EP0556268B1 - Procede de revetement de pieces et produit obtenu - Google Patents
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Images
Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
- B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
Definitions
- the present invention relates to a process for coating rolls of composite material used for supporting and transferring continuous plies of small thickness and large width.
- the present invention now aims to propose a new method which makes it possible to solve the aforementioned problem.
- the liner part is stretched a first time before being assembled on the part to be coated.
- the step iii) mentioned above is a stretching step.
- FIG. 1 there can be seen an elongated part, of constant section, in accordance with the present invention, comprising a base body 10 of composite material and an external lining part 12.
- the base body 10 is tubular and centered on an axis 11.
- the base body 10 has a cylindrical straight section of revolution around the axis 11.
- the base body 10 is made of composite material, for example a mixture of resin and glass or carbon fibers.
- the lining part 12 is an external lining part. It is produced separately from the base body 10. These dimensions and tolerances are adapted to allow engagement, without any particular operation, of the external casing part 12 on the base body 10.
- the casing part 12 can be produced according to any technique classic suitable. It can be formed of any material capable of being cold drawn, such as for example, stainless steel, carbon steel, copper, aluminum, or any equivalent material.
- the lining part 12 is typically produced by rolling, welding and then stretching. It can also be carried out by machining and drawing, or simple machining.
- the thickness of the lining piece 12 can be of the order of 1 to 5 / 10ths of a mm.
- this operation iii) is a re-stretching operation, if the lining part 12 has been stretched before assembly on the base body 10.
- FIG. 1 the drawing mandrel 20 engaged in the base body 10 and the necking die 30.
- a disc 14 transverse to the axis 11 can be distinguished in FIG. 1 temporarily welded to the part. outer liner 12, at the front end thereof, by which the part is engaged in the necking die 30.
- the disc 14 serves as a piston for the drawing mandrel 20.
- the disc 14 can also serve as a piston to a fluid circuit, preferably an oil, high pressure 40 introduced into the internal channel 22 of the drawing mandrel 20 after completion of the operation iii) drawing, to separate the lined piece 10 and the mandrel 20.
- a fluid circuit preferably an oil, high pressure 40 introduced into the internal channel 22 of the drawing mandrel 20 after completion of the operation iii) drawing, to separate the lined piece 10 and the mandrel 20.
- the necking die 30 and the drawing mandrel 20 are made of any suitable conventional material.
- the necking die 30 is advantageously made of carbide.
- the cold drawing operation is conventional in itself and will therefore not be described in more detail below.
- the cold drawing operation of the liner part 12 on the base body 10 is completed by an additional bonding between the liner part 12 and the base body 10. For this, it suffices to glue the base body 10 or the lining part 12 or both before the operation iii) of stretching.
- FIG. 1 previously described illustrates the cold stretching or re-stretching operation used to fix an external coating 12 on a base body 10, in order to produce rolls for supporting continuous plies of large width.
- the Applicant proposes to produce in the rollers, longitudinal grooves serving for the evacuation of the air.
- These longitudinal streaks are preferably produced using a re-stretching operation on the jacketed piece 10, using a drawing die having internal ribs complementary to the desired streaks.
- the aforementioned disc 14 can be used as a piston for the drawing mandrel during this new drawing operation.
- the present invention can in particular find application in the coating of parts of great length, typically several meters and of large diameter, typically several hundred millimeters.
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Description
- La présente invention concerne un procédé de revêtement de rouleaux en matériau composite servant au support et au transfert de nappes continues de faible épaisseur et de grande largeur.
- Il s'avère nécessaire dans de nombreuses applications de déposer des revêtements sur les corps de base de pièces en matériau composite.
- Ainsi par exemple, si l'on souhaite fréquemment utiliser des pièces à base de matériaux synthétiques ou plastiques, en raison de leur faible poids et de leur stabilité dimensionnelle, il reste souvent nécessaire de déposer ultérieurement sur ces pièces de base des revêtements qui présentent des caractéristiques mécaniques spécifiques, et/ou une résistance de surface supérieure et/ou susceptibles d'usinage.
- Le problème ainsi posé se rencontre par exemple lors de la fabrication des rouleaux utilisés pour le transfert de nappes continues de grande largeur cités ci-dessus.
- De nombreuses tentatives pour résoudre le problème ainsi posé ont été effectuées.
- On a tenté par exemple de réaliser les revêtements par dépôt électrolytique. Ce processus ne donne cependant généralement pas satisfaction. Notamment le dépôt électrolytique ne présente généralement pas assez de cohésion avec le corps de base.
- On a également tenté de réaliser les revêtements par projection, par exemple par projection de carbure ou céramique. Ces processus de projection n'ont jusqu'ici pas donné totalement satisfaction.
- On a également proposé de réaliser séparément le corps de base et une pièce de revêtement, puis de forcer le corps de base dans la pièce de revêtement. Ce processus n'a pas donné non plus totalement satisfaction.
- On a également proposé d'utiliser un processus de dilatation. Plus précisément, on a proprosé de chauffer une pièce de revêtement externe, afin de dilater celle-ci, puis d'introduire le corps de base dans la pièce de revêtement dilatée et de laisser celle-ci se refroidir pour se contracter sur le corps de base. Cette technique n'a cependant pas donné totalement satisfaction.
- La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau procédé qui permette de résoudre le problème précité.
- Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un procédé de revêtement de rouleaux pour le support et le transport de nappes continues de faible épaisseur et de grande largeur, comprenant un corps de base en matériau composite formé d'un mélange de résine et de fibres, qui comprend les étapes consistant à :
- i) réaliser séparément le rouleau à revêtir en matériau composite sous forme d'un corps tubulaire et une pièce de chemisage externe en métal avec des dimensions et tolérances respectives permettant leur engagement,
- ii) assembler le rouleau à revêtir et la pièce de chemisage dans leur position d'utilisation respective, et introduire un mandrin d'étirage dans le rouleau à revêtir, puis
- iii) étirer à froid la pièce de chemisage sur le rouleau à revêtir en matériau composite, dans une filière de rétreint.
- Les essais réalisés par la Demanderesse à l'aide du procédé précité ont donné totalement satisfaction. Ils ont permis d'obtenir un produit présentant une parfaite cohésion entre le rouleau à revêtir et la pièce de chemisage.
- De préférence la pièce de chemisage est étirée une premièe fois avant d'être assemblée sur la pièce à revêtir. Dans ce cas l'étape iii) précitée est une étape de réétirage.
- Le document AU-A-62790 concerne un procédé de préparation de produits revêtus qui consiste à :
- placer un tube externe en métal sur une âme métallique (par exemple en enroulant une feuille métallique sur l'âme),
- étirer l'ensemble ainsi obtenu,
- chauffer celui-ci, puis
- conformer à chaud le produit.
- Le document US-A-3156042 concerne un procédé de préparation d'un tube à double paroi qui consiste à :
- placer un tube interne métallique dans un tube externe métallique,
- placer un matériau de brasure dans l'intervalle entre les deux tubes,
- chauffer les tubes à la température de fusion du matériau de brasure et
- procéder à un étirage interne à l'aide d'un boulet.
- Ces deux documents concernent des procédés de revêtement métal/métal et non point métal/ matériau composite. De plus, ces deux documents prévoient des étapes de chauffage telles que leur enseignement n'est pas applicable à des rouleaux en matériau composite.
- D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titres d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 représente, selon une vue schématique en coupe longitudinale axiale une pièce conforme à la présente invention au cours de l'opération iii) d'étirage d'une pièce de chemisage externe sur une pièce à revêtir,
- la figure 2 représente selon une vue schématique en coupe transversale un corps de base conforme à une variante de réalisation de la présente invention,
- On aperçoit sur la figure 1 annexée une pièce allongée, de section constante, conforme à la présente invention, comprenant un corps de base 10 en matériau composite et une pièce de chemisage externe 12.
- Le corps de base 10 est tubulaire et centré sur un axe 11. Le corps de base 10 présente une section droite cylindrique de révolution autour de l'axe 11.
- Comme indiqué précédemment, dans le cadre de la présente invention, le corps de base 10 est réalisé en matériau composite, par exemple un mélange de résine et de fibres de verre ou de carbone.
- Selon la représentation donnée sur la figure 1, la pièce de chemisage 12 est une pièce de chemisage externe. Elle est réalisée séparément du corps de base 10. Ces dimensions et tolérances sont adaptées pour permettre un engagement, sans opération particulière, de la pièce de chemisage externe 12 sur le corps de base 10. La pièce de chemisage 12 peut être réalisée selon toute technique classique appropriée. Elle peut être formée de tout matériau susceptible d'être étiré à froid, tel que par exemple, en acier inoxydable, en acier carbone, en cuivre, en aluminium, ou encore tout matériau équivalent. La pièce de chemisage 12 est typiquement réalisée par roulage, soudage puis étirage. Elle peut encore être réalisée par usinage et étirage, ou simple usinage.
- De façon typique l'épaisseur de la pièce de chemisage 12 peut être de l'ordre de 1 à 5/10ème de mm.
- Conformément à la présente invention, après avoir préassemblé le corps de base 10 et la pièce de chemisage 12, cette dernière est soumise à une opération iii) d'étirage à froid. Plus précisément cette opération iii) est une opération de réétirage, si la pièce de chemisage 12 a fait l'objet d'un étirage préalable avant assemblage sur le corps de base 10. On distingue sur la figure 1 annexée le mandrin d'étirage 20 engagé dans le corps de base 10 et la filière de rétreint 30. Par ailleurs, on distingue sur la figure 1 un disque 14 transversal à l'axe 11 soudé provisoirement sur la pièce de chemisage externe 12, au niveau de l'extrémité avant de celle-ci, par laquelle la pièce est engagée dans la filière de rétreint 30. Le disque 14 sert de piston au mandrin d'étirage 20. Ainsi le mandrin 20 prend appui sur le disque 14 lors de l'opération iii) d'étirage à froid. Le disque 14 peut servir aussi de piston à un circuit de fluide, préférentiellement d'huile, haute-pression 40 introduit dans le canal interne 22 du mandrin d'étirage 20 après achèvement de l'opération iii) d'étirage, pour séparer la pièce chemisée 10 et le mandrin 20.
- La filière de rétreint 30 et le mandrin d'étirage 20 sont réalisés en tout matériau classique approprié. La filière de rétreint 30 est avantageusement réalisée en carbure.
- L'opération d'étirage à froid est classique en soi et ne sera donc pas décrite plus en détail par la suite.
- Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, l'opération d'étirage à froid de la pièce de chemisage 12 sur le corps de base 10, est complétée d'un collage additionnel entre la pièce de chemisage 12 et le corps de base 10. Pour cela, il suffit d'encoller le corps de base 10 ou la pièce de chemisage 12 ou les deux avant l'opération iii) d'étirage.
- On peut prévoir d'encoller la pièce de chemisage 12 ou le corps de base 10 sur toute leur surface.
- Cependant, on peut prévoir un encollage seulement localisé.
- Par exemple, comme illustré schématiquement sur la figure 2 on peut prévoir un encollage localisé dans des rainures longitudinales 16 prévues sur la surface externe du corps de base 10.
- Dans le cas où l'opération iii) d'étirage est complétée par un collage, il est préférable de prévoir un joint d'étanchéité, à l'extrémité avant de la pièce par laquelle celle-ci est engagée dans la filière de rétreint 30, entre le corps de base 10 et la pièce de chemisage 12, pour éviter le passage de colle entre ces pièces.
- La figure 1 précédemment décrite illustre l'opération d'étirage ou réétirage à froid utilisée pour fixer un revêtement externe 12 sur un corps de base 10, pour réaliser des rouleaux supports de nappes continues de grande largeur.
- Dans le cas de rouleaux servant au support et au transfert à grande vitesse de nappes continues lisses et étanches, la Demanderesse a constaté parfois la formation de coussins d'air entre les rouleaux et les nappes.
- Pour supprimer ces coussins d'air, la Demanderesse propose de réaliser dans les rouleaux, des stries longitudinales servant à l'évacuation de l'air.
- Ces stries longitudinales sont de préférence réalisées à l'aide d'une opération de réétirage sur la pièce chemisée 10, à l'aide d'une filière d'étirage comportant des nervures internes complémentaires des stries recherchées.
- Le disque 14 précité peut être utilisé comme piston pour le mandrin d'étirage au cours de cette nouvelle opération d'étirage.
- La présente invention peut notamment trouver application dans le revêtement de pièces de grande longueur, typiquement plusieurs mètres et de diamètre important, typiquement plusieurs centaines de millimètres.
- Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.
Claims (13)
- Procédé de revêtement de rouleaux pour le support et le transport de nappes continues de faible épaisseur et de grande largeur, comprenant un corps de base (10) en matériau composite formé d'un mélange de résine et de fibres, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :i) réaliser séparément le rouleau en matériau composite à revêtir (10 ) sous forme d'un corps tubulaire et une pièce de chemisage externe en métal (12), avec des dimensions et tolérances respectives permettant leur engagement,ii) assembler le rouleau à revêtir (10) et la pièce de chemisage (12) dans leur position d'utilisation respective et introduire un mandrin d'étirage (20) dans le rouleau (10) à revêtir, puisiii) étirer à froid la pièce de chemisage (12) sur le rouleau à revêtir (10), dans une filière de rétreint (30).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape préalable de fixation d'un disque (14) sur l'extrémité avant de la pièce de chemisage (12) pour servir de piston à un mandrin d'étirage (20).
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'après l'opération d'étirage il comprend l'étape consistant à mettre en communication un canal interne (22) du mandrin d'étirage (20) avec un circuit de fluide sous pression pour séparer le rouleau chemisé du mandrin d'étirage.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'opération d'encollage du corps de base (10) et/ou de la pièce de chemisage (12) avant l'opération ii) d'assemblage.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'encollage est localisé.
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'encollage est réalisé dans des rainures (16).
- Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'un joint annulaire d'étanchéité est prévu entre le corps de base (10) et la pièce de chemisage (12), à l'extrémité avant de ceux-ci.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la pièce de chemisage (12, 16) est réalisée dans l'un des matériaux suivants : acier inoxydable, acier carbone, cuivre, aluminium.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la pièce de chemisage (12) est réalisée par roulage, soudage et étirage.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la pièce de chemisage (12) est étirée avant l'étape ii) d'assemblage et que l'étape iii) est une étape de réétirage.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à réaliser des stries longitudinales sur la surface externe de la pièce de chemisage (12).
- Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les stries longitudinales sont réalisées à l'aide d'une nouvelle opération d'étirage à froid.
- Rouleau pour le support et le transport de nappes continues de faible épaisseur et de grande largeur obtenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il comprend :- un corps de base tubulaire (10) en matériau composite formé d'un mélange de résine et de fibres, et- une pièce de chemisage externe en métal (12) étirée à froid sur le corps de base tubulaire (10).
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