EP0498872A1 - Technique de fabrication et composition de n ud de raccordement multidirectionnel en materiaux composites thermodurcissables pour elements tubulaires de materiaux identiques - Google Patents

Technique de fabrication et composition de n ud de raccordement multidirectionnel en materiaux composites thermodurcissables pour elements tubulaires de materiaux identiques

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EP0498872A1
EP0498872A1 EP91916241A EP91916241A EP0498872A1 EP 0498872 A1 EP0498872 A1 EP 0498872A1 EP 91916241 A EP91916241 A EP 91916241A EP 91916241 A EP91916241 A EP 91916241A EP 0498872 A1 EP0498872 A1 EP 0498872A1
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EP
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composition
connection node
mold
tubular elements
materials
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Withdrawn
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EP91916241A
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Jean Alphonse David
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/56—Tensioning reinforcements before or during shaping
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
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    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts

Definitions

  • the present invention relates to the manufacturing technique and the composition of a multidirectional connection node made of thermosetting composite materials for tubular elements.
  • multidirectional connection pieces, for thermosetting tubes are of different materials, forged aluminum or titanium for example, these connection nodes are found in particular in the space platform frameworks.
  • epoxy carbon tubes for example connection knots of the same material, which resolves the disadvantages: weight and expansion, and which can in certain cases increase the resistance mechanics of the assembly.
  • the main element is the use of continuous filaments impregnated with a thermosetting resin, these tangled filaments are introduced into a mold whose structure participates in the composition of the knot. With the skein in place in the mold, we print
  • REPLACEMENT SHEET a twist to the assembly with a prestress on the wires.
  • the prestressing is maintained during the baking.
  • the twisting of the wires prevents delamination and the prestressing increases the rigidity of the assembly. If the rigidity of the part is exceptional, it is necessary to provide an additional quality to the tor ⁇ sion, this is why the mold participates in the torsional force, in the form of tubes made entirely by elicoidal windings. Take for example fig. 1, representing a type of mold with nine connections.
  • the mold is composed of 6 tubes-- produced by helical filament windings, the mandrels of the 6 tubes are joined together before baking and on the outside of the assembly there are made helical windings.
  • the sleeves of the knot can receive various pre ⁇ preparations for connection to the tubular elements: taper, thread, threaded insert, etc. These preparations are common and known works.
  • Fig. 3 shows another exemplary embodiment using the same technique.
  • Parabolic structure node for radome, radar etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

L'invention concerne un noeud de raccordement pour tubes dont les matériaux sont identiques et qui apporte avec la légèreté, un même coefficient de dilatation ce qui n'est pas le cas actuellement. Le noeud est constitué de filaments continus imprégnés de résine, formant un écheveau qu'on introduit dans le moule, on imprime une torsion et une précontrainte sur les fils maintenus pendant l'étuvage. Le moule est partie intégrante du noeud pour augmenter ses qualités à la torsion. Noeuds de structure parabolique, d'ossature de plate-forme pour satellite font partie des nombreuses applications industrielles.

Description

TECHNIQUE DE FABRICATION ET COMPOSITION
DE NOEUD DE RACCORDEMENT MULTIDIRECTIONNEL
EN MATERIAUX COMPOSITES THERMODURCISSABLES
POUR ELEMENTS TUBULAIRES DE MATERIAUX IDENTIQUES
La présente invention concerne la technique de fabrica¬ tion et la composition de noeud de raccordement multi- directionnel en matériaux composites thermodurcissables pour éléments tubulaires. Actuellement, les pièces de raccordement multidirec- tionnelles, pour tubes thermodurcissables sont de ma¬ tières différentes, alu forgé ou titane par exemple, ces noeuds de raccordement se retrouvent en particulier dans les ossatures de plate-forme spatiale. Pour des problèmes de poids et de dilatation, il est préférable d'utiliser avec des tubes de carbone époxy par exemple des noeuds de raccordement en même matière, ce qui résoud les inconvénients : poids et dilatations, et qui peut dans certains cas augmenter la résistance mécanique de l'ensemble.
L'exposé qui suit explique la composition du noeud et la technique employée pour la réalisation. L'élément principal est l'utilisation de filaments continus imprégnés d'une résine thermodurcissable, ces filaments en forme d'echeveau sont introduits dans un moule dont la structure participe à la composition du noeud. L'echeveau en place dans le moule, on imprime
FEUILLE DE REMPLACEMENT une torsion à l'ensemble avec une précontrainte sur les fils. La précontrainte étant maintenue pendant l'étuvage. La torsion des fils évite le délaminage et la précontrainte augmente la rigidité de l'ensemble. Si la rigidité de la pièce est exceptionnelle, il est nécessaire d'apporter un supplément de qualité à la tor¬ sion, c'est pourquoi le moule participe à l'effort de torsion, sous forme de tubes entièrement réalisés par des enroulements élicoïdaux. Prenons comme exemple la fig. 1, représentant un type de moule avec neuf raccordements.
Le moule est composé de 6 tubes-- réalisés par des enroule¬ ments filamentaires hélicoïdaux, les mandrins des 6 tubes sont réunis avant étuvage et sur l'extérieur de l'ensem- ble il est réalisé des enroulements hélicoïdaux.
L'ensemble est étuvé, et après enlèvement des mandrins, on découpe la longueur désirée qui va servir de moule pour réaliser le noeud. On dégage des sorties en fonction des manchons à réaliser. Contre ces sorties, par collage, on applique des tubes qui serviront de coffrage pour réa¬ liser les manchons. Puis après avoir décapé les parois intérieures du moule on introduit les différents écheveaux réalisés sur machine à bobiner. La figure 2 montre le cheminement d'un écheveau à travers un moule de 3 sorties.
FEUILLE DE REMPLACE ENT •A chaque sortie des filaments formant l'echeveau, ceux- ci reçoivent une torsion et une précontrainte - voir flèches fig. 2 - Après étuvage on coupe à chaque sor¬ tie l'excédent de l'echeveau. Les manchons du noeud peuvent recevoir différentes pré¬ parations en vue du raccordement sur les éléments tubu- laires : conicité, filetage, insert fileté etc.. Ces préparations étant des travaux courants et connus. La fig. 3 montre un autre exemple de réalisation uti- lisant la même technique.
Les applications indutrielles sont nombreuses : noeuds de 6 et 9 directions utilisés pour l'ossature de la plate-forme d'un satellite spatial.
Noeuds d'ossature de la structure d'une station orbi- taie.
Noeud de structure parabolique pour radôme, radar etc ..
Dans le traitement des eaux (garde-fou, échelles)
Nucléaire : rampe de protection et échelles.
Sports : automobile, vélo, canne de golf.
FEUILLE DE REMPLACEMENT

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1) Technique de fabrication et composition de noeud de raccordement multidirectionnel en ma¬ tériaux composites thermodurcissables pour éléments tubulaires de matériaux identiques, caractérisée par une première opération consis¬ tant à introduire un ou plusieurs echeveaux (5) formés de filaments continus imprégné de rési¬ ne thermodurcissable dans un moule (1). Cette première opération étant suivie d'une précontrain- te sur l'ensemble des filaments aux extrémités du ou des echeveaux qui se dégagent du moule (5 et 6), précontrainte contrôlée et maintenue pendant l'étuvage; et en ce que le moule qui reçoit le ou les echeveaux forme une partie intégrante de l'ensemble.
2) Composition de noeud selon-.la revendica¬ tion 1 caractérisée par le fait que le moule est formé de tubes bobinés avec des enroulements hélicoïdaux, contribuant techniquement à la résistance mécanique de la pièce, echeveaux et moule constituent l'essentiel du noeud de raccordement.
EP91916241A 1990-08-31 1991-08-30 Technique de fabrication et composition de n ud de raccordement multidirectionnel en materiaux composites thermodurcissables pour elements tubulaires de materiaux identiques Withdrawn EP0498872A1 (fr)

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FR9010991A FR2666274A1 (fr) 1990-08-31 1990-08-31 Technique de fabrication et composition de nóoeud de raccordement multidirectionnel en materiaux composites thermodurcissables pour elements tubulaires de materiaux identiques.

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