FR2755637A1 - Monitoring of continuous fibre reinforced thermoplastic mix production - Google Patents

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Abstract

A method of analysing the functioning of an installation making fibre reinforced thermoplastic parts consists of: continuous production means (1) having separate input of thermoplastic and fibres; an accumulator (5) and temporary folding device for the produced mix; a means (7) for taking the mix from the accumulator and introducing it into a mould (8) to form the parts, which consists of a temperature controlled serving arrangement able to move between the accumulator and the mould. Samples (11) of the mix are taken regularly during the production from the exit (6) of the accumulator (5) when the transfer means (7) has left its loading position. The sample (11) is placed in a mould (14) to produce a calibrated test sample allowing characterisation of the mix and control of the installation functioning.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'analyse du fonctionnement d'une installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile. The present invention relates to a method and a device for analyzing the operation of an installation for manufacturing structural parts made of fiber-reinforced thermoplastic, in particular for a motor vehicle.

La Demanderesse a déjà décrit dans la demande de brevet français n" 95-05787, déposée le 16 mai 1995, une telle installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile, comportant
- des moyens de production en continu d'une pâte d'un mélange de matière thermoplastique renforcée de fibres, recevant en entrée d'une part, la matière thermoplastique et d'autre part, les fibres de renfort,
- des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de la pâte produite, et
- des moyens de prélèvement de pâte dans les moyens d'accumulation et de stockage temporaire et d'introduction de cette pâte prélevée dans un moule de formation de la pièce.
The Applicant has already described in French patent application No. 95-05787, filed on May 16, 1995, such an installation for manufacturing structural parts of fiber-reinforced thermoplastic material, in particular for a motor vehicle, comprising
means for continuously producing a paste of a mixture of fiber-reinforced thermoplastic material, receiving, on the one hand, the thermoplastic material and, on the other hand, the reinforcing fibers,
- means of accumulation and temporary storage of the pulp produced, and
- Means for collecting dough in the means of accumulation and temporary storage and introduction of this dough collected in a mold for forming the part.

L'installation décrite dans ce document se caractérise en ce que les moyens de prélèvement et d'introduction de pâte comprennent des moyens thermorégulés en forme de seringue comportant au moins un orifice de chargement/déchargement de pâte, portés par des moyens de manutention et déplaçables entre une première position de chargement de pâte, dans laquelle l'orifice de chargement/déchargement de pâte des moyens en forme de seringue est en regard de la sortie des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, pour permettre le transfert de la pâte de ces moyens d'accumulation et de stockage temporaire dans les moyens en forme de seringue et une seconde position d'introduction de la pâte chargée dans ces moyens, dans le moule de formation de la pièce.  The installation described in this document is characterized in that the means for collecting and introducing dough comprise thermoregulated syringe-shaped means comprising at least one orifice for loading / unloading dough, carried by handling means and movable between a first dough loading position, in which the dough loading / unloading orifice of the syringe-shaped means is opposite the outlet of the means of temporary accumulation and storage of dough, to allow the transfer of the paste from these means of temporary storage and accumulation in the syringe-shaped means and a second position for introducing the paste loaded into these means, into the mold for forming the part.

Comme cela a été indiqué dans ce document, une telle structure présente un certain nombre d'avantages notamment au niveau de sa flexibilité, de sa mise en oeuvre et de son entretien par rapport aux structures classiques de l'état de la technique. As indicated in this document, such a structure has a certain number of advantages in particular in terms of its flexibility, its implementation and its maintenance compared to the conventional structures of the prior art.

Un problème rencontré lors de la mise au point de ce type d'installations concerne l'analyse de son fonctionnement et en particulier la caractérisation en ligne de la pâte obtenue. A problem encountered during the development of this type of installation relates to the analysis of its operation and in particular the online characterization of the dough obtained.

En effet, dans les installations classiques de l'état de la technique, il est extrêmement difficile de caractériser la pâte, dans la mesure où les moyens de production en continu de cette pâte sont reliés directement au moule de formation de la pièce. Indeed, in conventional installations of the prior art, it is extremely difficult to characterize the dough, since the means for continuously producing this dough are directly connected to the mold for forming the part.

Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'analyse du fonctionnement d'une installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile, comportant
- des moyens de production en continu d'une pâte d'un mélange de matière thermoplastique renforcée de fibres, recevant en entrée d'une part, la matière thermoplastique et d'autre part, les fibres de renfort,
- des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte produite, et
- des moyens de prélèvement de pâte dans les moyens d'accumulation et de stockage temporaire et d'in- troduction de cette pâte prélevée dans un moule de formation de la pièce, dans laquelle les moyens de prélèvement et d'introduction de pâte comprennent des moyens thermorégulés en forme de seringue comportant au moins un orifice de chargement/déchargement de pâte, portés par des moyens de manuten tion et déplaçables entre une première position de chargement de pâte dans laquelle l'orifice de chargement/déchargement de pâte des moyens en forme de seringue est en regard de la sortie des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, pour permettre le transfert de la pâte de ces moyens d'accumulation et de stockage temporaire dans les moyens en forme de seringue et une seconde position d'introduction de la pâte chargée dans ces moyens, dans le moule de formation de la pièce, caractérisé en ce qu'on prélève régulièrement, lors du fonctionnement de l'installation, un échantillon de pâte produite par celle-ci, en sortie des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, lorsque les moyens de prélèvement et d'introduction de pâte ont quitté leur première position de chargement de pâte et on introduit cet échantillon de pâte dans un moule de fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée permettant de caractériser la pâte et de contrôler le fonctionnement de l'installation.
To this end, the subject of the invention is a method for analyzing the operation of an installation for manufacturing structural parts made of fiber-reinforced thermoplastic material, in particular for a motor vehicle, comprising
means for continuously producing a paste of a mixture of fiber-reinforced thermoplastic material, receiving, on the one hand, the thermoplastic material and, on the other hand, the reinforcing fibers,
- means of accumulation and temporary storage of pulp produced, and
- means for taking the dough from the means for the temporary accumulation and storage and introduction of this dough taken from a mold for forming the part, in which the means for taking and introducing the dough comprise thermoregulated syringe-shaped means comprising at least one dough loading / unloading orifice, carried by handling means and movable between a first dough loading position in which the dough loading / unloading orifice means of syringe is opposite the outlet of the means of temporary accumulation and storage of dough, to allow the transfer of the dough from these means of temporary accumulation and storage into the means in the form of a syringe and a second position of introduction of the paste loaded in these means, into the mold for forming the part, characterized in that one regularly takes off, during the operation of the installation, a sample of dough produced by the latter, at the outlet of the means of temporary accumulation and storage of dough, when the means of collecting and introducing dough have left their first dough loading position and introduced this dough sample into a manufacturing mold of at least one calibrated test specimen allowing the dough to be characterized and the operation of the installation to be checked.

Selon un autre aspect, l'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. According to another aspect, the invention also relates to a device for implementing this method.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé qui représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un dispositif d'analyse selon l'invention. The invention will be better understood with the aid of the description which will follow, given solely by way of example and made with reference to the appended drawing which represents a block diagram illustrating the structure and the operation of an analysis device. according to the invention.

On reconnaît sur cette figure, une installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile, présentant une structure analogue à celle décrite dans le document mentionné précédemment. We recognize in this figure, an installation for manufacturing structural parts of fiber-reinforced thermoplastic, in particular for a motor vehicle, having a structure similar to that described in the document mentioned above.

Cette installation comporte en effet des moyens, désignés par la référence générale 1, de production en continu d'une pâte d'un mélange de matière thermoplastique renforcée de fibres, recevant en entrée d'une part, la matière thermoplastique et d'autre part, les fibres de renfort. This installation indeed comprises means, designated by the general reference 1, of continuous production of a paste of a mixture of fiber-reinforced thermoplastic material, receiving on the one hand, the thermoplastic material and on the other hand , reinforcing fibers.

Comme cela a été indiqué dans le document mentionné précédemment, ces moyens comprennent par exemple une extrudeuse, désignée par la référence générale 2 sur cette figure, équipée de trémies 3 et 4 de réception de la matière thermoplastique d'une part et des fibres de renfort d'autre part. As indicated in the document mentioned above, these means comprise for example an extruder, designated by the general reference 2 in this figure, equipped with hoppers 3 and 4 for receiving the thermoplastic material on the one hand and the reinforcing fibers on the other hand.

La sortie de ces moyens 1 de production en continu de pâte est reliée à des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de la pâte produite, désignés par la référence générale 5 sur cette figure. The output of these means 1 for continuous production of dough is connected to means for the accumulation and temporary storage of the dough produced, designated by the general reference 5 in this figure.

On pourra se reporter au document mentionné précédemment pour obtenir des renseignements précis concernant la structure et le fonctionnement de ces moyens. Reference may be made to the document mentioned above for specific information concerning the structure and operation of these means.

On notera simplement que ces moyens présentent une sortie 6 de pâte associée à un organe formant vanne pilotable à l'ouverture et à la fermeture pour permettre l'écoulement ou non de pâte en sortie de ceux-ci. It will simply be noted that these means have an outlet 6 for paste associated with a valve member that can be controlled at opening and closing to allow the flow or not of paste leaving these.

De plus, il est prévu des moyens, désignés par la référence générale 7, de prélèvement de pâte dans ces moyens d'accumulation et de stockage temporaire et d'introduction de cette pâte prélevée, dans un moule 8 de formation de la pièce. In addition, means are designated, designated by the general reference 7, for collecting dough from these means of accumulation and temporary storage and for introducing this dough collected, into a mold 8 for forming the part.

Comme cela a été indiqué dans le document mentionné précédemment, les moyens 7 de prélèvement et d'introduction de pâte comprennent des moyens thermorégulés en forme de seringue, désignés par la référence générale 9, comportant au moins un orifice de chargement/déchargement de pâte, portés par des moyens de manutention 10 comprenant par exemple un robot, et dépla çables entre une première position de chargement de pâte, dans laquelle l'orifice de chargement/déchargement de pâte de ces moyens en forme de seringue 9 est en regard de la sortie 6 des moyens 5 d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, pour permettre le transfert de la pâte de ces moyens d'accumulation et de stockage temporaire dans les moyens 9 en forme de seringue et une seconde position d'introduction de la pâte chargée dans ces moyens en forme de seringue 9, dans le moule 8 de formation de la pièce. As indicated in the document mentioned above, the means 7 for collecting and introducing dough comprise thermoregulated syringe-shaped means, designated by the general reference 9, comprising at least one orifice for loading / unloading dough, carried by handling means 10 comprising for example a robot, and displaceable between a first dough loading position, in which the dough loading / unloading orifice of these syringe-shaped means 9 is opposite the outlet 6 means 5 for temporary accumulation and storage of dough, to allow the transfer of the dough from these means of temporary accumulation and storage in the means 9 in the form of a syringe and a second position for introducing the loaded dough in these syringe-shaped means 9, in the mold 8 for forming the part.

Le procédé selon l'invention d'analyse du fonctionnement de cette installation consiste à prélever régulièrement, lors du fonctionnement de celle-ci, un échantillon de pâte produite par celle-ci, en sortie des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte désignés par la référence générale 5, lorsque les moyens en forme de seringue 9 ont quitté leur première position et à introduire cet échantillon de pâte dans un moule de fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée permettant de caractériser la pâte et de contrôler le fonctionnement de l'installation. The method according to the invention for analyzing the operation of this installation consists in regularly taking, during the operation of the latter, a sample of dough produced by it, at the outlet of the means of accumulation and temporary storage of dough. designated by the general reference 5, when the syringe-shaped means 9 have left their first position and to introduce this dough sample into a mold for manufacturing at least one calibrated test specimen making it possible to characterize the dough and to control the operation of the installation.

On conçoit en effet qu'une fois que les moyens en forme de seringue 9 sont chargés en pâte, les moyens de manutention 10 de ceux-ci provoquent leur déplacement de la première position de chargement vers la seconde position d'introduction de la pâte dans le moule 8. It is in fact understood that once the syringe-shaped means 9 are loaded with paste, the handling means 10 for these cause them to move from the first loading position to the second position for introducing the paste into the mold 8.

Pendant ce temps, il est possible de piloter une ouverture pendant un temps déterminé de l'organe formant vanne associée à la sortie 6 des moyens d'accumulation et de stockage 5 pour permettre à un échantillon 11 de pâte produite par l'installation, de tomber par exemple dans une coupelle de réception 12 prévue à l'extrémité d'un bras de moyens de manutention désignés par la référence générale 13 sur cette figure. During this time, it is possible to control an opening for a determined time of the valve member associated with the outlet 6 of the accumulation and storage means 5 to allow a sample 11 of dough produced by the installation, to for example falling into a receiving cup 12 provided at the end of an arm of handling means designated by the general reference 13 in this figure.

Ces moyens de manutention 13 comprennent par exemple un robot permettant alors de déplacer cette coupelle 12 en direction d'un moule de fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée, désigné par la référence générale 14 sur cette figure, pour y déposer l'échantillon de pâte prélevé 11. These handling means 13 comprise for example a robot then making it possible to move this cup 12 in the direction of a mold for manufacturing at least one calibrated test specimen, designated by the general reference 14 in this figure, to deposit the dough sample taken 11.

Ce moule 14 est alors piloté de façon classique pour permettre la fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée qui est ensuite soumise à des tests classiques permettant de caractériser la pâte produite et donc de contrôler le fonctionnement de l'installation. This mold 14 is then piloted in a conventional manner to allow the manufacture of at least one calibrated test specimen which is then subjected to conventional tests making it possible to characterize the paste produced and therefore to control the operation of the installation.

Cette caractérisation concerne par exemple la dureté de l'éprôuvette, la teneur de celle-ci en fibre, la répartition de ces fibres, etc... This characterization relates for example to the hardness of the specimen, the fiber content thereof, the distribution of these fibers, etc.

Ces tests étant bien connus dans l'état de la technique, on ne les décrira pas dans le détail par la suite. These tests being well known in the state of the art, they will not be described in detail later.

On conçoit que ceci présente un certain nombre d'avantages dans la mesure où un tel procédé et un tel dispositif permettent de contrôler régulièrement le fonctionnement de l'installation en caractérisant la pâte produite et ceci en temps masqué pendant le fonctionnement de celle-ci, lorsque les moyens en forme de seringue transfèrent la pâte des moyens d'accumulation et de stockage temporaire en direction du moule de formation de la pièce. It is understood that this has a certain number of advantages insofar as such a method and such a device make it possible to regularly check the operation of the installation by characterizing the dough produced and this in masked time during the operation thereof, when the syringe-shaped means transfer the paste from the means of accumulation and temporary storage in the direction of the mold for forming the part.

Une telle opération en temps masqué est possible en raison de l'utilisation des moyens en forme de seringue qui sont déplaçables entre une position de chargement de pâte dans laquelle ceux-ci sont associés aux moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte et une seconde position d'introduction de cette pâte dans le moule de formation de la pièce. Such an operation in masked time is possible due to the use of the syringe-shaped means which are movable between a dough loading position in which these are associated with the means for accumulation and temporary storage of dough and a second position for introducing this paste into the mold for forming the part.

Il va de soi bien entendu que différents modes de réalisation des moyens de prélèvement de l'échantillon de pâte en sortie des moyens d'accumulation et de stockage temporaire de pâte peuvent être envisagés, de même que différents modes de réalisation du moule de fabrication de l'éprouvette de test calibrée.  It goes without saying of course that different embodiments of the means for collecting the dough sample at the outlet of the means of temporary accumulation and storage of dough can be envisaged, as can different embodiments of the mold for manufacturing the calibrated test specimen.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1.- Procédé d'analyse du fonctionnement d'une installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile, comportant 1.- Method for analyzing the operation of a facility for manufacturing structural parts made of fiber-reinforced thermoplastic material, in particular for a motor vehicle, comprising - des moyens (1) de production en continu d'une pâte d'un mélange de matière thermoplastique renforcée de fibres, recevant en entrée d'une part, la matière thermoplastique et d'autre part, les fibres de renfort, means (1) for continuously producing a paste of a mixture of fiber-reinforced thermoplastic material, receiving, on the one hand, the thermoplastic material and, on the other hand, the reinforcing fibers, - des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte produite, et - means (5) for the temporary accumulation and storage of the pulp produced, and - des moyens (7) de prélèvement de pâte dans les moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire et d'introduction de cette pâte prélevée, dans un moule (8) de formation de la pièce, dans laquelle les moyens (7) de prélèvement et d'introduction de pâte comprennent des moyens thermorégulés en forme de seringue (9) comportant au moins un orifice de chargement/déchargement de pâte, portés par des moyens de manutention (10) et déplaçables entre une première position de chargement de pâte dans laquelle l'orifice de chargement/déchargement de pâte des moyens en forme de seringue (9) est en regard de la sortie (6) des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, pour permettre le transfert de la pâte de ces moyens d'accumulation et de stockage temporaire dans les moyens en forme de seringue (9) et une seconde position d'introduction de la pâte chargée dans ces moyens (9), dans le moule (8) de formation de la pièce, caractérisé en ce qu'on prélève régulièrement, lors du fonctionnement de l'installation, un échantillon (11) de pâte produite par celle-ci, en sortie (6) des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, lorsque les moyens (7) de prélèvement et d'introduction de pâte ont quitté leur première position de chargement et on introduit cet échantillon de pâte (11) dans un moule (14) de fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée permettant de caractériser la pâte et de contrôler le fonctionnement de l'installation. - Means (7) for collecting the dough in the means (5) for the accumulation and temporary storage and introduction of this picked dough, into a mold (8) for forming the part, in which the means (7 ) for collecting and introducing dough comprises thermoregulated syringe-shaped means (9) comprising at least one orifice for loading / unloading dough, carried by handling means (10) and movable between a first loading position of dough in which the dough loading / unloading opening of the syringe-shaped means (9) is opposite the outlet (6) of the means (5) of accumulation and temporary storage of dough, to allow the transfer of the dough of these means of temporary accumulation and storage in the syringe-shaped means (9) and a second position for introducing the loaded dough into these means (9) into the mold (8) for forming the piece, characterized in that ve regularly, during operation of the installation, a sample (11) of dough produced by the latter, at the outlet (6) of the means (5) of temporary accumulation and storage of dough, when the means (7) for collecting and introducing dough has left their first loading position and this dough sample (11) is introduced into a mold (14) for manufacturing at least one calibrated test specimen allowing the dough to be characterized and checked. the operation of the installation. 2.- Dispositif d'analyse du fonctionnement d'une installation de fabrication de pièces de structure en matière thermoplastique renforcée de fibres, notamment pour véhicule automobile, comportant 2.- Device for analyzing the operation of an installation for manufacturing structural parts made of fiber-reinforced thermoplastic material, in particular for a motor vehicle, comprising - des moyens (1) de production en continu d'une pâte d'un mélange de matière thermoplastique renforcée de fibres, recevant en entrée d'une part, la matière thermoplastique et d'autre part, les fibres de renfort, means (1) for continuously producing a paste of a mixture of fiber-reinforced thermoplastic material, receiving, on the one hand, the thermoplastic material and, on the other hand, the reinforcing fibers, - des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte produite, et - means (5) for the temporary accumulation and storage of the pulp produced, and - des moyens (7) de prélèvement de pâte dans les moyens d'accumulation et de stockage temporaire et d'introduction de cette pâte prélevée dans un moule (8) de formation de la pièce, dans laquelle les moyens (7) de prélèvement et d'introduction de pâte comprennent des moyens thermorégulés en forme de seringue (9) comportant au moins un orifice de chargement/déchargement de pâte, portés par des moyens de manutention (10) et déplaçables entre une première position de chargement de pâte, dans laquelle l'orifice de chargement/déchargement de pâte des moyens en forme de seringue (9) est en regard de la sortie (6) des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, pour permettre le transfert de la pâte de ces moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire dans les moyens en forme de seringue (9) et une seconde position d'introduction de la pâte chargée dans ces moyens (9), dans le moule (8) de formation de la pièce, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) de prélèvement, de façon régulière lors du fonctionnement de l'installation, d'un échantillon de pâte (11) produite par celle-ci, en sortie (6) des moyens (5) d'accumulation et de stockage temporaire de pâte, lorsque les moyens de prélèvement et d'introduction (7) ont quitté leur première position de chargement, et des moyens (13) d'introduction de cet échantillon de pâte (11), dans un moule (14) de fabrication d'au moins une éprouvette de test calibrée permettant de caractériser la pâte et de contrôler le fonctionnement de l'installation. - Means (7) for collecting dough in the means of accumulation and temporary storage and for introducing this dough taken into a mold (8) for forming the part, in which the means (7) for taking and dough introduction means thermoregulated syringe-shaped means (9) comprising at least one dough loading / unloading port, carried by handling means (10) and movable between a first dough loading position, in which the orifice for loading / unloading of dough from the syringe-shaped means (9) is opposite the outlet (6) from the means (5) for accumulation and temporary storage of dough, to allow the transfer of the dough from these means (5) for temporary accumulation and storage in the syringe-shaped means (9) and a second position for introducing the paste loaded into these means (9), into the mold (8) for forming the piece, characterized in that it comprises te means (12) for regularly sampling during operation of the installation, a sample of dough (11) produced by the latter, at the outlet (6) of the means (5) for accumulation and temporary storage of dough, when the withdrawal and introduction means (7) have left their first loading position, and means (13) for introducing this dough sample (11), into a mold (14) of manufacture of at least one calibrated test specimen for characterizing the dough and controlling the operation of the installation. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement se présentent sous la forme d'une coupelle (12) de réception de l'échantillon de pâte (11), cette coupelle (12) étant portée par un bras d'un robot de manutention (13) permettant d'introduire cet échantillon de pâte dans le moule (14) de fabrication de l'éprouvette de test.  3.- Device according to claim 2, characterized in that the withdrawal means are in the form of a cup (12) for receiving the dough sample (11), this cup (12) being carried by a arm of a handling robot (13) allowing this dough sample to be introduced into the mold (14) for manufacturing the test specimen.
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