonne tolérance. Il faut alors répéter la même opération de passage des trois piges dans chaque perçage, sur des panneaux qui peuvent dans le cas d'une nacelle de turboréacteur comporter plusieurs milliers de perçages. On effectue ensuite sur l'ensemble du panneau pour chaque pige calibrée une statistique présentant le rapport du nombre de refus sur le nombre de passages, pour vérifier si le panneau est conforme. Un problème qui se pose est que cette opération est longue et fastidieuse, 10 comportant une certaine pénibilité du travail. Elle peut en particulier provoquer des problèmes aux doigts de l'opérateur, comme des gonflements ou des brûlures. De plus cette opération est délicate à mener car il faut introduire et retirer la pige de contrôle suivant un axe sensiblement perpendiculaire au plan du 15 panneau, afin d'éviter en basculant la pige d'endommager le panneau, ou de tordre cette pige. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un outillage de contrôle de panneaux acoustiques 20 en matériaux composites, ces panneaux comportant une surface présentant des successions de perçages qui doivent être mesurés par des piges calibrées pour vérifier leurs diamètres, remarquable en ce qu'il comporte un boîtier comprenant une face d'appui sur le panneau, et une succession de piges guidées perpendiculairement à cette face d'appui, présentant une répartition 25 correspondant à celle des perçages du panneau à mesurer, chaque pige étant équipée d'un ressort qui tend à faire sortir son extrémité de contrôle pour venir dans un perçage. Un avantage de cet outillage de contrôle et qu'en positionnant le boîtier sur le panneau avec un ajustement des différentes piges sur les perçages, on 30 permet en même temps à l'ensemble des piges de ce boîtier de pénétrer sous l'effet de leurs ressorts dans les perçages correspondants afin de vérifier leurs conformités, ce qui réalise un contrôle simultané d'un grand nombre de perçages. L'outillage de contrôle selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, un ressort entourant la pige prend appui sur le boîtier et sur un épaulement lié à la pige, pour tendre à faire sortir son extrémité de contrôle. On applique ainsi de manière simple une pression sur la pointe avant de la pige, pour sans effort manuel la faire entrer dans son perçage. Avantageusement, l'extrémité supérieure de la pige constitue au-dessus du boîtier un témoin visuel de descente de cette pige dans son perçage. Ce témoin permet de compter facilement le nombre de perçages recevant la pige. Avantageusement, l'outillage comporte un ressort de butée de fin de course de la pige, qui amortit la fin de course quand son extrémité de contrôle 15 descend dans le perçage. Avantageusement, l'extrémité inférieure de la pige se termine par une pointe. Cette pointe facilite l'introduction de la pige dans le perçage en cas de léger décalage radial de ces deux éléments. Avantageusement, la partie inférieure de la pige est guidée dans le boîtier 20 avec un petit jeu radial. De la même manière, ce jeu facilite l'introduction de la pige dans le perçage en cas de léger décalage radial de ces deux éléments. Avantageusement, la pige est réalisée dans une matière flexible. Cette flexibilité facilite l'introduction de la pige dans le perçage en cas de léger décalage angulaire entre ces deux éléments. 25 En particulier, le boîtier peut comporter une face d'appui sensiblement carrée, présentant un côté d'environ 8cm. Cette dimension permet de poser le boîtier sur des surfaces courbes de panneaux acoustiques disposés dans des nacelles de turboréacteur, tout en gardant une perpendicularité suffisante de toutes les piges. 30 En particulier, le boîtier peut comporter une face inférieure d'appui sur le panneau acoustique, qui est amovible pour recevoir pour recevoir plusieurs faces inférieures comportant différentes piges. On peut ainsi dans un même boîtier installer par exemple plusieurs jeux de piges présentant des diamètres légèrement différents. L'invention a aussi pour objet un procédé de mise en oeuvre d'un outillage de contrôle comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui 5 comporte des étapes de passages successifs de plusieurs outillages du même type, comprenant chacun des piges de diamètres légèrement différents. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un outillage selon l'invention, présentant deux piges en cours de contrôle ; - la figure 2 présente trois piges de cet outillage en cours de contrôle ; - la figure 3 est une vue de dessus de cet outillage ; et - la figure 4 présente le boîtier standard d'un outillage, comprenant des 15 faces inférieure et supérieure amovibles. La figure 1 présente un panneau acoustique en matériau composite 2, comportant deux perçages transversaux 4 qui doivent être contrôlés. L'outillage de contrôle comporte un boîtier présentant une face inférieure 10 prévue pour venir en appui sur le panneau acoustique 2, et une face 20 supérieure parallèle 12 qui est espacée de cette face inférieure. Le boîtier comporte à l'intérieur une succession de tubes de guidage 14 recevant chacun une pige coulissante 16, comprenant à chaque extrémité un épaulement extérieur 20, 28 qui est ajusté dans la face inférieure 10 ou supérieure 12 de ce boîtier afin d'assurer la fixation verticale des tubes. 25 Chaque pige coulissante 16 est guidée à la base par une rondelle inférieure 18 ajustée dans l'épaulement inférieur 20 du tube 14, et à son sommet par un plot 24 coulissant de manière ajustée dans un cylindre 26 comportant en partie supérieure une rondelle 38 fixée dans l'épaulement supérieur 28 de ce tube, pour assurer son centrage. De cette manière on 30 obtient un guidage précis de la pige 16 suivant un axe vertical. Un ressort de compression 32 centré autour du cylindre 26, prend appui vers le haut sur la rondelle 38 de ce cylindre, et vers le bas sur un épaulement 30 disposé à la base du plot supérieur 24, de manière à maintenir une pression constante dirigée vers le bas sur la pige 16. La pige 16 comporte en partie basse un ressort de butée 34 ajusté autour de cette pige, qui est disposé axialement entre la rondelle inférieure 18, et une 5 butée 36 fixée un peu au-dessus sur la pige. L'extrémité inférieure de la pige 16 comportant un diamètre calibré, se termine par une pointe conique 22 qui facilite son introduction dans les perçages 4 du panneau acoustique 2. Le fonctionnement de l'outillage de contrôle et le suivant. 10 Lors du positionnement du boîtier, en ajustant sensiblement chaque pige 16 sur un perçage du panneau acoustique 2, chacun des ressorts de compression 32 tend à pousser sa pige vers le bas. La pointe d'extrémité 22 rentre dans le perçage 4 si son diamètre n'est pas trop fort, comme présenté sur la pige de gauche. 15 Dans ce dernier cas quand la pige 16 descend poussée par le ressort de compression 32, la butée 36 vient en fin de course en appui sur le ressort de butée 34, ce qui amortit cette fin de course et évite un petit choc ainsi qu'un bruit. De plus dans cette position de fin de course, le plot supérieur 24 est 20 entièrement rentré dans le cylindre 26, et ne dépasse pas au-dessus de la face supérieure 12 du boîtier. La figure 2 présente une pige 16 réalisée dans une matière légèrement flexible, présentant un petit jeu radial dans le centrage donné par la rondelle inférieure 18. On peut en particulier réaliser les piges 16 dans une matière 25 plastique comprenant une souplesse suffisante. La flexibilité de la pige 16 lui permet quand sa pointe avant 22 commence à s'introduire dans un perçage 4 du panneau acoustique 2, avec un léger décalage radial de sa position présenté sur la pige de gauche, d'assurer quand même par la flexion de cette pige un recentrage de sa base présentée sur les 30 pointes du milieu et de droite, permettant ensuite la descente dans le perçage. Sur la figure 1, le perçage de droite 4 du panneau acoustique 2 comporte un diamètre insuffisant pour laisser entrer la pige 16 correspondante. Cette pige 16 reste dans sa position supérieure, le ressort de compression 32 étant comprimé. Le plot supérieur 24 forme un témoin visuel dépassant alors sur le dessus de la face supérieure 12 du boîtier. En variante le boîtier peut comporter d'autres formes de guidage des piges 16. On peut en particulier guider les extrémités de chaque pige 16 directement dans les faces supérieure 12 et inférieure 10 du boîtier, sans utiliser de tube de guidage intermédiaire 14. Les faces 10, 12 comportent alors directement des perçages ou des formes cylindriques recevant à l'intérieur les extrémités des piges 16. La figure 3 présente la face supérieure 12 du boîtier de l'outillage, comportant des piges 46 rentrées sans effort dans leurs perçages 4, et un certain nombre de plots supérieurs 24 d'autres piges qui dépassent montrant qu'elles ne sont pas rentrées dans les perçages correspondants. En choisissant une couleur particulière facilement repérable pour les plots 15 supérieurs 24, notamment une couleur rouge, on obtient un ensemble de plots dépassant de la face supérieure 12, qu'il est facile de compter pour établir des statistiques. On peut en particulier établir le rapport du nombre de piges 16 ne passant dans les perçages par sur le nombre de piges passant, ce qui donne un 20 pourcentage d'obturation acoustique « POA ». Un type d'outillage facile à mettre en oeuvre comporte une face d'appui carrée d'environ 8cm de côté, recevant cent piges disposées en dix rangées de dix. Cette dimension limitée du plan d'appui lui permet de s'adapter sur des panneaux acoustiques comportant des grands rayons de courbure, utilisés 25 dans les nacelles de turboréacteur, avec un faible défaut d'inclinaison de chaque pige par rapport à la perpendiculaire à ce panneau. On réalise de manière simultanée un contrôle d'un grand nombre de perçages, avec un outillage ergonomique facile à prendre en main. Le retrait de l'outillage se fait facilement en soulevant verticalement le 30 boîtier, ce qui retire en même temps toutes les piges rentrées dans les perçages, sans risque de les plier ou d'endommager ces perçages par une trop grande inclinaison des piges. Une valeur couramment utilisée pour le diamètre des perçages 4 du panneau acoustique 2, est 1.75mm, Un procédé de contrôle type comporte trois outillages similaires disposant de piges 16 présentant trois diamètres successifs proches de la valeur nominale, qui sont mis en oeuvre l'un après l'autre dans l'ordre de taille croissante des piges, ce qui permet de réaliser de manière plus fine les statistiques sur l'état des perçages 4 du panneau acoustique 2. La figure 4 présente un boîtier standard 40 comportant deux parties reliées entre elles par des charnières 42, chacune de ces parties étant équipée d'une face supérieure 12, ou inférieure d'appui sur le panneau acoustique 10, qui est amovible, étant mise en place par un coulissement transversal dans des glissières 44. On peut ainsi avec un même boîtier standard 40, choisir les faces supérieure 12 et inférieure 10 comportant les trois successions de diamètres 15 de piges. On peut aussi disposer dans ce boîtier standard 40 des répartitions de piges 16 correspondant au type de panneau acoustique 2 à tester dans le cas de motifs différents formés par ses perçages, ce qui permet de réduire le coût des outillages. 20 Ce type d'outillage est particulièrement adapté pour des contrôles de panneaux acoustiques de nacelle de turboréacteur, nécessitant un haut niveau de qualité pour obtenir les meilleures performances. On peut en particulier utiliser ce type d'outillage manuellement, avec un dépôt successif le long des panneaux à contrôler pour tester progressivement 25 chaque partie de ces panneaux. On peut en variante utiliser un robot de manipulation qui effectue automatiquement les mêmes dépôts successifs, avec par exemple une caméra de vision fixée sur le bras du robot, qui compte les perçages non conformes en détectant les plots dépassant 24. REVENDICATIONS1 - Outillage de contrôle de panneaux acoustiques en matériaux composites (2), ces panneaux comportant une surface présentant des 5 successions de perçages (4) qui doivent être mesurés par des piges calibrées (16) pour vérifier leurs diamètres, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier comprenant une face d'appui sur le panneau (10), et une succession de piges (16) guidées perpendiculairement à cette face d'appui, présentant une répartition correspondant à celle des perçages (4) du panneau à mesurer (2), 10 chaque pige étant équipée d'un ressort (32) qui tend à faire sortir son extrémité de contrôle (22) pour venir dans un perçage. 2 - Outillage de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ressort (32) entourant la pige (16), prend appui sur le boîtier (38) et sur un épaulement (30) lié à la pige (16), pour tendre à faire sortir son extrémité de 15 contrôle (22). 3 - Outillage de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure (24) de la pige (16) constitue au-dessus du boîtier par sa position un témoin visuel de descente de cette pige dans son perçage (4). 20 4 - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de butée de fin de course (34) de la pige (16), qui amortit la fin de course quand son extrémité de contrôle (22) descend dans le perçage (4). - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure de la pige (16) se termine par une pointe (22). 6 - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie inférieure de la pige (16) est guidée dans le boîtier avec un petit jeu radial. 30 7 - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pige (16) est réalisée dans une matière flexible.8 - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier comporte une face d'appui sensiblement carrée, présentant un côté d'environ 8cm. 9 - Outillage de contrôle selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le boîtier comporte une face inférieure d'appui sur le panneau acoustique (10), qui est amovible pour recevoir plusieurs faces inférieures comportant différentes piges (16). 10 - Procédé de mise en oeuvre d'un outillage de contrôle réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 10 comporte des étapes de passages successifs de plusieurs outillages du même type, comprenant chacun des piges (16) de diamètres légèrement différents.