FR2684920A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A LOOP-LIKE ELEMENT IN FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL. - Google Patents
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Abstract
Pour obtenir, dans un élément en forme de boucle en matériau composite renforcé par fibres fabriqué par bobinage continu sur une forme de bobinage 2 d'un fil de renforcement 18 imprégné d'une matrice, une orientation unidirectionnelle du fil même lorsque le produit bobiné a une très faible épaisseur on réduit progressivement la tension du fil de renforcement 18 d'une valeur maximale en début de bobinage jusqu'à une valeur minimale permettant un dépôt parfait du fil au fur et à mesure que le bobinage dans l'espace de bobinage progresse. Aux endroits où l'on souhaite obtenir une orientation rectiligne des fibres, le fil est déposé pratiquement sans limitation en épaisseur.To obtain, in a loop-shaped element of fiber-reinforced composite material produced by continuous winding on a winding form 2 of a reinforcing wire 18 impregnated with a matrix, a unidirectional orientation of the wire even when the wound product has a very small thickness, the tension of the reinforcement wire 18 is gradually reduced from a maximum value at the start of winding to a minimum value allowing perfect deposition of the wire as the winding in the winding space progresses . At the places where it is desired to obtain a rectilinear orientation of the fibers, the yarn is deposited practically without limitation in thickness.
Description
i Procédé et dispositif de fabrication d'un élément en forme de boucle eni Method and device for manufacturing a loop-shaped element in
matériau composite renforcé par fibres L'invention concerne un procédé fabrication d'un élément en The invention relates to a process for manufacturing an element made of
forme de boucle en matériau composite renforcé par fibres, en particu- loop form of fiber-reinforced composite material, in particular
lier d'une boucle large, de faible épaisseur, en préimprégné, procédé selon lequel on enroule en continu, en présence d'une contrainte de traction, au moins un file de renforcement imprégné d'une matrice sur un outil de bobinage pourvu d'un espace de bobinage adapté à la forme bonding with a wide, thin loop, in prepreg, process according to which there is continuously wound, in the presence of a tensile stress, at least one reinforcing line impregnated with a matrix on a winding tool provided with a winding space adapted to the shape
en section droite de l'élément en forme de boucle L'invention concer- in cross section of the loop-shaped element The invention relates to
ne également un dispositif de bobinage pour la fabrication d'éléments also a winding device for the manufacture of elements
en forme de boucle.in the form of a loop.
Par le document DE-27 36 124-C 3, il est connu de fabriquer By document DE-27 36 124-C 3, it is known to manufacture
un élément en forme de boucle en matériau composite renforcé par fi- a loop-shaped element of composite material reinforced by
bres en enroulant par des moyens mécaniques, autour d'un outil de bo- bres by winding by mechanical means, around a bo-
binage, un fil de renforcement imprégné d'une matrice, lequel fil, lors de la rotation de l'outil de bobinage, est tiré de manière continue avec une force de traction préréglée dans un espace de bobinage de l'outil qui est ouvert radialement vers l'extérieur et dont la forme correspond hoeing, a reinforcing wire impregnated with a matrix, which wire, during the rotation of the winding tool, is pulled continuously with a preset tensile force in a winding space of the tool which is open radially outward and whose shape corresponds
à la forme en section droite transversale de l'élément en forme de bou- the cross-sectional shape of the ball-shaped element
cle terminé Des bobinés en forme de boucle sont certes faciles à réali- finished key Loop-wrapped loops are easy to make
ser sur le plan technique, mais ces éléments présentent, notamment lorsque leur largeur est importante, dans la région des parties courbes de l'espace de bobinage ou de la boucle, une orientation irrégulière des spires situées radialement à l'intérieur et, dans la région des parties technically, but these elements have, in particular when their width is large, in the region of the curved parts of the winding space or of the loop, an irregular orientation of the turns located radially inside and, in the parts region
rectilignes de l'espace de bobinage, un placement plus ou moins forte- rectilinear winding space, more or less strong placement-
ment bombé en direction de l'extérieur au fur et à mesure que la lar- bulging towards the outside as the lar-
geur du produit augmente; hors, pour tirer au mieux parti des caracté- product taste increases; off, to make the most of the
ristiques supérieures des matériaux composites renforcés par fibres superior characteristics of fiber-reinforced composite materials
pour des éléments en forme de boucle, il faut une orientation parfaite- for elements in the form of a loop, perfect orientation is required-
ment unidirectionnelle du fil, c'est-à-dire une disposition du fil paral- unidirectional wire, i.e. a parallel wire arrangement
lèle à l'espace de bobinage, concentrique par rapport au centre de courbure dans les parties courbes de l'espace ou de la boucle et parfai- related to the winding space, concentric with respect to the center of curvature in the curved parts of the space or the loop and perfect
tement linéaire dans les parties rectilignes dudit espace de bobinage. linearly in the rectilinear parts of said winding space.
Par suite de défauts d'orientation de ce type, défauts qui ne peuvent plus être corrigés après coup, par exemple pendant le processus de durcissement, les propriétés mécaniques, notamment la résistance de fatigue dynamique d'un élément en forme de boucle fabriqué de cette manière sont nettement inférieures aux valeurs maximales pouvant être obtenues avec un élément en forme de boucle en matériau composite As a result of orientation defects of this type, defects which can no longer be corrected after the fact, for example during the hardening process, the mechanical properties, in particular the dynamic fatigue strength of a loop-shaped element manufactured from this way are significantly lower than the maximum values that can be obtained with a loop-shaped element made of composite material
renforcé par fibres.fiber reinforced.
L'objectif de la présente invention est d'améliorer un procédé The objective of the present invention is to improve a process
et un dispositif de bobinage du type indiqué en introduction de maniè- and a winding device of the type indicated in the introduction in a manner
re à éliminer efficacement les défauts mentionnés d'orientation du fil dans le produit bobiné, et cela même lorsque le produit bobiné a une largeur radiale importante, et à augmenter ainsi considérablement la re to effectively eliminate the mentioned defects of orientation of the wire in the wound product, even when the wound product has a large radial width, and thus considerably increase the
résistance de la boucle de matériau composite renforcé par fibres. loop strength of fiber reinforced composite material.
Le problème est résolu selon l'invention par le fait que, au The problem is solved according to the invention by the fact that, at
cours du processus de bobinage, on diminue progressivement la ten- during the winding process, the voltage is gradually decreased
sion d'enroulement du fil de renforcement à partir d'une valeur maxi- reinforcement wire winding sion from a maximum value
male en début de bobinage au fur et à mesure que le bobinage progres- male at the start of winding as the winding progresses
se dans la direction radiale à l'intérieur de l'espace de bobinage. in the radial direction inside the winding space.
Conformément à l'invention, lorsque le bobinage est terminé, on diminue la tension d'enroulement effective du fil de renforcement According to the invention, when the winding is finished, the effective winding tension of the reinforcing wire is reduced
avant le durcissement du matériau composite renforcé par fibres. prior to curing of the fiber reinforced composite material.
Selon une variante du procédé selon l'invention, on retire l'élément en forme de boucle de l'outil de bobinage avant durcissement According to a variant of the method according to the invention, the loop-shaped element is removed from the winding tool before hardening
du matériau renforcé par fibres.fiber reinforced material.
Pour réaliser un élément en forme de boucle ouvert d'un côté, on sépare, conformément à l'invention une partie de boucle du produit To produce a loop-shaped element open on one side, a part of the product is separated in accordance with the invention.
enroulé, avant durcissement de celui-ci. rolled up, before hardening thereof.
Conformément à l'invention, pour fabriquer un élément en According to the invention, for manufacturing an element in
forme de boucle comportant des parties qui relient entre elles, de ma- form of loop comprising parts which interconnect, ma-
nière rectiligne les parties courbes de la boucle, on dépose le fil de renforcement librement, sans être soutenu latéralement par l'outil de the rectilinear curved parts of the loop, the reinforcement wire is deposited freely, without being supported laterally by the
bobinage dans la région des parties rectilignes,. winding in the region of the straight parts ,.
Conformément à l'invention, on calibre en épaisseur l'élément en forme de boucle dans la région de ses parties rectilignes lorsque le In accordance with the invention, the loop-shaped element is calibrated in thickness in the region of its rectilinear parts when the
bobinage est terminé.winding is finished.
Selon une variante du procédé selon l'invention, à la fin du According to a variant of the method according to the invention, at the end of the
bobinage, on déforme les parties rectilignes en direction de l'axe mé- winding, the straight parts are deformed in the direction of the metric axis
dian de la boucle Eventuellement, on procède à une compression-réac- dian of the loop Optionally, we perform a compression-reaction
tion de l'élément en forme de boucle en le calibrant avec précision en tion of the loop-shaped element by calibrating it with precision
épaisseur et en forme.thickness and shape.
L'invention repose sur la constatation que la disposition irré- The invention is based on the observation that the irre-
gulière du fil dans les spires proches du bord intérieur des parties courbes de l'espace de bobinage est due à un déplacement du fil dans le bain de matrice qui, pour des raisons techniques, est maintenu à l'état visqueux pendant la phase de bobinage, lequel déplacement se produit après enroulement en direction du centre de courbure sous regularity of the wire in the turns near the inner edge of the curved parts of the winding space is due to a displacement of the wire in the matrix bath which, for technical reasons, is kept in the viscous state during the winding phase , which displacement occurs after winding towards the center of curvature under
l'action des forces normales qui agissent perpendiculairement à la di- the action of the normal forces which act perpendicular to the di-
rection locale des forces de traction des spires de fil superposées et local rection of the traction forces of the superimposed wire turns and
dont l'action s'additionne En réduisant selon l'invention progressive- whose action is added By reducing according to the invention progressive-
ment la tension d'enroulement à partir d'une valeur maximale en début de bobinage jusqu'à une valeur minimale suffisamment élevée pour permettre un placement parfait des dernières spires, on parvient à ce que, dans chacune des spires critiques susceptibles de se déplacer, ment winding tension from a maximum value at the start of winding to a minimum value high enough to allow perfect placement of the last turns, it is achieved that, in each of the critical turns likely to move,
d'une part grâce à l'enroulement relativement serré des spires inférieu- on the one hand thanks to the relatively tight winding of the lower turns
res qui forment un support stabilisé empêchant des déplacements ra- res which form a stabilized support preventing ra-
diaux et, d'autre part, grâce à la tension comparativement nettement plus faible des spires suivantes, les forces normales exercées par ces dials and, on the other hand, thanks to the comparatively much lower tension of the following turns, the normal forces exerted by these
dernières et agissant dans le sens d'un déplacement radial restent fai- and acting in the direction of a radial movement remain weak
bles, avec pour conséquence, pour toutes les spires, une orientation du fil adaptée au matériau composite et à la charge à supporter par la boucle, cela même lorsque la largeur de la bande est importante, et ainsi après durcissement de la boucle en matériau composite renforcé bles, with for consequence, for all the turns, an orientation of the wire adapted to the composite material and to the load to be supported by the loop, this even when the width of the strip is important, and thus after hardening of the loop in composite material reinforced
par fibres des propriétés mécaniques, notamment une charge dynami- by fibers mechanical properties, in particular a dynamic load
que admissible, sensiblement améliorées Dans le dispositif de bobina- than permissible, significantly improved in the winding device
ge selon l'invention, la réduction progressive de la tension du fil est opérée de manière automatique à l'aide d'un circuit de régulation qui règle la tension effective du fil pendant le processus de bobinage en According to the invention, the progressive reduction of the thread tension is effected automatically using a regulation circuit which regulates the effective thread tension during the winding process in
accord avec une valeur de consigne qui diminue en fonction du diamè- agreement with a setpoint which decreases as a function of the diameter
tre de bobinage du produit bobiné. Un autre aspect important de l'invention est l'obtention d'une orientation unidirectionnelle du fil dans les parties rectilignes Dans ces parties, la force normale qui résulte de la contrainte de traction et agit perpendiculairement à la direction locale du fil est très faible et tend vers zéro lorsque le fil est rectiligne, de sorte que dans ce cas, le produit bobiné étant limité latéralement par les plaques de l'outil de bobinage maintenues à une distance l'une de l'autre qui correspond à winding of the wound product. Another important aspect of the invention is to obtain a unidirectional orientation of the wire in the rectilinear parts. In these parts, the normal force which results from the tensile stress and acts perpendicular to the local direction of the wire is very low and tends towards zero when the wire is straight, so that in this case, the wound product being limited laterally by the plates of the winding tool kept at a distance from each other which corresponds to
l'épaisseur de la boucle, on obtient, notamment dans le cas de très fai- the thickness of the loop, we obtain, especially in the case of very small
bles épaisseurs de boucle, la disposition bombée du fil en direction de buckle thicknesses, the curved arrangement of the wire in the direction of
l'extérieur mentionnée en introduction dans le produit bobiné à la pla- the exterior mentioned in the introduction to the wound product on the plate
ce de l'orientation unidirectionnelle Selon l'invention, on procède au dépôt du fil pratiquement sans limitation d'épaisseur, l'espace de that of the unidirectional orientation According to the invention, the wire is deposited practically without limitation of thickness, the space of
bobinage étant augmenté par rapport à l'épaisseur de la boucle, les for- winding being increased with respect to the thickness of the loop, the
ces de blocage qui empêchent une disposition linéaire automatique du these blocking which prevent an automatic linear arrangement of the
fil étant éliminées de manière efficace et une disposition rectiligne pa- wire being effectively eliminated and a straight line arrangement
rallèle du fil dans le sens de la largeur de l'élément en forme de boucle étant obtenue par des moyens simples Certes l'épaisseur de paroi est augmentée dans les parties rectilignes de l'espace de bobinage, mais line of the wire in the width direction of the loop-shaped element being obtained by simple means Certainly the wall thickness is increased in the straight parts of the winding space, but
cette surépaisseur peut être éliminée sans difficulté à la fin du proces- this extra thickness can be easily removed at the end of the process.
sus de bobinage tout en conservant l'orientation unidirectionnelle du winding while maintaining the unidirectional orientation of the
fil, notamment grâce à une opération de calibrage en épaisseur. wire, in particular thanks to a thickness calibration operation.
Le dispositif de bobinage pour la fabrication d'un élément en forme de boucle en matériau composite renforcé par fibres comporte une forme de bobinage sur laquelle on enroule en continu sous une contrainte de traction, au moins un fil de renforcement dont la matrice est imprégnée, la forme de bobinage étant composée d'un noyau et de plaques de moule qui sont fixées sur le côté dudit noyau et délimitent The winding device for the production of a loop-shaped element made of fiber-reinforced composite material comprises a form of winding on which at least one reinforcing wire is continuously wound under a tensile stress, the matrix of which is impregnated, the winding form being composed of a core and mold plates which are fixed on the side of said core and delimit
un espace de bobinage ouvert radialement vers l'extérieur, dont le pro- a winding space open radially outwards, the pro-
fil est adapté à la forme en section transversale de l'élément en forme de boucle, ainsi qu'un circuit de régulation de la tension de bobinage qui diminue progressivement la tension du fil de renforcement au cours du processus de bobinage, de manière automatique au fur et à mesure que le bobinage progresse radialement dans l'espace de bobinage. Selon un perfectionnement de l'invention le dispositif com- porte un moyen d'entraînement en rotation de la forme de bobinage et wire is adapted to the cross-sectional shape of the loop-shaped element, as well as a winding tension regulation circuit which progressively decreases the tension of the reinforcing wire during the winding process, automatically at as the winding progresses radially in the winding space. According to an improvement of the invention, the device comprises a means for driving in rotation the shape of the winding and
un dispositif de freinage variable réglable du fil Le moment de trac- a variable adjustable braking device for the wire The moment of traction
tion efficace de la forme de bobinage est maintenu à une valeur prédé- the effective form of the winding is maintained at a predefined value.
terminée constante pendant le processus de bobinage au moyen du cir- constant constant during the winding process by means of the
cuit de régulation en réglant en conséquence la force de freinage du regulation baking by adjusting the braking force accordingly
frein de fil.wire brake.
Selon une variante de l'invention, l'espace de bobinage s'élar- According to a variant of the invention, the winding space widens
git latéralement dans la région des parties rectilignes, au-delà de git laterally in the region of the rectilinear parts, beyond
l'épaisseur théorique de l'élément en forme de boucle Les parties élar- the theoretical thickness of the loop-shaped element The widened parts
gies de l'espace de bobinage se raccordent de manière progressive aux parties courbes correspondant à l'épaisseur théorique de l'élément en gies of the winding space are progressively connected to the curved parts corresponding to the theoretical thickness of the element in
forme de boucle.loop form.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le noyau de bobinage est pourvu, dans la région des parties rectilignes, de surfaces According to another characteristic of the invention, the winding core is provided, in the region of the rectilinear parts, with surfaces
incurvées vers l'intérieur.curved inward.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les plaques de According to one embodiment of the invention, the plates
moule de la forme de bobinage se composent chacune d'une joue exté- coil shape mold each consist of an outer cheek
rieure rigide et d'une coquille intérieure, de faible épaisseur, qui déli- rigid and of an inner shell, of small thickness, which delimits
mite l'espace de bobinage et peut être enlevée en même temps que le mites the winding space and can be removed together with the
noyau et le produit bobiné sur celui-ci. core and the product wound on it.
Il est recommandé, pour éviter des tensions indésirables du fil dans l'élément en forme de boucle fini, notamment dans les parties de boucle enroulée avec une force de traction élevée situées dans la région du bord intérieur, de réduire la tension d'enroulement du fil de renforcement à la fin du processus de bobinage, avant la solidification It is recommended, to avoid unwanted tension of the wire in the finished loop-shaped element, especially in the loop parts wound with a high tensile force located in the region of the inner edge, to reduce the winding tension of the reinforcement wire at the end of the winding process, before solidification
du matériau composite renforcé par fibres L'élimination des contrain- fiber-reinforced composite material Elimination of stresses
tes est obtenue avantageusement en retirant du noyau de bobinage tes is advantageously obtained by removing from the winding core
l'élément en forme de boucle avant durcissement du matériau composi- the loop-shaped element before the composite material has hardened
te et/ou, lorsqu'il s'agit de fabriquer un élément en forme de boucle ouvert d'un côté, en séparant une partie de la boucle du produit bobiné avant le durcissement Ceci aboutit dans les deux cas à une relaxation des contraintes dans le fil de renforcement tout en conservant une te and / or, when it is a question of manufacturing an element in the form of a loop open on one side, by separating a part of the loop from the wound product before hardening This results in both cases in a relaxation of the stresses in the reinforcing wire while retaining a
orientation unidirectionnelle du fil. unidirectional orientation of the wire.
Le procédé de bobinage selon l'invention convient également à la fabrication d'éléments en forme de boucle comportant des parties concaves cintrées vers l'intérieur, comme c'est le cas par exemple dans la région de l'attache des pales de rotors d'hélicoptère Dans ce cas, on enroule tout d'abord de manière rectiligne les parties concaves de l'élément en forme de boucle et, à la fin du processus de bobinage, on The winding method according to the invention is also suitable for the production of loop-shaped elements comprising concave parts bent inwards, as is the case for example in the region of the attachment of the rotor blades of helicopter In this case, the concave parts of the loop-shaped element are firstly wound in a straight line and, at the end of the winding process,
déforme les parties rectilignes en direction de l'axe médian de la bou- deforms the straight parts towards the center line of the bou-
cle en fonction de la géométrie souhaitée Le noyau de bobinage peut être utilisé pour cette opération de formage, ce qui réduit les dépenses key according to the desired geometry The winding core can be used for this forming operation, which reduces costs
en outillage A cet effet, les surfaces périphériques qui délimitent l'es- in tools For this purpose, the peripheral surfaces which delimit the es
pace de bobinage dans sa partie inférieure présentent, dans la région winding space in its lower part present, in the region
des parties rectilignes, une forme concave, cintrée en direction de l'in- rectilinear parts, a concave shape, curved in the direction of the
térieur, conformément à la forme souhaitée de la boucle et sont agen- in accordance with the desired shape of the loop and are arranged
cées en surface de moulage pour la mise en forme ultérieure des par- created on the molding surface for subsequent shaping of the parts
ties de boucle Cette forme du noyau favorise du même coup le dépôt loop ties This shape of the core promotes deposit at the same time
du fil dans la région des parties rectilignes. wire in the region of the straight parts.
Afin de simplifier le circuit de régulation de la tension d'en- In order to simplify the supply voltage regulation circuit
roulement, celui-ci utilise comme grandeur de réglage de la tension de consigne soit le nombre de révolutions de l'outil de bobinage, soit une bearing, this uses as the variable for adjusting the setpoint voltage either the number of revolutions of the winding tool, or a
commande auto-réglable qui fait varier en continu la tension d'enrou- self-adjusting control which continuously varies the winding voltage
lement du fil de renforcement de manière telle que la forme de reinforcement wire so that the shape of
bobinage soit entraînée avec un moment de traction ou un couple cons- winding is driven with a pulling moment or a constant torque
tant indépendamment de l'importance du bobinage. both regardless of the importance of the winding.
Pour ne pas perturber le placement du fil dans les parties de l'espace de bobinage élargies dans la direction de l'épaisseur de la In order not to disturb the placement of the wire in the parts of the winding space widened in the direction of the thickness of the
boucle, ces parties présentent un raccordement progressif avec les par- loop, these parts have a progressive connection with the
ties convexes d'espace de bobinage qui correspondent à l'épaisseur convex winding space ties that correspond to the thickness
théorique de l'élément en forme de boucle. theoretical of the loop-shaped element.
Les plaques de la forme de bobinage sont constituées respec- The plates of the winding form are made respec-
tivement de deux parties, à savoir d'une joue extérieure rigide et d'une coquille de moule à paroi de faible épaisseur qui délimite l'espace de two parts, namely a rigid outer cheek and a thin-walled mold shell which delimits the space of
bobinage côté intérieur.inner side winding.
La phase de bobinage terminée, on retire les joues qui sont ainsi disponibles pour la fabrication d'un autre élément en forme de boucle Le produit bobiné, avec les coquilles de moule et le noyau, maintenu par ces éléments, est entreposé de préférence à l'état refroidi par choc thermique Après avoir retiré les coquilles de moule et le When the winding phase is finished, the cheeks are removed, which are thus available for the manufacture of another loop-shaped element. The wound product, with the mold shells and the core, held by these elements, is preferably stored at heat-cooled state After removing the mold shells and
noyau et, le cas échéant, après application par laminage de couche tex- core and, if necessary, after application by laminating tex-
tiles supplémentaires, le produit est travaillé, par exemple par réticu- additional tiles, the product is worked, for example by reticu-
lation préliminaire adaptée du matériau composite renforcé par fibres et subit une compression-réaction avec formage-calibrage simultané, puis est définitivement durci pour former un ensemble stratifié avec adapted preliminary lation of the fiber-reinforced composite material and undergoes a compression-reaction with simultaneous forming-calibration, then is definitively hardened to form a laminated assembly with
d'autres élément en forme de boucle semblables. other similar loop-shaped elements.
Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après An exemplary embodiment of the invention is described below
en liaison avec les dessins qui représentent de manière fortement sim- in connection with the drawings which represent in a very simple way
plifiée: Figure 1, un dispositif de bobinage en vue en perspective, folded: Figure 1, a winding device in perspective view,
Figure 2, la forme de bobinage en vue en coupe longitudina- Figure 2, the winding shape in longitudinal section view
le, les rapports en épaisseur étant fortement exagérés pour des raison de clarté, Figure 3, l'élément en forme de boucle avant le début de la compression-réaction, Figure 4, le processus de compression à l'aide d'un outil plongeur, Figure 5, l'élément en forme de boucle après retrait de l'outil plongeur. Le dispositif de bobinage représenté sur les figures 1 et 2 comprend une forme de bobinage 2 qui est entraînée en rotation autour the, the thickness ratios being greatly exaggerated for reasons of clarity, Figure 3, the element in the form of a loop before the start of the compression-reaction, Figure 4, the compression process using a plunger tool , Figure 5, the loop-shaped element after removal of the plunger tool. The winding device shown in Figures 1 and 2 comprises a form of winding 2 which is rotated around
de l'axe A-A (par un dispositif d'entraînement non représenté) La for- axis A-A (by a drive device not shown) The form-
me se compose d'un noyau 4 central et de deux plaques de moule 6 qui sont fixées sur ledit noyau avec possibilité de démontage Les plaques me consists of a central core 4 and two mold plates 6 which are fixed to said core with the possibility of disassembly The plates
de moule 6 sont constituées respectivement d'une joue 8 extérieure ri- mold 6 consist respectively of an outer cheek 8 ri-
gide et d'une coquille de moule 10 intérieure de faible épaisseur pre- gide and an inner mold shell 10 of thin thickness pre-
nant appui sur la joue et définissent un espace de bobinage 12 de sec- pressing on the cheek and defining a winding space 12 sec.
tion en forme de U ouvert radialement vers l'extérieur Le dispositif de bobinage comprend en outre un dispositif d'amenée de fil, globalement repéré 14, avec un circuit de régulation de la traction comportant un U-shaped open radially outwardly The winding device further comprises a wire feeding device, generally marked 14, with a traction control circuit comprising a
frein de fil 16 variable réglable, un capteur 20 qui mesure la contrain- adjustable variable wire brake 16, a sensor 20 which measures the stress
te de traction ou d'enroulement effective dans le fil 18 de renforce- effective tensile or winding in the reinforcing wire 18
ment, un capteur 22 qui compte le nombre de révolutions de la forme de bobinage 2 et, comme organe de commande, un moyen de réglage 24 qui agit sur le frein de fil 16 de manière telle que la contrainte de traction effective à l'intérieur du fil 18 diminue progressivement d'une valeur maximale en début de bobinage jusqu'à une valeur minimale convenable pour la disposition des spires en fin de bobinage, au fur et ment, a sensor 22 which counts the number of revolutions of the winding form 2 and, as a control member, an adjustment means 24 which acts on the wire brake 16 so that the effective tensile stress inside of the wire 18 gradually decreases from a maximum value at the start of winding to a minimum value suitable for the arrangement of the turns at the end of winding, as and
à mesure que le nombre de révolutions de la forme de moulage 2 aug- as the number of revolutions of the molding form 2 increases
mente Le circuit de régulation peut aussi être agencé de manière telle que le capteur 22 mesure le couple d'entraînement appliqué à la forme de bobinage 2 et, à l'aide du moyen de réglage 24, maintient celui-ci à une valeur constante prédéterminée pendant le processus de bobinage The regulation circuit can also be arranged in such a way that the sensor 22 measures the driving torque applied to the winding form 2 and, using the adjusting means 24, maintains this at a predetermined constant value. during the winding process
en réglant en conséquence le frein de fil 16. adjusting the wire brake 16 accordingly.
L'espace de bobinage 12 a une forme allongée et sa largeur libre, c'està-dire la distance séparant les parties de moule 10, dans les parties en arc de cercle de l'espace de bobinage correspond à The winding space 12 has an elongated shape and its free width, that is to say the distance separating the mold parts 10, in the arcuate parts of the winding space corresponds to
l'épaisseur d de l'élément en forme de boucle 26 à fabriquer (figure 3). the thickness d of the loop-shaped element 26 to be manufactured (FIG. 3).
Comme le montre la figure 2, dans les parties qui relient entre elles les zones terminales en arc de cercle et dans lesquelles une disposition As shown in Figure 2, in the parts which interconnect the terminal areas in an arc and in which an arrangement
rectiligne du fil est recherchée, l'espace de bobinage 12 s'élargit symé- straight line is sought, the winding space 12 widens symmetrically
triquement dans la direction de l'épaisseur de l'élément en forme de boucle jusqu'à atteindre environ deux fois l'épaisseur d et en outre, le tracing in the direction of the thickness of the loop-shaped element until it reaches approximately twice the thickness d and furthermore the
noyau 4 présente, dans la région des parties élargies de l'espace de bo- nucleus 4 presents, in the region of the enlarged parts of the bo-
binage, un contour incurvé radialement en direction de l'intérieur par rapport à la droite joignant les zones terminales, ainsi que le montre le hoeing, a curved contour radially inward towards the straight line joining the terminal areas, as shown by the
contour du noyau tracé en pointillé sur la figure 1; ainsi, le fil de ren- core outline drawn in dotted lines in FIG. 1; thus, the connecting wire
forcement 18 est déposé librement pratiquement sans être limité par forcing 18 is freely deposited practically without being limited by
l'espace de bobinage 12 dans les parties élargies de l'espace de bobina- the winding space 12 in the enlarged parts of the winding space
ge, les parties incurvées vers l'intérieur du noyau 4 pouvant servir de surface de formage lors d'une formage éventuel ultérieur des parties ge, the parts curved towards the inside of the core 4 being able to serve as a forming surface during a possible subsequent forming of the parts
rectilignes de l'élément en forme de boucle. straight of the loop-shaped element.
Afin de garantir un placement sans problème du fil, le bord extérieur des parties de moule 10 est arrondi et les parties élargies de l'espace de bobinage se raccordent aux parties terminales en arc de cercle de l'espace de bobinage par des parties qui se rétrécissent en In order to guarantee trouble-free placement of the wire, the outer edge of the mold parts 10 is rounded and the widened parts of the winding space are connected to the end parts in an arc of a circle of the winding space by parts which are shrink in
cône dans la direction longitudinale de l'espace de bobinage. cone in the longitudinal direction of the winding space.
Lorsque la forme de bobinage 2 tourne, le fil de renforcement When the winding shape 2 turns, the reinforcing wire
18 préimprégné de la matrice du matériau composite renforcé par fi- 18 prepreg of the matrix of the composite material reinforced by
bres maintenue à l'état visqueux pendant la phase de bobinage est dé- bres maintained in a viscous state during the winding phase is de-
posé en continu dans l'espace de bobinage avec une tension donnée ré- laid continuously in the winding space with a given voltage
glée par le circuit de régulation de la tension, la forme du produit bo- controlled by the voltage regulation circuit, the shape of the product bo-
biné 28 en boucle ainsi obtenu étant essentiellement déterminée par les biné 28 in loop thus obtained being essentially determined by the
surfaces qui délimitent l'espace de bobinage 12 dans les parties termi- surfaces which delimit the winding space 12 in the termi-
nales en arc de cercle Dès que la largeur de boucle b souhaitée est at- nals in an arc As soon as the desired loop width b is reached
teinte, on retire les joues 8 qui sont ainsi disponibles pour un nouveau shade, we remove the cheeks 8 which are thus available for a new
processus de bobinage, tandis que le produit bobiné 28 refroidi bruta- winding process, while the coiled product 28 cools
lement avec les parties de moule 10 et le noyau 4 est stocké, une partie de boucle du produit bobiné 28 étant séparée pour former un élément Lement with the mold parts 10 and the core 4 is stored, a loop part of the wound product 28 being separated to form an element
en forme de boucle ouvert d'un côté. open loop on one side.
Avec le refroidissement de la matrice du matériau composite, on peut retirer facilement le noyau 4 et les parties de moule 10 sans With the cooling of the matrix of the composite material, the core 4 and the mold parts 10 can be easily removed without
qu'il soit nécessaire de recourir à un quelconque agent de démoulage. that it is necessary to use any release agent.
La figure 3 montre un élément en forme de boucle 26 ouvert d'un côté après démoulage, les parties 30 rectilignes qui font suite à la partie de boucle 32 courbée présentant une surépaisseur par rapport à l'épaisseur théorique d du fait du dépôt sans limitation d'épaisseur du fil dans l'espace de bobinage; cette surépaisseur peut être éliminée sans difficulté au cours de la phase de compression qui suit L'élément FIG. 3 shows a loop-shaped element 26 open on one side after demolding, the rectilinear parts 30 which follow the curved loop part 32 having an excess thickness compared to the theoretical thickness d due to the deposit without limitation thickness of the wire in the winding space; this extra thickness can be eliminated without difficulty during the compression phase which follows The element
en forme de boucle 26, le cas échéant associé à d'autres tissus de pré- in the form of a loop 26, if appropriate associated with other pre-
imprégné non réticulé, par exemple le produit laminé de remplissage 34 présenté à la figure 5 dont les fibres sont croisées est placé dans un non-crosslinked impregnated, for example the laminated filling product 34 presented in FIG. 5, the fibers of which are crossed is placed in a
outil de formage 36 en deux parties (figure 4) dont la chambre 38 cor- forming tool 36 in two parts (Figure 4) including the chamber 38 cor-
respond à la géométrie finale de l'élément en forme de boucle 26 et est corresponds to the final geometry of the loop-shaped element 26 and is
calibré en forme et en épaisseur dans celui-ci sous l'action de la pres- calibrated in shape and thickness therein under the action of pressure
sion et de la chaleur jusqu'à l'obtention d'un taux de pré-réticulation donné du matériau composite, les parties 30 rectilignes pouvant être déformées radialement vers l'intérieur jusqu'à venir en contact l'une de l'autre, comme indiqué sur la figure 5 Après compression-réaction, heat and until a given pre-crosslinking rate of the composite material is obtained, the rectilinear parts being able to be deformed radially inwards until they come into contact with each other, as shown in Figure 5 After compression-reaction,
l'élément en forme de boucle 20 partiellement réticulé avec les cou- the loop-shaped element 20 partially crosslinked with the
ches de préimprégné 34 supplémentaires possède une épaisseur d cons- 34 additional prepreg sheets have a thickness of
tante qui peut correspondre à une seule ou à quelques fibres seulement et présente une orientation des fibres unique et il peut être durci en un matériau composite stratifié avec d'autres éléments en forme de boucle similaires pour former un organe monobloc en matériau composite ren- aunt which can correspond to only one or only a few fibers and has a unique fiber orientation and it can be hardened into a composite material laminated with other similar loop-shaped elements to form a one-piece member made of composite material
forcé par fibres.forced by fibers.
ilhe
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