EP3768437A1 - Dispositif pour l'application d'un produit d'étanchéité sur le chant d'une pièce en matériau composite - Google Patents

Dispositif pour l'application d'un produit d'étanchéité sur le chant d'une pièce en matériau composite

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EP3768437A1
EP3768437A1 EP19709993.0A EP19709993A EP3768437A1 EP 3768437 A1 EP3768437 A1 EP 3768437A1 EP 19709993 A EP19709993 A EP 19709993A EP 3768437 A1 EP3768437 A1 EP 3768437A1
Authority
EP
European Patent Office
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sleeve
tool
application
product
rod
Prior art date
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Granted
Application number
EP19709993.0A
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German (de)
English (en)
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EP3768437B1 (fr
Inventor
Claire Dumas
Julie VAUDOUR
Guenael ESNAULT
Sébastien PASQUIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daher Aerospace SAS
Original Assignee
Daher Aerospace SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Daher Aerospace SAS filed Critical Daher Aerospace SAS
Publication of EP3768437A1 publication Critical patent/EP3768437A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3768437B1 publication Critical patent/EP3768437B1/fr
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/02—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts
    • B05C17/022—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts comprising means for angularly adjusting or allowing angular movement of the roller relative to its handle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/006—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to the edges of essentially flat articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C17/02—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts
    • B05C17/021—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts comprising means to avoid excessive crushing of the roller cover, e.g. a spacer
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    • B05C17/02—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts
    • B05C17/03—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts with feed system for supplying material from an external source or with a reservoir or container for liquid or other fluent material located in or on the hand tool outside the coating roller
    • B05C17/0308—Rollers ; Hand tools comprising coating rollers or coating endless belts with feed system for supplying material from an external source or with a reservoir or container for liquid or other fluent material located in or on the hand tool outside the coating roller the liquid being supplied to the inside of the coating roller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C7/00—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work
    • B05C7/06—Apparatus specially designed for applying liquid or other fluent material to the inside of hollow work by devices moving in contact with the work

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a product to the edge of a piece of composite material with fibrous reinforcement.
  • Parts made of a composite material reinforced with electrically conductive or semiconducting fibers when assembled within a structure with other materials, cause metals such as aluminum alloys or steels, risks of triggering galvanic corrosion phenomena, when an electrical contact exists between said fibers and said metallic materials. If on the surface of the composite parts, the fibers are electrically insulated from the outside, because embedded in the resin constituting the matrix, it is not the same for all the songs of the room, or surfaces having undergone such machining than trimming or drilling. On these surfaces, the ends of the fibers are exposed and likely to come into electrical contact with other parts during assembly. This is the case for example of a metal rivet inserted in a hole made in the composite part.
  • edge sealing English edge sealing
  • This operation involves depositing on the live edges of the parts in question, for example by means of a brush, a layer of electrically insulating material, most generally but not exclusively an epoxy resin. This operation is generally performed manually, it being difficult to automate.
  • Figure 1 relating to the prior art, shows the appearance of the edge of a workpiece (100), after performing a brush edging operation.
  • the resin layer (110) covers the edge of the part well, thus ensuring electrical insulation of the ends of the reinforcing fibers.
  • the resin layer thus deposited must reach at all points a minimum thickness, generally greater than 0.2 mm, but must remain within a maximum thickness, of the order of 0.5 mm, so as not to hinder the assembly of the part and also, in the case of aeronautical applications, to limit the mass added.
  • the document US Pat. No. 4,951,849 describes a device, adaptable to an automatic drilling or riveting unit, for applying sealant to the edges of a countersink that receives the head of a rivet, more particularly to avoid galvanic couplings. between said rivet and the parts thus assembled.
  • the applicator consists of a rigid conical application head, in the form of milling, used coaxial with the drilling axis, which comprises a plurality of radial orifices through which the sealant is dispensed under pressure by means of a peristaltic pump.
  • Document US 2014/0263480 discloses a device for applying a sealant to the edges of a countersunk hole, comprising a cylindrical applicator provided with means for connecting it to a cartridge containing putty.
  • the applicator comprises at its end a rigid cylindrical application head comprising radial orifices through which the sealant is delivered.
  • the head is introduced into the bore, the sealant is injected into the orifices, and to ensure uniform distribution of the sealant, the operator rotates a portion of a turn of the head in the bore.
  • this device is not suitable for treating the outer edges of a room.
  • the aim of the invention is to solve the disadvantages of the prior art and for this purpose concerns a tool adapted to the manual or automatic application of a polymerizable sealant to the edge of a composite part, which tool comprises:
  • a gripping portion fixed, defining an axis of orientation of the gripping
  • vs. characterized in that it comprises a cylindrical applicator pad consisting of a sleeve of tubular foam threaded on the rod, consisting of a polyolefin foam comprising cells open on the surfaces of the sleeve, able to absorb a product and to the deposit on a surface by contact with said surface.
  • the product is deposited on the edge of the piece by rolling the pad previously impregnated with the product on said edge, but unlike a painter's roll, where the axis of rotation of the application pad with respect to the gripping portion is perpendicular to the orientation of the gripping, the parallel arrangement of this axis of rotation allows precise control of the application of the product, including the application pressure, keeping the tool as close to the application area, whether the application is done manually or using a robot, thus avoiding the formation of a bead.
  • the diameter of the pad is adapted to the thickness of the edge and the intended application, allowing in particular to apply the product in areas of small radius. However, the same applicator pad diameter is usable for a wide variety of contours.
  • the sleeve consists of a closed-cell polyolefin foam, the cells at the surface thereof being open due to the cutting process of the muff. This embodiment avoids the formation of air bubbles in the product applied during its setting by contact and its application on the edges of the treated part.
  • the sleeve consists of an open cell foam
  • the rod comprises an orifice for injecting the product applied into the sleeve of foam.
  • the rod is made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and its outside diameter is greater than the inside diameter of the tubular sleeve.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the low coefficient of friction of this material facilitates the installation and replacement of the sleeve, especially when the applied product begins to polymerize or is polymerized.
  • the tensioning of the foam sleeve when it is threaded on the rod ensures its maintenance on the latter, and promotes the setting and the transfer of the applied product, in particular by opening the cells of the foam, on the surface or in any its thickness according to the embodiment.
  • the rod has a protrusion shape for the axial positioning of the sleeve on said rod.
  • the gripping portion is adapted to a grip, the application portion being coaxial with the gripping portion.
  • FIG. 1 relating to the prior art represents, in a partial sectional view, an example of the result of the edging treatment of the edge of a piece of composite material by means of the tools of the prior art;
  • FIG. 2 shows an embodiment of a tool object of the invention in a longitudinal sectional view
  • FIG. 3 shows in a front view another embodiment of the tool object of the invention.
  • FIG. 4 is a partial sectional view AA defined in Figure 3, an exemplary embodiment of the application portion;
  • FIG. 5 represents, in a front view, an example of the use of the tool which is the subject of the invention in stationary position.
  • the tool (200) object of the invention comprises a gripping portion, comprising a handle (210) defining a gripping axis (201) .
  • said handle is made of an aluminum alloy tube.
  • An axis (220) is guided in pivot connection in said handle (210), for example by means of PTFE bushings (212) crimped into the internal passage of the handle at each of its ends.
  • a rod (230), for example made of PTFE, is centered at the end of the axis (220) and fixed to that, for example, by means of an elastic pin (232) passing through said rod (230) and the axis (220), so that the rod is also in pivot connection, and free in rotation relative to the handle (210).
  • the gripping portion is, according to embodiments adapted to a grip in the case of a tool adapted to a manual application.
  • the diameter of the tubular portion (210) is between 8 mm and 20 mm without these values being limiting, so that said handle is taken in hand in the manner of a pen.
  • the outer form of the tubular portion is not of circular section, but of elliptical, polygonal or other section, for better ergonomics of grip.
  • the gripping of this gripping portion is, according to one embodiment using an automated edge of the workpiece, performed by a robot by means of a clamp or other effector ensuring such a gripping.
  • it can be fixed by fixing means to a fixed part of the robot, retaining the pivot connection of the shaft (220) and the rod (230) relative to this gripping portion.
  • the rod and the sleeve are in pivot connection axis parallel to the cylindrical axis of the sleeve relative to the gripping portion.
  • the axis of the pivot connection of the rod relative to the handle is coaxial with the gripping axis (201).
  • the rod (230) terminates in a protrusion form (235), according to this embodiment, by a doubly chamfered shoulder to allow easy installation and removal of a sleeve on the rod.
  • a tubular foam sleeve (240) is threaded onto said shaft (230) and is stopped and axially positioned thereon against the protrusion form (235).
  • the rod (230) and buffer (240) assembly constitutes the application portion (250) of the tool that is the subject of the invention.
  • the inner diameter of the foam sleeve (240) when it is not installed on the rod (230) is less than the outer diameter of said rod, so that once threaded, the sleeve is in tension and firmly maintained on the stem.
  • the inside diameter of the tubular sleeve in the free state is 5 mm while the outer diameter of the rod (230) is 8 mm.
  • the sleeve is, according to this embodiment, constituted of a closed cell foam.
  • the method of cutting the sleeve reveals open cells (241) on its surface.
  • the foam used for the sleeve is a polyolefin foam with a density of 29 kg / m 3 closed cell, with a cell average diameter of 0.65 mm.
  • the foam sleeve is a product application buffer to be applied to the edge of the piece (100).
  • Said product is intended to seal the edge of the part and in the case where the reinforcement used in the composite part is electrically conductive, for example carbon fibers, to ensure the electrical insulation of the end said fibers.
  • the applied product is a polymerizable product, generally a bicomponent product such as an epoxy resin or sealant.
  • a polymerizable product generally a bicomponent product such as an epoxy resin or sealant.
  • Such products generally have a high viscosity which is further progressive as the polymerization of the product during its open time of application.
  • said buffer is first loaded in product by contact, by rolling the sleeve, mounted on the tool, on a coated surface of the product to be applied, at the way of a painter's roll.
  • the sleeve is loaded with the two components previously mixed.
  • the product enters the open pores (241) at the surface of the sleeve, by capillarity, without creating air bubbles. Once the sleeve coated, the product is deposited on the edge of the workpiece (100) to be treated by rolling the sleeve on said edge under a slight pressure.
  • the product is thus uniformly deposited on the edge of the piece without creating an air bubble and without creating a bead.
  • the coaxial positioning of the axis of rotation of the sleeve and the axis of orientation of the grip provides a fine control of the pressure exerted during the application of the product and the path followed with the tool.
  • the nature of the foam constituting the sleeve is adapted according to the nature of the product applied.
  • the example of foam described above is more particularly suitable for the deposition of a two-component product comprising a modified epoxy base and an amine catalyst, for a viscosity between 10 Pa.s and 500 Pa.s, with an open time of application of the order of 90 minutes.
  • the sleeve is thus changed approximately every hour to allow it to maintain its flexibility.
  • the rod (230) is constituted or is coated with a suitable material, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), avoiding the bonding of the loaded sleeve of the product applied to said rod and facilitate its replacement.
  • a suitable material such as polytetrafluoroethylene (PTFE)
  • the latter comprises a gripping part comprising a coupling form (310) with the effector gate of a robot or a machine tool spindle and thereby defining a gripping axis (301).
  • the tool (300) which is the subject of the invention comprises two application parts (352, 353) each in pivot connection, free in rotation, with respect to the gripping portion, along axes (302 , 303) parallel to the gripping axis (301).
  • Each of the application portions is of similar structure to that of the preceding embodiment (FIG. 2) and comprises a PTFE rod on which is threaded a sleeve of tubular foam (342, 343), acting as a buffer of application.
  • the two application parts (352, 353) are of different diameters and make it possible, for example, for one (352) of greater diameter, to treat songs extending over large distances, and for the other (353), of reduced diameter, to treat areas where the edge of the piece follows tight radii of curvature.
  • the selection of one or other of the application parts is effected, according to this embodiment, by a 180 ° rotation of the gripping portion around the gripping axis (301).
  • the application of the product to the edge to be treated is achieved by rolling one or other of the application portions (351, 352) over the edge to be treated. and under a slight radial pressure.
  • this application is performed while the workpiece is fixed in a suitable mounting and that the robot, the manipulator or the machine tool move the tool relative to the workpiece, or, the workpiece is also supported by a robot or a manipulator and the movement of the tool relative to the part is obtained by the combination of the movements of the two robots or manipulators.
  • the loading of the product buffer to be applied is, according to an example of embodiment, obtained as in the case of the manual application by rolling the application part (352, 353) on a coated surface of the product to be applied, this operation being performed by the robot or the manipulator.
  • the rod (430) supporting the foam sleeve (342) comprises a central channel (431) and radial orifices (432) opening under the foam sleeve (342), and through which is injected the product to be applied at a controlled rate.
  • Product injection is performed, for example, by means of a peristaltic pump (not shown) or any other means to prevent the creation of air bubbles in the product during said injection.
  • the applied product is a two-component product
  • said components have been mixed before injection.
  • the sleeve consists of an open cell foam, to allow the flow of the injected product to the outer surface of the sleeve (342, 343).
  • the principle of application of the product on the workpiece remains the same.
  • the gripping portion (510) of the tool (500) object of the invention is fixed to a fixed position.
  • the characteristics of the application portion (550) remain the same, with means for injecting the product to be applied under the foam sleeve as shown in FIG. 4, and a sleeve consisting of an open cell foam.
  • the application principle of the product remains the same but is obtained by moving the workpiece, for example by means of a robot, relative to the application portion (550). Alternatively, the workpiece is moved manually facing the tool (500) stationary.
  • the above description and the exemplary embodiments show that the invention achieves the intended purpose, and makes it possible to simplify the process of edge-edging the edges of a piece made of a composite material with fiber reinforcement, while improving the quality. .
  • the use of the tool object of the invention in its manual version, can significantly reduce the time of the border operation, reducing the application time and eliminating scraping operations.
  • use of the tool object of the invention virtually eliminates the need for scratching operations of the bead, thereby also reducing the risk of accident at work during this operation.
  • the adaptation of the staff is also very fast and the training time is reduced.
  • the programming is simplified and allows to use, for example, the trajectories generated for the routing programs of the milling part, by simply changing the tool offset values.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

Outil (200) adapté à l'application manuelle ou automatique d'un produit d'étanchéité polymérisable sur le chant d'une pièce composite (100), lequel outil comprend : a. une partie de préhension (210), fixe, définissant un axe d'orientation (201) de la préhension; b. une partie d'application (250), en liaison pivot avec la partie de préhension, selon un axe parallèle à l'axe d'orientation (201) de la préhension, et libre en rotation par rapport à la partie de préhension et comprenant une tige (230) s'étendant selon l'axe de rotation (201) de la liaison; c. caractérisé en ce qu'il comprend un tampon (240) d'application cylindrique constitué d'un manchon de mousse tubulaire (240) enfilé sur la tige (230), constitué d'une mousse de polyoléfine comprenant des cellules ouvertes (241) en surfaces du manchon, apte à absorber un produit et à le déposer sur une surface par contact avec ladite surface..

Description

DISPOSITIF POUR L’APPLICATION D’UN PRODUIT D’ÉTANCHÉITÉ SUR LE CHANT D’UNE PIÈCE EN MATÉRIAU COMPOSITE
L’invention concerne un dispositif pour l’application d’un produit sur le chant d’une pièce en matériau composite à renfort fibreux.
Les pièces constituées d’un matériau composite renforcé par des fibres électriquement conductrices ou semi-conductrices, entraînent, lorsqu’elle sont assemblées au sein d’une structure avec d’autres matériaux, notamment des métaux tels que des alliages d’aluminium ou des aciers, des risques de déclenchement de phénomènes de corrosion galvanique, lorsqu’un contact électrique existe entre lesdites fibres et lesdits matériaux métalliques. Si en surface des pièces composites, les fibres sont isolées électriquement de l’extérieur, car noyées dans la résine constituant la matrice, il n’en est pas de même pour tous les chants de la pièce, ou des surfaces ayant subi un usinage tel qu’un détourage ou un perçage. Sur ces surfaces, les extrémités des fibres sont à nu et susceptibles d’entrer en contact électrique avec d’autres pièces lors d’un assemblage. C’est le cas par exemple d’un rivet métallique inséré dans un trou réalisé dans la pièce composite.
Afin d’éviter ce phénomène, notamment dans le domaine des applications aéronautiques, il est généralement procédé à une opération dite de « bordurage » {edge sealing en anglais) des chants vifs de ces pièces. Cette opération consiste à déposer sur les chants vifs des pièces en question, par exemple au moyen d’un pinceau, une couche de matière électriquement isolante, le plus généralement mais non exclusivement une résine époxyde. Cette opération est généralement réalisée manuellement, celle-ci étant difficile à automatiser.
La figure 1 relative à l’art antérieur, représente l’aspect du chant d’une pièce (100), après la réalisation d’une opération de bordurage au pinceau. La couche de résine (110) recouvre bien le chant de la pièce, assurant ainsi l’isolation électrique des extrémités des fibres de renfort. Pour que cette isolation électrique soit effective, la couche de résine ainsi déposée doit atteindre en tout point une épaisseur minimale, généralement supérieure à 0,2 mm, mais doit rester en deçà d’une épaisseur maximale, de l’ordre de 0,5 mm, pour ne pas gêner l’assemblage de la pièce et aussi, dans le cas d’applications aéronautiques, afin de limiter la masse ajoutée. L’application d’une telle couche avec des moyens traditionnels, tel qu’un pinceau ou un mini rouleau de peintre ou de modélisme, entraîne la formation d’un bourrelet (1 1 1 ) s’étendant sur les surfaces (101 , 102) délimitant ledit chant. Ce bourrelet pose des difficultés lors des opérations d’assemblage faisant intervenir les surfaces (101 , 102) en question, de sorte qu’il doit obligatoirement être éliminé. L’élimination du bourrelet (1 1 1 ) est également une opération manuelle, relativement fastidieuse et longue, réalisée par grattage au moyen d’un outil tranchant. Ainsi, il n’est pas rare que cette opération de grattage compte pour les deux tiers du temps total d’une opération de bordurage. En prenant l’exemple d’un opérateur unique réalisant à la fois l’application de la résine sur chant et le grattage de l’excédant, en utilisant une résine bi-composants, suite au mélange initial des deux composants, le polymère réticule progressivement, et cette polymérisation continue pendant l’opération de grattage d’une première pièce, de sorte que lors de l’application de la résine sur la deuxième pièce, la viscosité de la résine a évolué et que les conditions d’application sont différentes d’une pièce à l’autre. Ainsi, les résultats ne sont pas reproductibles et une quantité importante de résine est gâchée car :
- non utilisable au delà d’un certain stade de polymérisation ;
- retirée lors de l’opération de grattage.
Le document US 4 951 849 décrit un dispositif, adaptable à une unité de perçage ou de rivetage automatique, pour appliquer un mastic d’étanchéité sur les bords d’une fraisure recevant la tête d’un rivet, plus particulièrement pour éviter les couplages galvaniques entre ledit rivet et les pièces ainsi assemblées. L’applicateur consiste en une tête d’application conique rigide, à la forme de la fraisure, utilisée coaxiale avec l’axe de perçage, laquelle comprend une pluralité d’orifices radiaux par lesquels le mastic d’étanchéité est dispensé sous pression au moyen d’une pompe péristaltique. Après le perçage et fraisurage du trou, l’applicateur est positionné contre la fraisure, le mastic d’étanchéité est injecté par les orifices de la tête d’application et déposé sur les bords de la fraisure, puis la tête d’application est retirée. Ce dispositif nécessite un positionnement précis de la tête par rapport au trou. La méthode d’application n’est applicable que sur des rives internes formant un périmètre fermé, et n’est pas utilisable pour l’application d’un produit sur les chants extérieurs d’une pièce. Le document US 3 904 718 décrit une variante du système précédent, et comprend une tête d’application rotative entraînée par un moteur. La tête récupère d’abord une quantité de mastic par contact puis le dépose sur les surfaces à traiter, la rotation de la tête permettant une application uniforme du mastic. Ce dispositif est efficace pour traiter une petite surface, telle qu’un fraisurage, mais n’est pas adapté au traitement des bords extérieurs d’une pièce composite.
Le document US 2014/0263480 décrit un dispositif pour appliquer un mastic sur les bords d’un trou fraisuré, comprenant un applicateur cylindrique pourvu de moyens pour le connecter à une cartouche contenant du mastic. L’applicateur comprend à son extrémité une tête d’application cylindrique rigide comprenant des orifices radiaux par lesquels le mastic est délivré. La tête est introduite dans l’alésage, le mastic est injecté dans les orifices, et pour assurer une répartition uniforme du mastic, l’opérateur effectue une rotation, sur une portion de tour, de la tête dans l’alésage. Comme les autres dispositifs présentés ci-dessus, ce dispositif n’est pas adapté au traitement des bords extérieurs d’une pièce.
L’invention vise à résoudre les inconvénients de l’art antérieur et concerne à cette fin un outil adapté à l’application manuelle ou automatique d’un produit d’étanchéité polymérisable sur le chant d’une pièce composite, lequel outil comprend :
a. une partie de préhension, fixe, définissant un axe d’orientation de la préhension ;
b. une partie d’application, en liaison pivot avec la partie de préhension, selon un axe parallèle à l’axe d’orientation de la préhension, et libre en rotation par rapport à la partie de préhension et comprenant une tige s’étendant selon l’axe de rotation de la liaison pivot ;
c. caractérisé en ce qu’il comprend un tampon d’application cylindrique constitué d’un manchon de mousse tubulaire enfilé sur la tige, constitué d’une mousse de polyoléfine comprenant des cellules ouvertes en surfaces du manchon, apte à absorber un produit et à le déposer sur une surface par contact avec ladite surface. Ainsi, le produit est déposé sur le chant de la pièce en faisant rouler le tampon préalablement imprégné du produit sur ledit chant, mais à la différence d’un rouleau de peintre, où l’axe de rotation du tampon d’application par rapport à la partie de préhension est perpendiculaire à l’orientation de la préhension, la disposition parallèle de cet axe de rotation permet un contrôle précis de l’application du produit, notamment de la pression d’application, en maintenant l’outil au plus près de la zone d’application, que l’application soit réalisée manuellement ou à l’aide d’un robot, évitant ainsi la formation d’un bourrelet. Le diamètre du tampon est adapté à l’épaisseur du chant et à l’application visée, permettant notamment d’appliquer le produit dans des zones à faible rayon. Cependant, un même diamètre de tampon applicateur est utilisable pour une large variété de contours.
L’invention est avantageusement mise en oeuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposés ci-après, lesquels sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
Selon un mode réalisation, adapté à une application manuelle du produit sur le chant de la pièce, le manchon est constitué d’une mousse de polyoléfine à cellules fermées, les cellules en surface de celui-ci étant ouvertes du fait du procédé de découpage du manchon. Ce mode de réalisation évite la formation de bulles d’air dans le produit appliqué lors de sa prise par contact et de son application sur les chants de la pièce traitée.
Selon un mode de réalisation, adapté à une utilisation automatique de l’outil objet de l’invention, le manchon est constitué d’une mousse à cellules ouvertes, et la tige comprend un orifice pour l’injection du produit appliqué dans le manchon de mousse.
Avantageusement, la tige est constituée polytétrafluoroéthylène (PTFE) et son diamètre extérieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon tubulaire. Le faible coefficient de frottement de ce matériau facilite l’installation et le remplacement du manchon, notamment lorsque le produit appliqué commence à polymériser ou est polymérisé. La mise en tension du manchon de mousse lorsqu’il est enfilé sur la tige, assure son maintien sur celle-ci, et favorise la prise et le transfert du produit appliqué, notamment en ouvrant les cellules de la mousse, en surface ou dans toute son épaisseur selon le mode de réalisation. Avantageusement, la tige comporte une forme en protrusion pour le positionnement axial du manchon sur ladite tige.
Selon un mode de réalisation adapté à une utilisation manuelle de l’outil objet de l’invention, la partie de préhension est adaptée à une prise en main, la partie d’application étant coaxiale à la partie de préhension.
Selon un mode de réalisation particulier, préférentiellement adapté à une utilisation automatique de l’outil, la partie de préhension est fixée à des moyens fixes dans l’espace, et l’application du produit est réalisée en déplaçant la pièce relativement à l’outil.
L’invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 5, dans lesquelles :
- la figure 1 relative à l’art antérieur représente selon une vue partielle en coupe un exemple de résultat du traitement de bordurage du chant d’une pièce en matériau composite au moyen des outils de l’art antérieur ;
- la figure 2 montre un exemple de réalisation d’un outil objet de l’invention selon une vue en coupe longitudinale ;
- la figure 3 montre selon une vue de face un autre exemple de réalisation de l’outil objet de l’invention ;
- la figure 4 est une vue partielle en coupe AA définie figure 3, d’un exemple de réalisation de la partie d’application ;
- et la figure 5 représente selon une vue de face un exemple de l’utilisation de l’outil objet de l’invention en poste fixe.
Figure 2, selon un exemple de réalisation, préférentiellement mais non exclusivement adapté à une utilisation manuelle, l’outil (200) objet de l’invention comprend une partie de préhension, comprenant un manche (210) définissant un axe de préhension (201 ). À titre d’exemple non limitatif, ledit manche est constitué d’un tube en alliage d’aluminium. Un axe (220) est guidé en liaison pivot dans ledit manche (210), par exemple au moyen de coussinets (212) en PTFE sertis dans le passage intérieur du manche à chacune de ses extrémités. Une tige (230), par exemple constituée de PTFE, est centrée à l’extrémité de l’axe (220) et fixée à celui, par exemple, au moyen d’une goupille élastique (232) traversant ladite tige (230) et l’axe (220), de sorte que la tige se trouve également en liaison pivot, et libre en rotation par rapport au manche (210).
La partie de préhension, est, selon des exemples de réalisation adaptée à une prise en main dans le cas d’un outil adapté à une application manuelle. Dans ce cas le diamètre de la partie tubulaire (210) est compris entre 8 mm et 20 mm sans que ces valeurs ne soit limitatives, de sorte que ledit manche soit pris en main à la manière d’un stylo.
Selon des exemples de réalisation, la forme extérieur ede la partie tubulaire n’est pas de section circulaire, mais de section elliptique, polygonale ou autre, pour une meilleure ergonomie de préhension.
La préhension de cette partie de préhension est, selon un mode de réalisation mettant en oeuvre un bordurage automatisé de la pièce, réalisée par un robot au moyen d’une pince ou de tout autre effecteur assurant une telle préhension. Par extension elle peut être fixée par des moyens de fixation à une partie fixe du robot, conservant la liaison pivot de l’axe (220) et de la tige (230) par rapport à cette partie de préhension.
Dans tous les cas, la tige et le manchon sont en liaison pivot d’axe parallèle à l’axe cylindrique du manchon par rapport à la partie de préhension.
Selon un exemple de réalisation, l’axe de la liaison pivot de la tige par rapport au manche est coaxial avec l’axe de préhension (201 ). La tige (230) se termine par une forme en protrusion (235), selon cet exemple de réalisation, par un épaulement doublement chanfreiné pour permettre l’installation et le retrait facile d’un manchon sur la tige.
Un manchon de mousse (240) tubulaire est enfilé sur ladite tige (230), il est arrêté et positionné axialement sur celle-ci contre la forme en protrusion (235). L’ensemble tige (230) et tampon (240) constitue la partie d’application (250) de l’outil objet de l’invention.
Le diamètre intérieur du manchon de mousse (240) lorsque celui-ci n’est pas installé sur la tige (230) est inférieur au diamètre extérieur de ladite tige, de sorte qu’une fois enfilé, le manchon est en tension et fermement maintenu sur la tige.
À titre d’exemple non limitatif, le diamètre intérieur du manchon tubulaire à l’état libre est de 5 mm alors que le diamètre extérieur de la tige (230) est de 8 mm. Selon une vue de détail, le manchon est, selon cet exemple de réalisation, constitué d’une mousse à cellules fermées.
Toutefois le procédé de découpe du manchon laisse apparaître des cellules ouvertes (241 ) à sa surface. À titre d’exemple, la mousse utilisée pour le manchon est une mousse de polyoléfine d’une densité de 29 kg/m3 à cellules fermées, avec un diamètre moyen de cellule de 0,65 mm .
Le manchon de mousse constitue un tampon d’application du produit à appliquer sur le chant de la pièce (100). Ledit produit à pour objet d’assurer l’étanchéité du chant de la pièce et dans le cas où le renfort utilisé dans la pièce composite est électriquement conducteur, par exemple des fibres de carbone, d’assurer l’isolation électrique de l’extrémité desdites fibres.
A cette fin, le produit appliqué est un produit polymérisable, généralement un produit bi-com posants telle qu’une résine époxyde ou un mastic d’étanchéité. De tels produits présentent généralement une viscosité élevée qui de plus est évolutive à mesure de la polymérisation du produit durant son temps ouvert d’application.
Afin de réaliser cette application, dans le cas d’une application manuelle, ledit tampon est d’abord chargé en produit par contact, en faisant rouler le manchon, monté sur l’outil, sur une surface enduite du produit à appliquer, à la manière d’un rouleau de peintre. Dans le cas d’un produit polymérisable bi-composants, le manchon est chargé avec les deux composants préalablement mélangés.
Le produit pénètre dans les porosités ouvertes (241 ) à la surface du manchon, par capillarité, sans créer de bulles d’air. Une fois le manchon enduit, le produit est déposé sur le chant de la pièce (100) à traiter en faisant rouler le manchon sur ledit chant sous une légère pression.
Le produit est ainsi déposé de manière uniforme sur le chant de la pièce sans créer de bulle d’air et sans créer de bourrelet. Le positionnement coaxial de l’axe de rotation du manchon et de l’axe d’orientation de la préhension assure un contrôle fin de la pression exercée lors de l’application du produit ainsi que de la trajectoire suivie avec l’outil.
La nature de la mousse constituant le manchon est adaptée en fonction de la nature du produit appliqué. L’exemple de mousse exposé ci-avant est plus particulièrement adapté au dépôt d’un produit bi-composant comprenant une base époxyde modifiée et un catalyseur de type amine, pour une viscosité comprise entre 10 Pa.s et 500 Pa.s, avec un temps ouvert d’application de l’ordre de 90 minutes. Le manchon est ainsi changé environ toutes les heures pour lui permettre de conserver sa souplesse.
Avantageusement la tige (230) est constituée ou est revêtue d’un matériau adapté, tel que du polytétrafluoroéthylène (PTFE), évitant le collage du manchon chargé du produit appliqué à la dite tige et faciliter son remplacement.
Figure 3, selon un autre exemple de réalisation adapté à une utilisation automatisée de l’outil objet de l’invention (300), celui-ci comprend une partie de préhension comprenant une forme d’accouplement (310) avec le porte effecteur d’un robot ou d’une broche de machine-outil et définissant ainsi un axe (301 ) de préhension. Selon cet exemple de réalisation, l’outil (300) objet de l’invention comprend deux parties d’application (352, 353) chacune en liaison pivot, libre en rotation, par rapport à la partie de préhension, selon des axes (302, 303) parallèles à l’axe de préhension (301 ). Chacune des parties d’application est de structure similaire à celle de l’exemple de réalisation précédent (figure 2) et comporte une tige en PTFE sur laquelle est enfilé un manchon de mousse (342, 343) tubulaire, agissant comme un tampon d’application.
Selon cet exemple de réalisation, les deux parties d’application (352, 353) sont de diamètres différents et permettent par exemple, pour l’une ( 352) de diamètre plus important, de traiter des chants s’étendant sur des distances importantes, et pour l’autre (353), de diamètre réduit, de traiter des zones où le chant de la pièce suit des rayons de courbure serrés. La sélection de l’une ou l’autre des parties d’application s’opère, selon cet exemple de réalisation, par une rotation de 180° de la partie de préhension autour de l’axe de préhension (301 ).
Comme pour l’exemple de réalisation, précédent (figure 2) l’application du produit sur le chant à traiter est réalisée en faisant rouler l’une ou l’autre des parties d’application (351 , 352) sur le chant à traiter et sous une légère pression radiale. Selon des variantes de mise en oeuvre, cette application est réalisée alors que la pièce à traiter est fixée dans un montage adapté et que le robot, le manipulateur ou la machine-outil déplacent l’outil relativement à la pièce, ou, la pièce est également supportée par un robot ou un manipulateur et le déplacement de l’outil relativement à la pièce est obtenu par la combinaison des mouvements des deux robots ou manipulateurs.
Le chargement du tampon en produit à appliquer est, selon un exemple de réalisation, obtenu comme dans le cas de l’application manuelle en faisant rouler la partie d’application (352, 353) sur une surface enduite du produit à appliquer, cette opération étant réalisée par le robot ou le manipulateur.
Figure 4, selon un autre mode de réalisation, la tige (430) supportant le manchon de mousse (342) comporte un canal central (431 ) et des orifices radiaux (432) débouchant sous le manchon de mousse (342), et par lesquels est injecté le produit à appliquer selon un débit contrôlé. L’injection de produit est réalisée, par exemple, au moyen d’une pompe péristaltique (non représentée) ou tout autre moyen permettant d’éviter la création de bulles d’air dans le produit lors de ladite injection.
Dans le cas où le produit appliqué est un produit bi-composant, lesdits composants ont été mélangés, préalablement à l’injection.
Dans ce cas, le manchon est constitué d’une mousse à cellules ouvertes, afin de permettre le cheminement du produit injecté vers la surface extérieure du manchon (342, 343). Le principe d’application du produit sur la pièce à traiter reste le même.
Figure 5, selon un autre exemple de mise en oeuvre, la partie de préhension (510) de l’outil (500) objet de l’invention est fixée à un poste fixe. Les caractéristiques de la partie d’application (550) restent les mêmes, avec des moyens d’injection du produit à appliquer sous le manchon de mousse comme représenté figure 4, et un manchon constitué d’une mousse à cellules ouvertes. Le principe d’application du produit reste le même mais est obtenu en déplaçant la pièce à traiter, par exemple au moyen d’un robot, relativement à la partie d’application (550). Alternativement, la pièce est déplacée manuellement en regard de l’outil (500) à poste fixe.
La description ci-avant et les exemples de réalisation, montrent que l’invention atteint le but visé, et permet de simplifier le processus de bordurage des chants d’une pièce constituée d’un matériau composite à renfort fibreux, tout en améliorant la qualité. Ainsi, comparé aux techniques de bordurage utilisant les outils de l’art antérieur, tels que pinceau ou rouleau de modélisme, l’utilisation de l’outil objet de l’invention, dans sa version manuelle, permet de réduire très significativement le temps de l’opération de bordurage, en réduisant le temps d’application et en éliminant les opérations de grattage. En effet, il est constater que utilisation de l’outil objet de l’invention élimine quasiment la nécessité d’opérations de grattage du bourrelet, réduisant également, de ce fait, les risques d’accident du travail au cours de cette opération. L’adaptation du personnel est également très rapide et le temps de formation réduit. En utilisation automatique, la programmation est simplifiée et permet d’utiliser, par exemple, les trajectoires générées pour les programmes de détourage de la pièce en fraisage, en changeant simplement les valeurs des correcteurs d’outil.

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil (200, 300, 500) adapté à l’application manuelle ou automatique d’un produit d’étanchéité polymérisable sur le chant d’une pièce composite (100), lequel outil comprend :
a. une partie de préhension (210, 310, 510), fixe, définissant un axe d’orientation (201 , 301 ) de la préhension ;
b. une partie d’application (250, 352, 353, 550), en liaison pivot avec la partie de préhension, selon un axe (302, 303) parallèle à l’axe d’orientation (301 , 301 ) de la préhension, et libre en rotation par rapport à la partie de préhension et comprenant une tige (230, 430) s’étendant selon l’axe de rotation (201 , 302, 303) de la liaison ;
c. caractérisé en ce qu’il comprend un tampon (240, 342, 343) d’application cylindrique constitué d’un manchon de mousse tubulaire (240, 342, 343) enfilé sur la tige (230, 430), constitué d’une mousse de polyoléfine comprenant des cellules ouvertes (241 ) en surfaces du manchon, apte à absorber un produit et à le déposer sur une surface par contact avec ladite surface.
2. Outil selon la revendication 1 , adapté à une application manuelle du produit d’étanchéité, dans lequel la mousse du manchon (230) comprend des cellules ouvertes (241 ) en surface et des cellules fermées dans l’épaisseur du manchon.
3. Outil selon la revendication 1 , adapté à une application automatique du produit d’étanchéité, dans lequel le manchon est constitué d’une mousse à cellules ouvertes, et dans lequel la tige (430) comprend un orifice (432) pour l’injection du produit à appliquer dans le manchon de mousse.
4. Outil selon la revendication 1 , dans lequel la surface extérieure de la tige en contact avec le manchon est constituée polytétrafluoroéthylène (PTFE) et son diamètre extérieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon tubulaire.
5. Outil selon la revendication 1 , dans lequel la tige comporte une forme en protrusion (235) pour le positionnement axial du manchon sur ladite tige.
6. Outil selon la revendication 2, dans lequel la partie de préhension (110) est adaptée à une prise en main, la partie d’application (250) étant coaxiale à la partie de préhension.
7. Outil selon la revendication 3, dans lequel la partie de préhension (1 10,
310) est adaptée à une prise par un robot ou un manipulateur.
8. Outil (500) selon la revendication 3, dans lequel la partie de préhension
(510) est fixée à des moyens fixes dans l’espace, et où l’application du produit est réalisée en déplaçant la pièce relativement à l’outil.
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