L'invention concerne un dispositif de positionnement et de maintien d'une peau à structure fibreuse et de préformes profilées à structure fibreuse, dites profilés, comportant une âme et une semelle d'assemblage formée d'au moins une aile, en vue de l'assemblage par couture des dites semelles d'assemblage des profilés et de la dite peau.

Les matériaux composites composés, à titre principal, de préformes à structure fibreuse, et d'une matrice consistant généralement en une matière plastique (résine thermoplastique ou thermodurcissable) assurant la cohésion de la structure, sont d'un emploi de plus en plus fréquent dans de nombreuses industries et notamment dans l'industrie aéronautique et spatiale.

La fabrication des pièces en matériaux composites nécessite, en premier lieu, de réaliser des profilés de section et/ou formes plus ou moins complexes, au moyen de préformes élémentaires découpées puis conformées et/ou assemblées mécaniquement en vue de l'obtention du profil désiré.

De tels profilés sont ensuite fréquemment solidarisés sur des peaux à structure fibreuse, de façon à réaliser, au moyen de la préforme finale ainsi constituée d'une peau et de profilés, des panneaux en matériaux composites comportant des éléments structurels de renfort.

Une solution mise en œuvre afin d'assembler la peau et les profilés consiste à les assembler par des lignes de couture au moyen d'un fil de couture présentant une haute résistance à la traction. De telles lignes de couture permettent, en effet, non seulement d'assurer l'assemblage, mais également de renforcer de façon effective cet assemblage par la création de lignes d'assemblage quasi continues :

- présentant des résistances élevées vis-à-vis des sollicitations mécaniques,

- constituant des barrières empêchant toute propagation d'un éventuel délaminage lors de sollicitations mécaniques de la préforme.

Par contre, un des problèmes rencontrés lors de la réalisation de ces préformes finales réside dans l'absence de dispositif spécifique permettant de réaliser les assemblages de façon fonctionnelle, sans manipulations superflues susceptibles de provoquer des ruptures des lignes de couture.

La présente invention vise à combler cette lacune et a pour objectif principal de fournir un dispositif fonctionnel de positionnement et de maintien d'une peau et de profilés, en vue de l'assemblage par couture de ces derniers.

Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif fonctionnel de positionnement et de maintien permettant l'assemblage sur une même peau de profilés s'étendant selon des directions sécantes.

A cet effet, l'invention vise un dispositif de positionnement et de maintien d'une peau à structure fibreuse et de profilés à structure fibreuse comportant une âme et une semelle d'assemblage formée d'au moins une aile délimitée latéralement par un bord longitudinal libre et un bord longitudinal de jonction avec l'âme, en vue de l'assemblage par couture des dites semelles d'assemblage et de la dite peau, le dit dispositif comprenant selon l'invention :

- une table support dotée d'une face supérieure adaptée pour recevoir la peau dans son état déployé, la dite table support comportant, pour chaque profilé, un évidement ménagé dans sa face supérieure, présentant une profondeur adaptée pour loger l'âme de ce profilé, et une largeur sensiblement inférieure à la largeur de la semelle d'assemblage du dit profilé,

- des organes de pincement de chaque bord longitudinal libre de la semelle d'assemblage sur le bord en regard de l'évidement,

- et, logés dans chaque évidement, des organes supports aptes à assurer le maintien de la semelle d'assemblage dans un état déployé dans lequel elle s'étend sensiblement dans le plan de la face supérieure de la table support.

Un tel dispositif est donc conçu de façon à assurer un parfait maintien des semelles d'assemblage des profilés, qui garantissent contre tout risque d'affaissement de la semelle d'assemblage lors de la couture de cette dernière et de la peau.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention visant à parfaire le soutien des semelles d'assemblage les organes supports comportent, pour chaque aile de la semelle d'assemblage, une face de support de la zone de jonction entre la dite aile et l'âme du profilé. De plus, toujours dans la même optique, chaque organe support comporte avantageusement une face de support présentant une forme incurvée conjuguée du rayon de courbure de la zone de jonction entre une âme et une aile d'un profilé.

Par ailleurs, en vue de parfaire l'assemblage et par exemple permettre la réalisation de lignes de couture présentant des brins à proximité immédiate du plan de l'âme et/ou des brins inclinés coupant le plan de l'âme, chaque organe support est adapté pour soutenir de façon discontinue la semelle d'assemblage des profilés

Ce soutien discontinu est obtenu, selon une première variante avantageuse de réalisation, en réalisant des organes supports présentant la forme d'un peigne délimitant des créneaux d'entraxe prédéterminé.

Selon une seconde variante avantageuse de l'invention destinée à réaliser un soutien discontinu, chaque organe support est associé à des moyens de déplacement aptes à le déplacer entre une position active de soutien d'une aile, et une position passive escamotée en-dessous de la dite aile.

Dans le cas où la semelle d'assemblage comporte une seule aile, un tel organe support est, de façon évidente, positionné sous cette aile et escamoté uniquement après assemblage par couture de la majeure largeur de l'aile, pour la réalisation des lignes de couture jouxtant l'âme.

Par contre, lorsque la semelle d'assemblage comporte deux ailes s'étendant de part et d'autre de l'âme, lors de la couture d'une de ces ailes, l'organe support disposé sous la dite aile est avantageusement disposé dans sa position passive, et l'organe support disposé sous l'autre aile disposé dans sa position active.

Dans ce cas, en outre, le positionnement et l'espacement relatif des organes supports sont avantageusement adaptés pour que les dits organes supports soient disposés de part et d'autre de l'âme d'un profilé logé dans l'évidement, et forment un couloir apte à loger la dite âme déployée.

Par ailleurs, en vue des déplacements des organes supports, chaque organe support est avantageusement prolongé longitudinalement d'au moins un pion de guidage logé dans une rainure de guidage verticale, et comporte des moyens de blocage en translation du dit pion dans des positions correspondant aux deux positions active et escamotée du dit organe support.

De plus, chaque rainure de guidage est avantageusement prolongée, vers le bas, d'un tronçon oblique divergent définissant une troisième position des organes supports dans laquelle les dits organes supports sont espacés d'une distance supérieure à leur espacement dans leurs positions active et escamotée.

Par ailleurs, le dispositif selon l'invention comprend avantageusement un bâti doté de moyens de fixation amovible de la table support aptes à permettre un montage amovible de la dite table support sur le dit bâti.

Une telle disposition permet de prévoir plusieurs tables supports et par exemple, de façon avantageuse, de réaliser au moins une deuxième table support comportant une face supérieure de mêmes forme et dimensions que la face supérieure de la première table support, dans laquelle sont ménagées une première série d'évidements en nombre et disposition identiques à ceux de la première table support, aptes à loger les profilés assemblés au moyen de la dite première table support, la dite deuxième table support comportant une deuxième série d'évidements sécants par rapport aux évidements de la première série, et s'étendant entre ces derniers, de façon à permettre l'assemblage sur la peau d'une seconde série de profilés s'étendant entre les profilés assemblés au moyen de la première table support.

Une telle paire de tables supports permet ainsi de coudre sur une même peau deux séries de profilés sécantes pour la réalisation, par exemple, de panneaux présentant des longerons et des traverses de renfort.

Par ailleurs, le dispositif de positionnement et de maintien selon l'invention comporte avantageusement un plateau présentant une face de recouvrement de la face supérieure de la table support, et comportant des moyens de maintien provisoire de la peau plaquée contre la face de recouvrement du dit plateau.

Un tel plateau permet d'assurer notamment le support de la peau lors d'un changement de table support, évitant ainsi toute manipulation de la dite peau.

De plus, le bâti est avantageusement porté par un piétement par l'intermédiaire de moyens d'entraînement en rotation du dut bâti autour d'un axe sensiblement horizontal, de sorte que, notamment, le plateau peut être « retourné » et utilisé comme support provisoire de la peau, notamment lors d'un changement de table support, ou en vue du déchargement du dispositif selon l'invention.

D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemples non limitatifs deux modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins :

- les figures 1a à 1d représentent schématiquement en perspective, à une échelle réduite, les différents éléments constitutifs d'un dispositif de positionnement et de maintien conforme à l'invention,

- la figure 2 est une vue en perspective de ce dispositif de positionnement et de maintien représentant la phase de chargement d'une première table support,

- la figure 3 est une vue en perspective représentant la première table support montée sur le bâti,

- la figure 4 est une vue en perspective représentant en détail les moyens de déplacement des organes supports des semelles d'assemblage des profilés,

- la figure 5 est une vue frontale schématique des organes supports et des moyens de déplacement de ces derniers,

- la figure 6 est une vue en perspective partielle représentant à échelle agrandie le détail D de la figure 3,

- la figure 7 est une vue en perspective représentant le bâti équipé de la première table support surmontée du plateau,

- la figure 8 est une vue en perspective de ce dispositif de positionnement et de maintien représentant la phase de chargement d'une deuxième table support,

- les figures 9a à 9d représentent les étapes successives d'assemblage par coutures d'un profilé et d'une peau positionnés sur une table support conforme à l'invention,

- la figure 9e est une vue de détail des organes de pincement d'un des bords longitudinaux de la semelle d'assemblage d'un profilé, - et la figure 10 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation d'un organe support conforme à l'invention.

L'invention représentée aux figures concerne un dispositif de positionnement et de maintien d'une peau P à structure fibreuse et de profilés M à structure fibreuse comportant une âme A et une semelle d'assemblage S composée de deux ailes symétriques a1 et a2 s'étendant de part et d'autre de la dite âme. Selon l'exemple représenté, le panneau destiné à être réalisé en matériau composite consiste en une porte d'aéronef constituée d'un panneau de porte renforcé d'une série de longerons parallèles chacun d'un seul tenant, et de traverses perpendiculaires aux longerons et formées chacune d'une succession de tronçons reliant les dits longerons.

Selon l'invention, ce dispositif se compose, tel que représenté aux figures 1a à 1d de cinq éléments principaux consistant en :

- deux tables supports 1 et 2 conçues, la première pour l'assemblage sur la peau des profilés formant les longerons, et la deuxième pour l'assemblage sur la peau des profilés formant les traverses

- un bâti 3 doté de moyens de fixation amovible des tables supports 1 , 2, aptes à permettre un montage amovible des dites tables supports sur le dit bâti,

- un dispositif élévateur 4 pour la mise en place des tables supports 1 , 2 sur le bâti et le retrait de ces dernières, le dit dispositif élévateur comportant usuellement une plateforme élévatrice 47 montée sur un système élévateur 48 à parallélogramme déformable,

- et un plateau 5 adapté pour venir en recouvrement des tables supports 1 , 2.

En premier lieu, la première table support 1 comporte un châssis 6 monté sur roulettes 7 formant une table 10 dotée d'une face supérieure convexe 11 , sous lequel est centré un cadre 8 doté de pieds 9 permettant de positionner la table support 1 sur la plateforme élévatrice 47.

Cette table 10 comporte, pour chaque profilé M, un évidement 12 adapté pour loger l'âme déployée A du dit profilé, le dit évidement présentant une largeur sensiblement inférieure à la largeur développée de la semelle S, adaptée, tel que représenté à la figure 9e, pour qu'une bande de largeur de chaque aile ai , a2 de la dite semelle repose sur le bord longitudinal en vis-à-vis, doté, à cet effet, d'une feuillure 13 apte à loger la dite bande de largeur.

De plus, cette première feuillure 13 est elle-même accolée à une seconde feuillure 14 adaptée pour loger une plaquette 15 de pincement du bord libre de l'aile a1 , a2 logée dans cette première feuillure 13.

Il est à noter, en outre, que la seconde feuillure 14 et l'épaisseur de la plaquette 15 sont adaptées pour que la face supérieure de la dite plaquette se profile avec la face supérieure 11 de la table 10.

De plus, chaque plaquette de pincement 15 est solidarisée à la table support 1 par tout moyen de fixation amovible, tel que vis, de type connu en soi (non représenté) accessible en sous-face de la dite table support.

La table 10 intègre également, à l'intérieur de chaque évidement 12, deux profilés 16, 17 porteurs chacun d'une plaque sensiblement verticale 18, 19 dont le tronçon d'extrémité supérieur 18a, 19a présente une forme incurvée conjuguée du rayon de courbure de jonction entre une âme A et une semelle d'assemblage S d'un profilé M.

De telles plaques 18 19 sont adaptées pour délimiter un couloir vertical apte à loger l'âme déployée A des profilés M, et pour être déplacées entre trois positions :

- une position haute active de soutien de la semelle S du profilé M, dans laquelle le tronçon supérieur incurvé 18a, 19a des dites plaques soutient la zone de jonction entre la semelle S et l'âme A du dit profilé,

- une position intermédiaire escamotée en-dessous de la semelle S du profilé M,

- et une position basse « d'ouverture » du couloir délimité par les dites plaques.

En vue de ces déplacements chaque profilé 16, 17 est prolongé longitudinalement d'un pion de guidage 25, 26 adapté pour s'étendre dans une lumière de guidage 21 , 22 ménagée dans une des parois longitudinales de la table 10, les dites lumières de guidage comportant :

- des tronçons supérieurs tels que 21a sensiblement verticaux dont les extrémités supérieure et inférieure définissent respectivement la position active et la position intermédiaire escamotée des plaques 18, 19,

- et des tronçons inférieurs obliques et divergents tels que 21b permettant « l'ouverture » du couloir délimité par les plaques 18, 19. De plus, chaque profilé 16, 17 est également prolongé d'un second pion adapté pour s'étendre au travers d'une seconde lumière de guidage sensiblement verticale 23, 24 disposée dans le prolongement inférieur de la première lumière de guidage 21 , 22, le dit pion étant doté d'une molette 27, 28 permettant d'engendrer manuellement les déplacements des profilés 16, 17, et d'assurer le blocage en translation de ces derniers. .

La seconde table support 2 du dispositif représenté aux figures comporte, quant à elle, un châssis 31 porté par un cadre 32 monté sur roulettes 33, et sur lequel s'étend une table 34 dotée d'une face supérieure convexe 35.

Cette table 34 comporte, en premier lieu, une première série d'évidements tels que 36, 37 en nombre et disposition identiques à ceux de la première table support 1 , aptes à loger les profilés assemblés au moyen de la dite première table support.1.

Cette table 34 comporte également une deuxième série d'évidements tels que 38 à 41 perpendiculaires aux évidements 36, 37 de la première série, et s'étendant entre ces derniers, de façon à permettre l'assemblage sur la peau P d'une seconde série de profilés M s'étendant entre les profilés assemblés au moyen de la première table support.

En outre, chacun de ces évidements 38 à 41 est équipé des mêmes organes (plaques de pincement, plaques escamotables...) que les évidements de la première table support, permettant le positionnement et le maintien de profilés M en vue de leur assemblage par couture à la peau P.

Le bâti 3 comporte, quant à lui, principalement un cadre 42 porté par des piétements 43 par l'intermédiaire d'un système moteur 44 d'entraînement en rotation du dit cadre autour de l'axe de symétrie longitudinal de ce dernier.

De plus, ce bâti 3 comporte, solidarisées sur les bords longitudinaux du cadre 42, deux arches 45, 46 adaptées pour se profiler avec la face supérieure 1 , 34 des tables supports 1 , 2, les dites arches étant, en outre, ajourées de façon notamment à délimiter des fenêtres 20 d'accès aux molettes 27, 28 d'actionnement des profilés 16, 17.

En dernier lieu, le plateau 5 est monté sur des roulettes 51 et présente une forme convexe adaptée pour délimiter une face convexe 50 de recouvrement de la face supérieure 11 , 35 des tables supports 1 , 2. Un tel plateau 5 est destiné, en premier lieu, à être utilisé en vue du changement de table support 1 , 2.

A cet effet, ce plateau 5 peut âtre équipé de moyens, tels que aimants, pompe à vide... , de maintien provisoire de la peau plaquée contre sa face de recouvrement 50, et tel que représenté aux figures 7 et 8, être solidarisé au bâti 3 lors du changement de table support 1 , 2.

Ce changement peut également être réalisé après « retournement » du plateau 5 solidarisé au bâti 3, par enlèvement de la table support 1 disposée en position inversée sur le dit plateau, puis mise en place de la seconde table support 2 également disposée en position inversée.

Cette position « retournée » du plateau 5 peut également être utilisée en vue du déchargement du dispositif et évacuation de la préforme finale réalisée.

Le dispositif selon l'invention a pour but de permettre de coudre une peau P et chacune des ailes a1 , a2 d'une semelle d'assemblage S d'un profilé M, par exemple selon la technique de couture dite du « one side stitching », au moyen de deux aiguilles consistant en une aiguille meneuse A1 et une aiguille crochet A2 adaptées pour réaliser des lignes de couture sensiblement parallèles à l'âme A du profilé M, dont, pour chaque aile a1 , a2, une ligne de couture présentant un brin incliné traversant la zone de jonction entre l'âme A et la dite aile.

Tel que représenté à la figure 9b, lors de la couture de l'aile a2 :

- l'organe support 19 située sous cette dernière est positionné dans sa position escamotée, permettant ainsi les évolutions des aiguilles A1 , A2, et principalement la réalisation de la ligne de couture présentant un brin incliné traversant la zone de jonction entre l'âme A et la dite aile,

- l'organe support 18 est, par contre, positionné dans sa position active dans laquelle son tronçon supérieur 18a forme un appui de la zone de l'autre aile a1 jouxtant l'âme A, garantissant ainsi, en collaboration avec la plaquette de pincement 15 de l'aile a2, contre tout affaissement de cette aile a2 lors de sa couture.

Tel que représenté à la figure 9c, la position des organes supports 18, 19 est, bien entendu, inversée lors de la couture de l'aile a1. Enfin, une fois les coutures réalisées et tel que représenté à la figure 9d, les deux organes supports 18, 19 sont escamotés en vue de faciliter le retrait de la préforme finale constituée de la peau P et du profilé M assemblé sous cette dernière.

La figure 10 représente une variante du dispositif selon l'invention, d'une part destiné à l'assemblage sur la peau P d'un profilé M' doté d'une semelle constituée d'une seule aile a', et d'autre part, comportant un organe support de conception différente de celui décrit ci-dessus.

En premier lieu, l'organe support comporte, selon cet exemple, dans le prolongement d'une plaque 60, un tronçon supérieur incurvé 60a présentant la forme d'un peigne délimitant des créneaux 61 d'entraxe conjugué du pas des lignes de couture, autorisant les déplacements de l'aiguille meneuse A1 notamment lors de la réalisation de la ligne de couture présentant un brin incliné traversant la zone de jonction entre l'âme et l'aile a' soutenue par le dit organe support.

De plus, selon cet exemple, un organe de maintien latéral 62 est accolé à la face de l'âme du profilé M' opposée à l'aile a', en vue d'assurer le maintien en place d'un cordon T' à structure fibreuse adapté pour reconstituer un angle sensiblement droit au niveau de la jonction entre la dite âme et la dite aile.

Cet organe de maintien peut consister en une simple plaque 62. Toutefois, selon l'exemple représenté, cette plaque 62 est, en outre, prolongée de créneaux 63 destinés à garantir contre tout risque de collision de l'aiguille meneuse A1 avec la partie supérieure de la dite plaque.

De façon générale, lorsque le profilé M' possède une seule aile a', l'organe support 18 ou 60 est positionné sous cette aile. De plus, lors de l'utilisation d'un organe support escamotable 18, la première ligne de couture réalisée consiste avantageusement en la ligne de couture jouxtant le bord libre de cette aile a', de façon à escamoter l'organe support 18 seulement lorsque la dite aile est assemblée sur sa plus grande largeur à la peau par les autres lignes de couture.