FR2804946A1 - Appareil de bobinage de fil - Google Patents
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Abstract
Un appareil pour bobiner un fil (2, 3) autour d'une surface d'un objet (1) tout en faisant tourner l'objet (1). L'appareil comprend une pluralité d'éléments de guidage (10, 11). Les éléments de guidage (10, 11) guident, de manière sélective, une pluralité de fils (2, 3) sur la surface de l'objet (1). Un élément de guidage correspond à un fil. Les éléments de guidage se déplacent le long de l'objet. Un dispositif de déplacement déplace un élément de guidage sélectionné parmi les éléments de guidage.
Description
La présente invention concerne des appareils de bobinage de fil
pour bobiner des fils autour d'objets.
Le plastique renforcé de fibre (FRP) est formé en renforçant le plastique par un matériau en fibre de renforcement. Le matériau en fibre de renforcement améliore la résistance thermique, la
résistance mécanique, la rigidité et les propriétés anti-
craquelure du plastique. Le plastique renforcé de fibre permet donc d'obtenir de meilleures performances et est généralement utilisé pour divers objectifs. Divers procédés sont connus pour
former un produit en plastique renforcé de fibre.
Particulièrement, un procédé de bobinage de filament est généralement utilisé, par exemple, pour fabriquer des réservoirs ou des canalisations sous pression. Le procédé maintient un fil en fibre de renforcement dans son état entier sans couper le fil,
optimisant ainsi la résistance du fil en fibre.
La figure 7 montre un exemple d'un appareil pour former un produit en plastique renforcé de fibre conformément à un tel procédé de bobinage de filament. Un mandrin cylindrique 101 est supporté de manière rotative, par exemple, par un bâti (non montré). Des éléments de guidage linéaire 102 et une vis à billes 103 sont contigus et parallèles au mandrin 101. Une traverse 104 est fixée aux éléments de guidage linéaire 102 et coulisse le long des éléments de guidage linéaire 102. La traverse 104 comprend un guide-fil 105. Un trou taraudé 107
s'étend à travers la traverse 104 et reçoit la vis à billes 103.
Lorsque la vis à billes 103 est tournée par un dispositif de déplacement (non montré), la traverse 104 coulisse le long des éléments de guidage linéaire 102. Un fil en fibre de renforcement 106 passe à travers le guide-fil 105 et s'enroule sur une surface du mandrin 101 par l'intermédiaire du guide-fil 105. Une configuration de bobinage souhaitée est obtenue en contrôlant la vitesse de rotation du mandrin 101 et la vitesse de
la traverse 104.
Le fil en fibre de renforcement 106 est constitué, par exemple, de fibre de verre, de fibre de carbone ou de fibre aramide. La fibre est sélectionnée en fonction de l'utilisation et de la forme d'un produit en plastique renforcé de fibre. Un produit simple peut comprendre un fil en fibre de renforcement 106 constitué d'un seul matériau. Alternativement, le produit peut comprendre une pluralité de fils en fibre de renforcement 106 constitués de différents matériaux. Par exemple, le plastique renforcé de fibre destiné à former un réservoir de gaz naturel comprimé comprend de la fibre de verre et de la fibre de carbone. C'est-à-dire qu'une couche de fibre externe est formée par la fibre de verre et une couche de fibre interne est formée par la fibre de carbone. Si le réservoir tombe, par exemple, la fibre de verre de la couche externe, qui est relativement fragile, se casse afin d'absorber le choc. Cependant, la fibre de carbone de la couche interne, qui est relativement dure, empêche le réservoir de se briser. Le
contenu du réservoir ne s'échappe donc pas.
Cependant, afin de former un produit en plastique renforcé de fibre comprenant une pluralité de fils en fibre de renforcement 106 constitués de matériaux différents, le fonctionnement de l'appareil de bobinage de fil doit être interrompu pour changer les fils en fibre de renforcement 106. C'est-à-dire, lorsque le bobinage d'un fil en fibre de renforcement 106 est achevé, le fil 106 doit être retiré du guide-fil 105. Ensuite, un autre fil en fibre de renforcement 106 d'un matériau différent est passé à travers le guide-fil 105 avant d'être enroulé autour du mandrin 101. Ceci abaisse le rendement de production et augmente les coûts. Par conséquent, c'est un objectif de la présente invention de proposer un appareil de bobinage de fil dont le rendement est amélioré qui remplace rapidement un fil en fibre de renforcement lors de la formation d'un produit en plastique renforcé de fibre en utilisant une pluralité de fils en fibre de renforcement de
différents matériaux.
Afin d'atteindre l'objectif ci-dessus, la présente invention consiste en un appareil de bobinage de fil pour bobiner un fil autour d'un objet tandis que l'objet est en rotation. L'appareil comprend une pluralité d'éléments de guidage pour guider, de manière sélective, une pluralité de fils sur une surface de l'objet. Un élément de guidage correspond à un fil et les éléments de guidage se déplacent le long de l'objet. Un
dispositif de déplacement déplace les éléments de guidage.
D'autres aspects et avantages de la présente invention
deviendront évidents à partir de la description qui suit, prise
conjointement avec les dessins joints, illustrant à titre d'exemple
les principes de l'invention.
L'invention, ainsi que ses objets et ses avantages, peut être
mieux comprise avec référence à la description qui suit des
modes de réalisation actuellement préférés ainsi qu'aux dessins joints, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective montrant un premier mode de réalisation d'un appareil de bobinage de fil selon la présente invention dans un certain état de fonctionnement; la figure 2 est une vue en perspective montrant l'appareil de bobinage de fil de la figure 1 dans un autre état de fonctionnement; la figure 3 est une vue en coupe agrandie montrant une partie de l'appareil de bobinage de fil de la figure 1; la figure 4 est une vue en perspective montrant un second mode de réalisation d'un appareil de bobinage de fil selon la présente invention dans un certain état de fonctionnement; la figure 5 est une vue en perspective montrant l'appareil de bobinage de fil de la figure 4 dans un autre état de fonctionnement; la figure 6 est une vue en perspective montrant l'appareil de bobinage de fil de la figure 4 dans un autre état de fonctionnement; et la figure 7 est une vue en perspective montrant un appareil de
bobinage de fil de l'art antérieur.
Un premier mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit avec référence aux figures 1 à 3. Le mode de réalisation sera expliqué conformément au procédé de bobinage de filament pour former un produit cylindrique en
plastique renforcé de fibre.
Comme montré sur la figure 1, un appareil de bobinage de fil 30 comprend un mandrin cylindrique 1 autour duquel un fil est enroulé. Le mandrin 1 est supporté de manière rotative par un mécanisme de support (non montré). Un dispositif rotatif (non montré) met le mandrin 1 en rotation autour de l'axe du mandrin 1. Des premier et second éléments de guidage 10, 11 guident des premier et second fils en fibre de renforcement 2, 3 respectivement, à une position de bobinage correspondante sur une surface du mandrin 1. Un dispositif de déplacement 12
déplace les éléments de guidage 10, 11.
Le premier fil en fibre de renforcement 2 est formé en immergeant de la fibre de carbone dans de la résine et le second fil en fibre de renforcement 3 est également formé en immergeant de la fibre de verre dans de la résine. Le premier élément de guidage 10 comprend un guide tubulaire 5 et un support 4, qui supporte le guide tubulaire 5. Le fil en fibre de renforcement 2 passe à travers le guide 5. Un support sensiblement en forme de U 13 est situé au-dessous du support 4. De la même manière, le second élément de guidage 11 comprend un guide tubulaire 7 et un support 6, qui supporte le guide tubulaire 7. Le fil en fibre de renforcement 3 passe à travers le guide 7. Un support sensiblement en forme de U 14 est situé au-dessous du support 6. Un rail de guidage avant 32 est parallèle à l'axe du mandrin 1. Les éléments de guidage 10, 11 sont supportés par les supports 13, 14 associés et coulissent le long du rail de guidage avant 32 par l'intermédiaire des
supports 13, 14.
Le dispositif de déplacement 12 comprend une vis à billes 50 et un corps mobile 8. La vis à billes 50 est parallèle au rail de guidage avant 32. Un trou taraudé 8a correspondant s'étend à travers le corps mobile 8 et reçoit la vis à billes 50. La mise en prise du trou taraudé 8a et de la vis à billes 50 déplace le corps 8, lorsque la vis à billes 50 est tournée. Un support sensiblement en forme de U 8b est situé au-dessous du corps io mobile 8. Un rail de guidage arrière 40 est parallèle au rail de guidage 32. Le corps mobile 8 est supporté par le support 8b afin de coulisser le long du rail de guidage arrière 40 par l'intermédiaire du support 8b. Le corps mobile 8 comprend un vérin 9 qui sert de mécanisme de liaison. Le vérin 9 contient un
piston 9a qui s'étend vers les éléments de guidage 10, 11.
Comme montré sur la figure 3, le premier élément de guidage 10 comporte un évidement 24 formé dans un côté du support 4 qui fait face au corps mobile 8. Le piston 9a, qui s'étend à partir du vérin 9, est reçu dans l'évidement 24. De la même manière, le second élément de guidage 11 comporte un évidement 24 formé dans un côté du support 6 qui fait face au corps mobile 8 pour
recevoir le piston qui s'étend à partir du vérin 9.
Une plage de mouvement et une paire de positions d'attente pour les éléments de guidage 10, 11 sont situées le long du rail de guidage avant 32. Les positions d'attente sont respectivement disposées aux extrémités opposées du rail de guidage avant 32 et sont exclues de la plage de mouvement. Les éléments de guidage 10, 11 se déplacent dans la plage de mouvement du rail de guidage avant 32 pour guider les fils en fibre de renforcement 2, 3 associés aux positions de bobinage correspondantes sur la surface du mandrin 1. Comme montré sur la figure 3, un piston à bille 21 est prévu à chaque position d'attente du rail de guidage 32 et est supporté par un bras 20. Chaque piston à bille 21 comprend une bille 22 qui fait face à un élément de guidage
correspondant parmi les éléments de guidage 10, 11.
Comme montré sur la figure 3, le premier élément de guidage 10 comporte un évidement 23 formé dans un côté du support 4 qui est opposé au côté dans lequel l'évidement 24 est formé. La bille 22 du piston à bille 21 s'engage dans l'évidement 23. De la même manière, le second élément de guidage 11 comporte un évidement 23 formé dans un côté du support 6 qui est opposé au côté dans lequel l'évidement 24 est formé. La bille 22 du piston
à bille 21 s'engage dans l'évidement 23.
Le fonctionnement de l'appareil de bobinage de fil 30 va être décrit ciaprès à titre d'exemple. Dans cet exemple, le fil en fibre de renforcement 2 est d'abord enroulé autour du mandrin 1 afin de former une couche inférieure. Le fil en fibre de renforcement 3 est ensuite enroulé autour de la couche
inférieure du fil 2 afin de former une couche supérieure.
D'abord, un des éléments de guidage 10, 11 est placé à une position d'attente du rail de guidage avant 32, tandis que l'autre élément de guidage 11, 10 est placé à l'autre position d'attente du rail de guidage avant 32. La bille 22 de chaque piston à bille 21 est engagée dans l'évidement 23 de l'élément de guidage 10, 11 correspondant. Les éléments de guidage 10, 11 sont ainsi maintenus aux positions d'attente. Ensuite, le bobinage du fil en
fibre de renforcement 2 autour du mandrin 1 est préparé. C'est-
à-dire que la vis à billes 50 est tournée afin de déplacer le corps mobile 8 vers une position correspondant au premier élément de guidage 10 guidant le premier fil en fibre de renforcement 2. Autrement dit, le corps mobile 8 est positionné de sorte que le piston contenu dans le vérin 9 soit en face de l'évidement 24 formé dans le support 4 du premier élément de guidage 10. Le piston 9a est ensuite étendu à partir du vérin 9 afin de s'engager dans l'évidement 24. Ceci établit une liaison entre le corps
mobile 8 et le support 4 du premier élément de guidage 10.
Ensuite, la vis à billes 50 est de nouveau tournée afin de déplacer le premier élément de guidage 10 vers une position de bobinage souhaitée, comme montré sur la figure 1. Plus spécifiquement, lorsque la vis à billes 50 commence à déplacer le premier élément de guidage 10, la bille 22 est dégagée de l'évidement 23 du premier élément de guidage 10, sans se soucier de la force de poussée de la bille 22. Le premier élément de guidage 10 est ainsi dégagé facilement de la position d'attente. Le bobinage du fil en fibre de renforcement 2 est
ensuite commencé.
Lorsque le bobinage du fil en fibre de renforcement 2 est achevé, le premier élément de guidage 10 est ramené à la position d'attente d'origine. Le piston à bille 21 associé maintient le premier élément de guidage 10 à la position d'attente. Le piston est ensuite rétracté hors de l'évidement 24 du premier élément de guidage 10 afin de libérer le corps mobile
8 du premier élément de guidage 10.
Ensuite, le bobinage du fil en fibre de renforcement 3 autour du mandrin 1 est préparé. C'est-à-dire que la vis à billes 50 est tournée afin de déplacer le corps mobile 8 vers une position correspondant au second élément de guidage 11 guidant le second fil en fibre de renforcement. Autrement dit, le corps mobile 8 est positionné de sorte que le piston 9a contenu dans le vérin 9 soit en face de l'évidement 24 formé dans le support 6 du second élément de guidage 11. Le piston est ensuite étendu à partir du vérin 9 afin de s'engager dans l'évidement 24. Ceci établit une liaison entre le corps mobile 8 et le support 6 du
second élément de guidage 11.
Ensuite, la vis à billes 50 est de nouveau tournée afin de déplacer le second élément de guidage 11 vers une position de bobinage souhaitée, comme montré sur la figure 2. Plus spécifiquement, lorsque la vis à billes 50 commence à déplacer le second élément de guidage 11, la bille 22 est dégagée de l'évidement 23 du second élément de guidage 11 sans se soucier de la force de poussée de la bille 22. Le second élément de guidage 11 est ainsi facilement dégagé de la position d'attente, comme le premier élément de guidage 10. Le bobinage du fil en
fibre de renforcement 3 est ensuite commencé.
Lorsque le bobinage du fil en fibre de renforcement 3 est achevé, le second élément de guidage 11 est ramené à la position d'attente d'origine. Le piston à bille 21 associé maintient le second élément de guidage 11 à la position d'attente. Le piston est ensuite rétracté hors de l'évidement 24 du second élément de guidage 11 afin de libérer le corps mobile 8 du second élément de guidage 11. Le bobinage des fils en
fibre de renforcement 2, 3 est ainsi achevé.
Comme décrit dans le premier mode de réalisation, les éléments de guidage 10, 11 sont prévus séparément pour guider les fils en fibre de renforcement 2, 3 associés. Chaque élément de guidage , 11 est ainsi déplacé de manière indépendante vers une position de bobinage correspondante du mandrin 1 lors du guidage du fil en fibre de renforcement 2, 3 associé. Ainsi, lorsque le bobinage du fil en fibre de renforcement 2 est achevé, il n'est pas nécessaire que le fil 2 soit retiré de l'élément de guidage avant de commencer le bobinage du fil en fibre de renforcement 3. C'est-à-dire que le premier élément de guidage est simplement ramené à sa position d'attente d'origine en même temps que le fil en fibre de renforcement 2 et que le second élément de guidage 11 guidant le fil en fibre de renforcement 3 est déplacé vers une position de bobinage correspondante pour commencer le bobinage du fil en fibre de renforcement 3. On passe ainsi facilement du bobinage du fil en fibre de renforcement 2 au bobinage du fil en fibre de renforcement 3. Ceci permet de maintenir le rendement de
production à un niveau constant.
Lorsqu'un fil en fibre de renforcement 2 (3) est enroulé autour du mandrin 1, I'élément de guidage 11 (10) associé à l'autre fil en fibre de renforcement 3 (2) est maintenu fermement à une position d'attente correspondante par le piston à bille 21. Ceci empêche que l'élément de guidage 11 (10) soit éloigné par erreur de la position d'attente. Ainsi, l'élément de guidage 11 (10) n'interfère pas avec l'autre élément de guidage (11) guidant 11_ le fil en fibre de renforcement 2 (3) qui est enroulé autour du
mandrin 1.
Un second mode de réalisation de la présente invention va être décrit ciaprès avec référence aux figures 4 à 6. Des numéros de référence identiques ou similaires sont donnés aux parties du second mode de réalisation qui sont identiques ou similaires aux parties correspondantes du premier mode de réalisation. La
description de ces parties est omise.
Comme montré sur la figure 4, un appareil de bobinage de fil 31 du second mode de réalisation diffère de l'appareil de bobinage de fil 30 du premier mode de réalisation en ce qu'un corps mobile 80 d'un dispositif de déplacement 12a comporte deux vérins parallèles 9. La configuration restante du second mode de
réalisation est identique à celle du premier mode de réalisation.
Plus spécifiquement, le dispositif de déplacement 80 comporte un trou taraudé 80a correspondant à la vis à billes 50 et est
maintenu par un support 80b par rapport au rail de guidage 40.
Les vérins 9 sont espacés l'un de l'autre d'un intervalle prédéterminé. L'intervalle est sélectionné de sorte qu'un piston s'étendant à partir de chaque vérin 9 s'engagent dans l'évidement 24 de l'élément de guidage 10, 11 correspondant lorsque les éléments de guidage 10, 11 sont en contact l'un avec
I'autre.
Le fonctionnement de l'appareil de bobinage de fil 31 va maintenant être décrit à titre d'exemple. Dans cet exemple, le premier fil en fibre de renforcement 2 est d'abord enroulé autour du mandrin 1 afin de former une couche inférieure. Le second fil en fibre de renforcement 3 est ensuite enroulé autour de la couche inférieure du fil en fibre de renforcement 2 afin de former une couche intermédiaire. Ensuite, une combinaison des fils en fibre de renforcement 3, 2 est enroulée autour de la couche intermédiaire du fil en fibre de renforcement 3 afin de former une
couche supérieure.
D'abord, I'un des premier et second éléments de guidage 10, 11
est placé à une position d'attente du rail de guidage avant 32.
L'autre des premier et second éléments de guidage 11, 10 est placé à l'autre position d'attente. Chaque élément de guidage , 11 est maintenu à la position d'attente correspondante par la bille 22 du piston à bille 21 associé s'engageant dans l'évidement 23. Ensuite, le bobinage du premier fil en fibre de renforcement 2 autour du mandrin 1 est préparé. C'est-àdire 1.5 que la vis à billes 50 est tournée afin de déplacer le corps mobile 80 vers une position correspondant au premier élément
de guidage 10 guidant le premier fil en fibre de renforcement 2.
Autrement dit, le corps mobile 80 est positionné de sorte que le piston 9a contenu dans un vérin 9 (dans ce mode de réalisation, le vérin 9 situé à gauche tel que vu sur la figure 4) soit en face de l'évidement 24 formé dans le support 4 de l'élément de guidage 10. Le piston est ensuite étendu à partir du vérin 9 afin de s'engager dans l'évidement 24. Ceci établit une liaison entre le corps mobile 80 et le support 4 du premier élément de
guidage 10.
Ensuite, la vis à billes 50 est de nouveau tournée afin de déplacer l'élément de guidage 10 vers une position de bobinage souhaitée, comme montré sur la figure 5. Plus spécifiquement, lorsque la vis à billes 50 commence à déplacer l'élément de guidage 10, la bille 22 est dégagée de l'évidement 23 de l'élément de guidage 10, sans se soucier de la force de poussée de la bille 22. L'élément de guidage 10 est ensuite facilement dégagé de la position d'attente. Le bobinage du fil en fibre de renforcement 2 est ensuite commencé. Lorsque le bobinage du fil en fibre de renforcement 2 est achevé, I'élément de guidage 10 est ramené à sa position d'attente d'origine. Le piston à bille 21 associé maintient l'élément de guidage 10 à la position d'attente. Le piston est ensuite rétracté hors de l'évidement 24 de l'élément de guidage afin de dégager le corps mobile 80 de l'élément de guidage 10. Ensuite, le bobinage du second fil en fibre de renforcement 3 autour du mandrin 1 est préparé. C'est-à-dire que la vis à billes est tournée afin de déplacer le corps mobile 80 vers une position correspondant au second élément de guidage 11 guidant le fil en fibre de renforcement 3. Autrement dit, le corps mobile 80 est positionné de sorte que le piston 9a contenu dans l'autre vérin 9 (dans ce mode de réalisation, le vérin 9 à droite tel que vu sur la figure 5) soit en face de l'évidement 24 formé dans le support 6 du second élément de guidage 11. Le piston est ensuite étendu à partir du vérin 9 afin de s'engager dans l'évidement 24. Ceci établit une liaison entre le corps mobile 80
et le support 6 de l'élément de guidage 11.
Ensuite, la vis à billes 50 est de nouveau tournée afin de déplacer le second élément de guidage 11 vers une position de bobinage souhaitée, comme montré sur la figure 5. Plus spécifiquement, lorsque la vis à billes 50 commence à déplacer le second élément de guidage 11, la bille 22 est dégagée de l'évidement 23 du second élément de guidage 11, sans se soucier de la force de poussée de la bille 22. Le second élément de guidage 11 est ainsi facilement dégagé de la position d'attente, comme l'élément de guidage 10. Le bobinage du fil en
fibre de renforcement 3 est ensuite commencé.
Lorsque le bobinage du second fil en fibre de renforcement 3 est achevé, le corps mobile 80 et le second élément de guidage 11, qui sont reliés l'un à l'autre, sont déplacés d'un seul tenant vers une position correspondant à l'élément de guidage 10 situé à sa position d'attente d'origine. En d'autres termes, le corps mobile et le second élément de guidage 11 sont positionnés de sorte que le piston du vérin 9 restant (le vérin 9 à gauche tel que vu sur la figure 5) soit en face de l'évidement 24 du premier élément de guidage 10. Le piston 9a est ensuite étendu à partir du vérin 9 afin de s'engager dans l'évidemment 24, établissant ainsi une liaison entre le premier élément de guidage 10 et le corps mobile 80. Dans cet état, les deux éléments de guidage
, 11 sont reliés au corps mobile 80.
La vis à billes 50 est ensuite de nouveau tournée afin de déplacer les éléments de guidage 10, 11 vers une position souhaitée, comme montré sur la figure 6. Plus spécifiquement, lorsque la vis à billes 50 commence à déplacer les éléments de guidage 10, 11, la bille 22 est dégagée de l'évidement 23 du premier élément de guidage 10, sans se soucier de la force de poussée de la bille 22. Le premier élément de guidage 10 est ainsi facilement dégagé de la position d'attente. Le bobinage des fils en fibre de renforcement 2, 3 combinés est ensuite commencé. Lorsque le bobinage des fils en fibre de renforcement 2, 3 combinés est achevé, chaque élément de guidage 10, 11 est ramené à la position d'attente d'origine. Le piston à bille 22 maintient l'élément de guidage 10, 11 associé à la position d'attente correspondante. Plus spécifiquement, lorsque chaque élément de guidage 10, 11 est ramené à sa position d'origine, le piston est rétracté hors de l'évidement 24 de l'élément de guidage 10, 11 afin de dégager l'élément de guidage 10, Il du corps mobile 80. Le bobinage des fils en fibre de renforcement
2, 3 est ainsi achevé.
Comme décrit, dans le second mode de réalisation, les éléments de guidage 10, 11 sont prévus séparément pour guider les fils en fibre de renforcement 2, 3 associés, comme dans le premier mode de réalisation. Chaque élément de guidage 10, 11 est ainsi déplacé de manière indépendante vers une position de bobinage correspondante tout en guidant le fil en fibre de renforcement 2, 3 associé. De plus, les éléments de guidage 10, 1 1l sont déplacés d'un seul tenant vers une position de bobinage correspondante tout en guidant les fils en fibre de renforcement 2, 3 combinés. Par conséquent, lorsque le bobinage du premier fil en fibre de renforcement 2 est achevé, le premier élément de guidage 10 est simplement ramené à sa position d'attente d'origine avec le fil en fibre de renforcement 2. Le second élément de guidage 11 guidant le second fil en fibre de renforcement 3 est ensuite déplacé vers une position de bobinage correspondante pour commencer le bobinage du second fil en fibre de renforcement 3. On passe ainsi facilement du bobinage du premier fil en fibre de renforcement 2 au bobinage du second fil en fibre de renforcement 3. De la même manière, lors du passage du bobinage du second fil en fibre de renforcement 3 au bobinage des fils en fibre de renforcement 2, 3 combinés, le corps mobile 80 et l'élément de guidage 11, qui sont reliés l'un à l'autre, sont déplacés d'un seul tenant vers une position correspondant au premier élément de guidage 10 pour relier le premier élément de guidage 10 au corps mobile 80. On passe ainsi facilement du bobinage du second fil en fibre de renforcement 3 au bobinage des fils en fibre de renforcement 2, 3 combinés. Par conséquent, le rendement de production de l'appareil de bobinage de fil 31 est maintenu à un niveau constant. Lorsqu'un fil en fibre de renforcement 2 (3) est enroulé autour du mandrin 1, I'élément de guidage 11 (10) associé à l'autre fil en fibre de renforcement 3 (2) est maintenu fermement à la position d'attente correspondante par le piston à bille 21. Ceci empêche que l'élément de guidage 11 (10) soit éloigné par erreur de la position d'attente. Ainsi, le premier élément de guidage 11 (10) n'interfère pas avec l'autre élément de guidage (11) guidant le fil en fibre de renforcement 2 (3) associé, qui est enroulé autour du mandrin 1. De plus, I'appareil de bobinage de fil 31 du second mode de réalisation peut être appliqué à la fois au bobinage d'un seul fil en fibre de renforcement et au bobinage d'une combinaison d'une pluralité de fils en fibre de renforcement. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation
ci-dessus et peut être modifiée comme suit.
Dans le mode de réalisation illustré, I'appareil de bobinage de fil est appliqué au procédé de bobinage de filament pour former un produit en plastique renforcé de fibre. Cependant, la présente invention peut être appliquée à d'autres procédés pour former un
produit en plastique renforcé de fibre.
La forme du mandrin n'est pas limitée à une forme cylindrique, mais peut présenter n'importe quelle autre forme. Par exemple, le mandrin peut présenter la forme d'une tige, d'une sphère et d'une broche, tant que le mandrin est mis en rotation afin
d'enrouler un fil autour du mandrin.
Le matériau du fil en fibre de renforcement n'est pas limité à la fibre de verre ou à la fibre de carbone. C'est-à-dire que le fil en fibre de renforcement peut être constitué de fibre aramide ou de fibre de bore. De plus, la fibre formant le fil en fibre de renforcement ne doit pas nécessairement être immergée dans de
la résine.
Le fil n'est pas limité au fil en fibre de renforcement, mais peut
être un fil en fibre normale ou un fil métallique.
Bien que l'appareil de bobinage de chaque mode de réalisation illustré soit appliqué au bobinage du fil, I'appareil peut être appliqué au bobinage d'autres objets, par exemple une courroie,
tant qu'il est possible d'enrouler les objets.
Il n'est pas nécessaire que le dispositif de déplacement destiné àdéplacer les éléments de guidage emploie la vis à billes. Par exemple, le dispositif de déplacement peut être formé par une combinaison d'un pignon et d'une crémaillère ou par un moteur linéaire. La vis à bille, qui est employée dans chaque mode de réalisation illustré, a tendance à entraîner une déflexion si la longueur de la vis à billes est augmentée. Dans ce cas, la vis à
billes doit être remplacée par la crémaillère et le pignon.
La forme des rails de guidage, qui guident les éléments de guidage et le corps mobile, n'est pas limitée à celle des modes de réalisation illustrés. Les rails de guidage peuvent être formés de diverses manières tant qu'ils sont capables de guider les éléments de guidage et le corps mobile. Les supports, qui supportent les éléments de guidage et le corps mobile par rapport aux rails de guidage associés, sont formés afin de
correspondre aux rails de guidage.
Il n'est pas nécessaire que le mécanisme destiné à guider les
éléments de guidage et le corps mobile soit les rails de guidage.
Par exemple, les éléments de guidage et le corps mobile peuvent être guidés par des arbres s'étendant à travers un trou
de guidage.
Dans les modes de réalisation illustrés, les éléments de guidage comprennent les vérins. Cependant, les vérins peuvent être
remplacés par des bagues ou des éléments concaves.
Alternativement, un trou peut être formé dans le support de
chaque élément de guidage.
Dans chaque mode de réalisation illustré, le mandrin, les éléments de guidage et le dispositif de déplacement sont situés dans un plan unique. Cependant, les éléments de guidage et le dispositif de déplacement peuvent être situés au-dessus du mandrin. Le mécanisme de liaison entre les éléments de guidage et le corps mobile n'est pas limité au piston. A la place, les éléments de guidage peuvent être reliés au corps mobile par un crochet
ou similaire.
Dans les modes de réalisation illustrés, le vérin utilisé dans le
mécanisme de liaison est supporté par le corps mobile.
Cependant, le vérin peut être supporté par les éléments de guidage. Dans ce cas, l'évidement dans lequel s'engage le
piston est formé dans le corps mobile.
Dans les modes de réalisation illustrés, chaque élément de guidage est relié au corps mobile par un vérin. Cependant, l'élément de guidage peut être relié au corps mobile par une
pluralité de vérins.
Dans les modes de réalisation illustrés, deux éléments de guidage sont prévus. Cependant, trois éléments de guidage ou davantage peuvent être prévus dans l'appareil de bobinage de fil. Dans ce cas, trois fils ou davantage peuvent être enroulés
autour du mandrin successivement.
Le corps mobile du premier mode de réalisation comprend un vérin pour relier chaque élément de guidage au corps mobile. Le corps mobile du second mode de réalisation comprend deux
vérins pour relier les éléments de guidage au corps mobile.
Cependant, trois vérins ou davantage peuvent être supportés par le corps mobile pour relier les éléments de guidage et le corps mobile. Dans ce cas, le nombre des éléments de guidage doit être augmenté afin de correspondre au nombre des vérins. Cette structure permet à l'appareil d'enrouler une combinaison de trois
fils ou davantage.
Un élément de guidage peut supporter une pluralité de fils. Dans ce cas, les fils sont enroulés autour du mandrin en déplaçant
l'élément de guidage unique.
La direction d'extension des rails de guidage destinés à guider les éléments de guidage et le corps mobile (la direction de déplacement des éléments de guidage) ne doit pas nécessairement être parallèle à l'axe du mandrin. C'est-à-dire, par exemple, que la direction d'extension des rails de guidage (la direction de déplacement des éléments de guidage) peut être perpendiculaire à l'axe du mandrin, tant qu'un fil est enroulé
autour du mandrin.
Bien que l'appareil de chaque mode de réalisation illustré comporte un seul corps mobile, une pluralité de corps mobiles peuvent être prévus. Par exemple, le nombre des corps mobiles peut être égal au nombre des éléments de guidage. Dans ce cas, une fois qu'un élément de guidage a été ramené à sa position d'attente d'origine, le corps mobile associé ne doit pas être dissocié de l'élément de guidage. Il est également nécessaire de faire correspondre le nombre des mécanismes destinés à maintenir les éléments de guidage aux positions d'attente
correspondantes au nombre des éléments de guidage.
Chaque élément de guidage peut être formé d'un seul tenant avec un corps mobile. Dans ce cas, le mécanisme destiné à établir une liaison entre l'élément de guidage et le corps mobile n'est pas nécessaire. Alternativement, chaque élément de guidage peut être pourvu d'un dispositif de déplacement. Dans ce cas, le dispositif de déplacement déplace directement
l'élément de guidage associé.
Tant que les éléments de guidage sont maintenus fermement à leur position d'attente sans être éloignés de ces positions, les mécanismes destinés à maintenir les éléments de guidage aux
positions d'attente peuvent être omis.
Le mécanisme destiné à maintenir chaque élément de guidage à une position d'attente correspondante n'est pas limité à un mécanisme comprenant un piston à bille. Le mécanisme peut comprendre d'autres structures de mise en prise, par exemple un
vérin contenant un piston.
Bien que les pistons à bille des modes de réalisation illustrés soient supportés par les rails de guidage, les pistons à bille peuvent être supportés par les éléments de guidage. Dans ce cas, les évidements dans lesquels s'engagent les billes des
pistons à bille sont formés dans les rails de guidage.
Les positions d'attente des éléments de guidage ne sont pas limitées aux extrémités opposées des rails de guidage guidant les éléments de guidage. Par exemple, une position d'attente pour tous les éléments de guidage peut être prévue à une
extrémité du rail de guidage.
Dans le second mode de réalisation, la couche inférieure et la couche intermédiaire sont chacune formées par un fil unique. Le fil de la couche inférieure est constitué d'un matériau différent de celui du fil formant la couche intermédiaire. La couche
supérieure est formée par la combinaison de ces fils.
Cependant, la configuration de couches n'est pas limitée au second mode de réalisation, mais peut être modifiée selon les besoins. Par exemple, la couche inférieure peut être formée par la combinaison des deux fils. Dans ce cas, la couche intermédiaire est formée par un fil formant la combinaison, et la couche supérieure est formée par l'autre fil. Alternativement, la couche inférieure et la couche intermédiaire peuvent être toutes deux formées par la combinaison des deux fils, et la couche supérieure est formée par un fil formant la combinaison. De plus, la configuration de couches peut comprendre quatre couches ou davantage. De plus, quatre fils en fibre de renforcement ou davantage de matériaux différents peuvent être enroulés autour du mandrin. Dans ce cas, le nombre des éléments de guidage doit être augmenté afin de correspondre au nombre des fils en fibre de renforcement. Cette structure élargit une plage dans laquelle un fil unique ou une combinaison d'une pluralité de fils
est sélectionné.
Il devrait être évident pour les hommes du métier que la présente invention peut être mise en oeuvre sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'écarter de l'esprit ou de l'étendue de l'invention. Par conséquent, les présents exemples et modes de réalisation doivent être considérés comme illustratifs et non limitatifs et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés dans le présent document, mais peut être
modifiée dans l'étendue et l'équivalence des revendications
jointes.
Claims (10)
1. Appareil de bobinage de fil destiné à bobiner un fil (2, 3) autour d'un objet (1) tout en faisant tourner l'objet, I'appareil étant caractérisé par: une pluralité d'éléments de guidage (10, 11) destinés à guider, respectivement, de manière sélective, une pluralité de fils sur une surface de l'objet (1), les éléments de guidage (10, 11) se déplaçant le long de l'objet; et un dispositif de déplacement destiné à déplacer les éléments de guidage.
2. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors du passage du bobinage d'un premier fil au bobinage suivant d'un autre fil, le dispositif de déplacement déplace, de manière sélective, I'élément de guidage (10, 11) qui guide le fil correspondant au bobinage suivant.
3. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement déplace, de
manière sélective, un ou plusieurs élément de guidage.
4. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement comprend un mécanisme de liaison (9) destiné à relier de manière libérable un seul des éléments de guidage (10, 11) qui correspond à un fil
souhaité à l'élément de déplacement.
5. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil comprend, de plus, un mécanisme de liaison (9), dans lequel le mécanisme de liaison établit une liaison entre une pluralité d'éléments de guidage (10,
11) et le dispositif de déplacement en même temps.
6. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'appareil comprend, de plus, un rail de guidage (32) qui est parallèle à l'axe de rotation de l'objet, dans lequel: l'élément de guidage (10, 11) comprend un support (4) se déplaçant le long du rail de guidage (32) et un guide-fil (5) fixé
au support, dans lequel le fil (2, 3) est passé à travers le guide-
fil (5); le dispositif de déplacement comprend une vis à billes (12) qui est parallèle au rail de guidage (32), un corps mobile (8) comportant un trou taraudé (8a) dans lequel s'engage la vis à billes (12), de sorte que le corps mobile (8) soit déplacé par la rotation de la vis à billes, et un vérin (9) fixé au corps mobile pour former le mécanisme de liaison, dans lequel le vérin contient un piston (9a); et le piston (9a) s'étend à partir du vérin de l'élément de déplacement afin de s'engager dans un évidement (24), qui est formé dans chaque élément de guidage (10, 11), pour établir une liaison entre le corps mobile (8) et le premier élément de
guidage.
7. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit corps mobile (8) comprend une pluralité de vérins (9), et une pluralité des éléments de guidage (10, 11) sont mis en prise avec le corps mobile en même temps par l'intermédiaire des pistons s'étendant, respectivement, à
partir des vérins du corps mobile.
8. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement déplace un des éléments de guidage (10, 11) vers une position d'attente de sorte que ledit élément de guidage n'interfère pas avec un autre
des éléments de guidage (10, 11), qui guide un fil sélectionné.
9. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'appareil comprend, de plus, un mécanisme de maintien destiné à maintenir le premier élément de guidage à la position d'attente et à dégager le premier
élément de guidage de la position d'attente.
10. Appareil de bobinage de fil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mécanisme de maintien comprend un bras (20) situé à la position d'attente; un évidement (23) formé dans le bras (20) ou dans l'élément de guidage (10, 11); et un piston à bille (21) prévu dans l'autre du bras et de l'élément
de guidage afin d'être engagé dans l'évidement.
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Effective date: 20101029 |