FR2574386A1

FR2574386A1 - Procede et dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin

Info

Publication number: FR2574386A1
Application number: FR8418898A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Pradel; Alain Bruyere
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1984-12-11
Filing date: 1984-12-11
Publication date: 1986-06-13
Also published as: EP0187068B1; FR2574386B1; JPS61142016A; EP0187068A1; DE3567917D1; CA1277823C; US4730387A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF PERMETTANT D'IMPLANTER DES JONCS SUR UN MANDRIN. LE JONC J ARRIVE SOUS LA FORME D'UN FIL CONTINU QUI EST TRONCONNE A LA LONGUEUR DESIREE PAR UNE MEULE 98 JUSTE AVANT D'ETRE IMPLANTE DANS LE MANDRIN. L'EXTREMITE DU JONC J NON COUPE ADJACENTE A LA MEULE EST MAINTENUE DANS UNE PINCE FORMEE DE DEUX MORS 92. SIMULTANEMENT, A L'IMPLANTATION D'UN JONC TRONCONNE, ON REALISE UNE PERFORATION DANS LE MANDRIN, SERVANT A L'IMPLANTATION ULTERIEURE D'UN JONC.

Description

Procédé et dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin La présente

invention concerne un procédé d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe par pression, ainsi qu'à un dispositif

pour La mise en oeuvre de ce procédé.

Pour la fabrication de pièces creuses de ré-

volution formées de fils s'étendant selon au moins trois directions différentes non situées dans un même plan, on a déjà proposé dans le brevet français n 2 408 676 d'implanter des joncs radialement sur un mandrin support, puis de disposer dans les couloirs longitudinaux et circonférentiels formés entre les joncs, par bobinage et par tramage, des nappes de fils

superposées. La pièce ainsi obtenue est ensuite impré-

gnée d'une résine thermodurcissable dont la polymérisa-

tion permet de durcir l'ensemble.

Dans la pratique, le mandrin est réalisé, au moins sur sa partie périphérique, en une mousse rigide

telle qu'une mousse phénolique ou qu'une mousse de po-

lyuréthane. Les joncs sont généralement réalisés quant

à eux en éléments fibreux prépolymérisés.

Compte tenu notamment des défauts d'homogé-

néité de la mousse du mandrin et des défauts de recti-

tude des joncs, La fabrication de pièces épaisses avec le dispositif décrit dans le brevet français

n 2 408 676 présente de nombreuses difficultés.

Afin de résoudre ces difficultés, on a propo-

sé dans le brevet français n 2 509 706 de réaliser des

perforations préalables dans le mandrin avant d'implan-

ter les picots.

Malgré les bons résultats obtenus à l'aide du

dispositif décrit dans ce dernier brevet, ce disposi-

tif, ainsi que te dispositif antérieur faisant l'objet du brevet français n' 2 408 676, présentent certaines Limitations dues principalement à la nécessité de Les

alimenter à l'aide de joncs préalablement tronçonnés.

Il en résulte dans Les deux cas que L'alimen- tation en joncs du dispositif d'implantation s'effectue par gravité. Les dispositifs ne peuvent donc qu'être

placés verticalement au-dessus du mandrin. Ceta présen-

te des inconvénients évidents, notamment tors de la fa-

brication de pièces de grandes dimensions, car te dis-

positif d'implantation devient alors difficilement accessible et empêche tout dégagement de la pièce par

le haut au moyen d'un engin de levage.

De plus, l'alimentation en joncs tronçonnés des dispositifs d'implantation existants s'effectue

généralement à l'aide de bols vibrants dont la structu-

re interdit pratiquement l'implantation de joncs de

grande longueur.

Enfin, dans le dispositif décrit dans le bre-

vet français n' 2 509 706, on a recours à un système à barillet pour assurer le stockage intermédiaire des joncs avant leur implantation, ce qui complique la structure de la machine et accroit par conséquent son

coût et les risques de panne.

La présente invention a précisément pour objet un procédé et un dispositif d'implantation de

joncs ne présentant pas les inconvénients de la techni-

que antérieure et permettant notamment d'implanter des

joncs de grande longueur dans n'importe quelle direc-

tion et sans stockage intermédiaire.

A cet effet, il est proposé un procédé d'im-

plantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation

directe, consistant à implanter des joncs dans le man-

drin, caractérisé en ce qu'on implante chaque jonc après avoir amené un jonc sous forme de fiL continu dans une position d'attente, puis coupé ce jonc à La

longueur souhaitée.

De préférence, on coupe Le jonc en maintenant l'extrémité adjacente du jonc non coupé.

L'invention a égaLement pour objet un dispo-

sitif d'implantation de joncs sur un mandrin support réatisé en un matériau apte à recevoir Les joncs par implantation directe, comprenant un bâti supportant une tête d'impLantation comportant au moins un passage apte à recevoir un jonc, au moins une tige d'implantation pouvant être alignée avec Ledit passage, et des moyens pour dépLacer Ladite tige paraLLèLement à eLLe-même dans L'un et L'autre sens, caractérisé en ce que Le bâti supporte de plus des moyens pour couper -Le jonc Lorsqu'iL est dans Ledit passage et des moyens pour dépLacer Ladite tête entre une position d'aLimentation et de découpe dans LaqueLLe Le jonc peut être coupé par Lesdits moyens de coupe et une position d'impLantation dans LaqueLLe Ledit passage est aligné avec La tige d'impLantation. Afin de définir La position d'attente du jonc, Le bâti supporte de préférence une butée située dans Le prolongement dudit passage lorsque La tête se

trouve dans la position d'alimentation et de découpe.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, Le bâti supporte de plus des moyens de préhension aptes à maintenir l'extrémité du jonc non

coupé adjacente auxdits moyens de coupe.

Afin de permettre un réglage de la longueur des joncs implantés, des moyens peuvent être prévus pour déplacer les moyens de coupe paraLlèlement audit

passage par rapport au bâti.

Pour permettre La réalisation de perfora-

tions préalables dans Le mandrin, la tête supporte de préférence au moins un poinçon paraLlèle audit passage

et des moyens pour solLiciter Le poinçon vers une posi-

tion rétractée, lesdits moyens pour déplacer La tige d'implantation agissant simultanément sur le poinçon dans Le sens correspondant à L'implantation du jonc,

afin de réaliser une perforation dans le mandrin, lors-

que ladite tête est dans la position d'implantation.

Selon un autre aspect de L'invention, le dis-

positif d'implantation comprend de plus des moyens pour

introduire pas à pas te jonc continu dans Ledit passa-

ge. On décrira maintenant, à titre d'exemple non

limitatif, un mode de réalisation préféré de L'inven-

tion en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

- La figure 1 est une vue de côté représen-

tant de façon schématique L'ensemble du dispositif d'implantation selon L'invention, - La figure 2 est une vue de côté, en coupe partielle et à plus grande échelle de l'ensemble de découpe et d'implantation des joncs et de perforation du mandrin du dispositif de La figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus en coupe partielle de l'ensemble représenté sur La figure 2, et - La figure 4 est une vue en coupe selon La

Ligne IV-IV de La figure 2.

Comme l'illustre très schématiquement la fi-

gure 1, Le dispositif selon L'invention comprend prin-

cipalement un ensemble 74 permettant de découper un

jonc J constitué par un fil continu, d'implanter radia-

lement Les joncs tronçonnés J' dans le mandrin M et de réaliser dans celui-ci des perforations préalables' P. Le dispositif d'implantation comprend de

plus un ensemble 75 servant à alimenter pas à pas l'en-

semble 74 à partir d'une bobine 76 sur laquelle est enroulé le jonc continu J. L'ensemble 75 comprend deux poulies 77, 78 entre lesquelLes passe le jonc J. L'entraînement de celui-ci est réalisé par la rotation de la poulie 78

commandée par un moteur pas à pas 79 par l'intermédiai-

re d'une courroie 80. Dans le mode de réalisation représenté,

l'alimentation et l'implantation se font horizontale-

ment. Toutefois, toute autre orientation du dispositif

peut être envisagée, sans aucune modification de celui-

ci. De préférence, bien que non nécessairement, les ensembles 74 et 75, ainsi que la bobine 76, sont

supportés par une table unique 81.

Une description détaillée de l'ensemble 74 de

découpe du jonc continu J, d'implantation des joncs

tronçonnés J' dans le mandrin M et de perforation préa-

lable de celui-ci va maintenant être faite en se réfé-

rant aux figures 2 à 4.

L'ensemble d'implantation de joncs 74 com-

porte tout d'abord un bâti 82 fixé sur La table 81. Ce bâti 82 supporte une platine 86 de façon coulissante

selon une direction Y parallèle à la direction d'arri-

vée du jonc J, c'est-à-dire radiale par rapport au man-

drin M, par l'intermédiaire de deux colonnes 84. Le

réglage de la position de la platine 86 sur les colon-

nes 84 permet de faire varier la longueur des joncs implantés. La platine 86 présente un trou horizontal 88

dans lequel est introduit le jonc J non tronçonné.

L'introduction du jonc J dans le trou 88 est effectuée

pas à pas à partir de la bobine 76 à l'aide de l'ensem-

ble d'alimentation 75 (figure 1).

Comme l'illustre notamment la figure 4, le trou 88 est prolongé par une fente 90 formée dans un mors femelle 92 solidaire de la platine 86. Un mors mâle mobile 94 est monté dans La platine 86 de façon à pouvoir se déplacer perpendiculairement au jonc J, c'est-à-dire dans le cas de la figure 4 parallèLement à l'axe du mandrin, sous l'action d'un vérin 96. Les mors 92 et 94 forment ainsi une pince de préhension permet- tant de maintenir l'extrémité du jonc non coupé J lors

de la découpe d'un segment J' de celui-ci.

A cet effet, les mors 92 et 94 de la pince sont places légèrement en retrait par rapport à une

meule diamantée 98 en forme de disque disposée perpen-

diculairement au jonc J. L'axe horizontal 98a de la meule 98 est monté de façon tournante dans un support

de meule 100 supporté par la platine 86. Afin de per-

mettre le déplacement de la meule 98 selon une direc-

tion perpendiculaire à celle du jonc J, le support 100 est monté de façon coulissante sur la platine 86 par

l'intermédiaire de colonnes de guidage 102. Des res-

sorts de traction 104 sont accrochés sur le support 100 et sur la platine 86 afin de ramener la meule 98 dans une position telle que celle-ci ne soit pas située dans le prolongement du trou 88 et de la fente 90. Cette position d'attente est représentée sur les figures 2 et 4. Le déplacement de la meule à l'encontre de l'action des ressorts 104 afin de commander la coupe du jonc J est réalisé au moyen d'un vérin 106 interposé

entre la platine 86 et le support 100.

La rotation de la meule 98 est commandée quant à elle par un moteur 108 monté sur la platine 86 et entraînant en rotation l'axe 98a de la meule par l'intermédiaire d'un système de poulies et de courroie

placé sensiblement perpendiculairement à la direc-

tion de déplacement du support 100, afin que la cour-

roie reste constamment en appui sur les poulies.

Sur la figure 2, on voit que le bâti 82 com-

porte un prolongement 82a qui s'étend en direction du mandrin. Ce prolongement 82a supporte à son extrémité une tête d'implantation 110 destinée à être placée au voisinage immédiat du mandrin M. La tête 110 comporte un prolongement 110a qui s'étend radialement vers l'ex- - térieur par rapport au mandrin jusqu'à proximité de La

meule 98, afin d'assurer le guidage du jonc J à l'inté-

rieur d'une rainure 110b formant un passage pouvant

être placé dans le prolongement du trou 88.

La tête d'implantation 110 est montée à L'ex-

trémité du prolongement 82a de façon à pouvoir se dé-

placer alternativement vers le haut ou vers le bas per-

pendiculairement au trajet horizontal du jonc J. A cet effet, la tête 110 est montée de façon couLissante sur

des colonnes 112 solidaires du prolongement 82a du bâ-

ti. La commande du déplacement de la tête 110 Le Long des colonnes 112 est effectuée au moyen d'un vérin 114 interposé entre le prolongement 8Za et la tête 110. Ce

déplacement vertical de la tête 110 est destiné à ame-

ner celle-ci alternativement dans une position d'ali-

mentation et de découpe dans laquelLe La rainure 110b est placée dans le prolongement du trou 88 par lequel arrive le jonc J (en trait plein sur la figure 2) et une position d'implantation située au-dessus de la position

de chargement (en traits mixtes sur la figure 2).

Lorsque la tête 110 est située dans la posi-

tion de chargement représentée en trait plein sur la figure 2, une butée 116 solidarisée de l'extrémité du prolongement 82a le plus proche du mandrin par une vis 118 autorisant un réglage de la position de la butée se

trouve située dans le prolongement de la rainure 110b.

Le jonc J est donc arrêté par la butée 116 lorsqu'il

est introduit dans la rainure 110b.

Lorsqu'on désire implanter des joncs de fai-

ble longueur, on fixe-sur le prolongement 82a du bâti,

entre La butée 116 et La meule 98, une Languette amovi-

ble 119 dont l'extrémité obture La rainure 110b lorsque la- tête 110 est située dans la position de chargement représentée en trait plein sur La figure 2. Le jonc J est alors arrêté par La Languette 119 -Lorsqu'iL est introduit dans La rainure. La forme de La languette,

rectiligne ou en S, détermine la longueur du jonc dé-

coupé par la meule 98.

Sur toute la Longueur de La tête 110, y com-

pris Le prolongement 110a, Le côté ouvert de La rainure 11gb est normalement fermé par une porte 120 (figures Z

et 4), de façon à constituer un passage pour Le jonc.

Cette porte 120 est montée sur La tête 110 de façon à

pouvoir couLisser dans te plan horizontal perpendicu-

lairement à La direction du jonc J, sous L'action d'un piston 12Z. Un ressort 124 maintient normalement La

porte dans sa position assurant La fermeture de La rai-

nure 110b, La mise en oeuvre du piston 122 ayant pour fonction de permettre- La rotation du mandrin après

l'implantation d'un jonc J'.

Comme L'illustre en particulier La figure 4, un étrier 126 solidaire soit du bâti 82, soit de La tête 110 permet de plaquer en permanence La porte 120

contre cette dernière au niveau de la rainure 110b.

Comme L'illustrent plus précisément les fi-

gures 2 et 3, la platine 86 supporte également de façon coulissante, approximativement au-dessus des mors 92 et 94 du système de préhension et de l'ensemble de découpe

du jonc qui Lui est associé, une plaque support 128.

Cette plaque se dépLace paraLlèlement à la direction radiale définie par Le jonc J sur des colonnes 130 fixées à la platine 86, sous l'action d'un vérin 132

également monté sur la platine.

La plaque 128 supporte tout d'abord une tige

de poussée 134 qui se trouve située dans le prolonge-

ment de la rainure 110b formée dans la tête 110, lors-

que ceLLe-ci est en position haute d'implantation.

Etant donné que, dans cette position, la butée 116 ne se trouve plus en face de l'extrémité de la rainure 110b la plus proche du mandrin, on comprend que la mise en oeuvre du vérin 132 introduit la tige de poussée 134 dans la rainure 110b, ce qui a pour effet d'implanter dans le mandrin M le jonc tronçonné J' qui se trouve dans la rainure sur une longueur légèrement inférieure

à ce déplacement.

De préférence et comme l'illustre la figure 3, l'extrémité de la tige de poussée 134 traverse un guide 136 qui coulisse sur l'une des colonnes 130 et supporte lui-même une colonne parallèle 138 reçue de

façon coulissante dans la plaque support 128.

Comme l'illustre en particulier la figure 3, la plaque 128 supporte également une tige de commande d'avant trou 140, disposée également parallèlement à la direction radiale définie par le jonc J. Lorsque la

tête 110 se trouve dans sa position haute d'implanta-

tion, l'extrémité de la tige de commande d'avant trou est en appui sur une enclume 142 montée de façon

coulissante dans la tête 110. L'enclume 142 est soli-

daire d'une plaque porte-poinçon 144 supportant un poinçon 146. Ce poinçon 146, également disposé selon la direction radiale définie par le jonc J, traverse l'extrémité de la tête 110, de telle sorte que son extrémité affleure normalement la face terminale de la

tête d'implantation lorsqu'il est en position rétrac-

tée. L'ensemble constitué par l'enclume 142, la plaque 144 et le poinçon 146 se déplace à l'intérieur de la tête 110 parallèlement à la direction définie par le

jonc J sur des colonnettes 148.

On comprend que la mise en oeuvre du vérin 132 permet, par l'action de la tige 40 sur l'enclume 142, d'enfoncer le poinçon 146 dans te mandrin, dans Le même temps o un jonc J' préalablement tronçonné est enfoncé par La tige 134 dans une perforation P réaLisée au préalable dans le mandrin par le poinçon 146. On réalise ainsi simultanément une perforation dans le mandrin et l'implantation d'un jonc tronçonné dans une

perforation réalisée précédemment.

Etant donné que la tête d'implantation 110 peut se déplacer entre la position d'implantation et la position d'alimentation et de découpe, il n'est pas

possible de commander le rappel du poinçon 146 en agis-

sant sur le vérin 132. Pour cette raison, on voit sur la figure 3 qu'un piston de rappel 150 est interposé

entre La tête 110 et la plaque 144 à l'opposé de l'en-

clume 142.

Le dispositif d'implantation qui vient

d'être décrit fonctionne de façon séquentielle, en syn-

chronisme avec Les moteurs commandant le déplacement

relatif pas à pas entre le mandrin M et ce dispositif.

En ce qui concerne ce déplacement relatif, il peut notamment être réalisé par la combinaison d'une rotation pas à pas du mandrin avec un déplacement pas à pas du dispositif d'implantation paraLlèlement à La

génératrice adjacente du mandrin. Ces déplacements peu-

vent être obtenus par tous moyens connus.

Le fonctionnement du dispositif d'implanta-

tion est le suivant.

La tête d'implantation 110 étant en position d'alimentation et de découpe, la pince formée par les mors 92 et 94 ouverte, les vérins 106, 122 et 132 en

position rétractée et le piston 150 actionné, on intro-

duit à l'aide de l'ensemble 75 le jonc J non coupé dans la rainure 110b, jusqu'à ce que son extrémité vienne en

appui sur la butée 116.

La pince de préhension de l'extrémité du jonc J non coupé adjacente à la meule 98 est alors serrée

sous l'action du vérin 96.

La découpe d'un segment de jonc J' situé dans la rainure 110b est ensuite réalisée. A cet effet, la meule 98 est entraînée en rotation par le moteur 108 et le vérin 106 est mis en oeuvre. A la fin de La découpe, le moteur 108 est arrêté et le vérin 106 reltâché, les

ressorts 104 ramenant alors ta meule en position d'at-

tente telle que représentée sur les figures 2 et 4.

La tête 110 est alors amenée en position d'implantation par le vérin 114. L'extrémité de la

rainure 110b n'est donc plus obturée par La butée 116.

La mise en oeuvre du vérin 132 a pour effet

d'assurer simultanément la réalisation d'une perfora-

tion P dans le mandrin et l'insertion du jonc J' qui vient d'être coupé dans une perforation réalisée au

préalable. Le vérin 132 et le vérin 150 ramènent ensui-

te la tige de poussée 134 et le poinçon 146 en position rétractée. Après une mise en oeuvre du piston 122 pour libérer le jonc J' qui vient d'être implanté, la tête

110 revient dans sa position d'alimentation et de dé-

coupe sous l'action du vérin 114 et La porte 120 est

immédiatement refermée.

On libère ensuite l'extrémité du jonc J en ouvrant La pince formée par Les mors 92 et 94, de sorte

qu'on se retrouve dans la position initiale. Les dépla-

cements relatifs entre le dispositif d'implantation et le mandrin peuvent alors être commandés pour avancer d'un pas, avant que ne recommence La même succession d'opérations.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir

les joncs par implantation directe, consistant à im-

planter des joncs (J) dans le mandrin, caractérisé en ce qu'on implante chaque jonc après avoir amené un jonc sous forme de fil continu dans une position d'attente,

puis coupé ce jonc à la longueur souhaitée.

2. Procédé selon La revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on coupe le jonc en maintenant l'extré-

mité adjacente du jonc non coupé.

3. Dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir Les joncs par implantation directe, comprenant un bâti

(82) supportant une tête d'implantation (110) compor-

tant au moins un passage (110b) apte à recevoir un jonc (J), au moins une tige d'implantation (134) pouvant être alignée avec ledit passage, et des moyens (132)

pour déplacer ladite tige (134) parallèLement à elLe-

même dans l'un et l'autre sens, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte de plus des moyens (98, 106, 108)

pour couper le jonc (J) Lorsqu'iL est dans Ledit passa-

ge (110b) et des moyens (114) pour déplacer ladite tête (110) entre une position d'alimentation et de découpe dans laquelle le jonc peut être coupé par lesdits

moyens de coupe (98, 106, 108) et une position d'im-

plantation dans laquelLe ledit passage (110b) est ali-

gné avec La tige d'implantation (134).

4. Dispositif selon la revendication 3, ca-

ractérisé en ce que le bâti (82) supporte une butée (116) située dans le prolongement dudit passage (110b)

lorsque la tête (110) se trouve dans la position d'ali-

mentation et de découpe.

5. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 et 4, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte de plus des moyens de préhension (90 à 96)

aptes à maintenir L'extrémité du jonc non coupé adja-

cente auxdits moyens de coupe (98, 106, 108).

6. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 à 5, caractérisé en ce que des moyens (84) de réglage de la longueur des joncs implantés sont prévus pour déplacer les moyens de coupe (98, 106, 108)

parallèlement audit passage (110b) par rapport au bâ-

ti (82).

7. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite tête

(110) supporte au moins un poinçon (146) parallèLe au-

dit passage (110b) et des moyens (150) pour solliciter le poinçon vers une position rétractée, lesdits moyens

(132) pour déplacer la tige d'implantation (134) agis-

sant simultanément sur le poinçon dans le sens corres-

pondant à l'implantation du jonc, afin de réaliser une perforation dans le mandrin, lorsque ladite tête (110)

est dans la position d'implantation.

8. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'un des

côtés dudit passage (110b) est formé sur une porte amo-

vible (120) normalement fermée actionnée par des moyens d'ouverture (122) lorsqu'un déplacement relatif entre le dispositif d'implantation et Le mandrin doit être effectué.

9. Dispositif selon l'une quelconque des re-

vendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens (75) pour introduire pas à pas le jonc

continu (J) dans ledit passage (110b).

10. Dispositif selon L'une quelconque des re- -

vendications 3 à 9, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte une languette amovible (119) dont l'extrémité pénètre dans Ledit passage (110b) lorsque la tête (110)

se trouve dans la position d'alimentation et de décou-

pe.