FR2964592A1 - Dispositif de depose de fibres sur une surface avec des sections circulaires concaves - Google Patents

Dispositif de depose de fibres sur une surface avec des sections circulaires concaves Download PDF

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Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de dépose de fibres sur un support (30) pour obtenir un panneau avec un axe de révolution (28), ledit dispositif comportant d'une part une tête de dépose (32) et des moyens de positionnement de ladite tête de dépose par rapport au support (30), les moyens de positionnement de la tête de dépose (32) ayant une cinématique comprenant une première translation selon une première direction (X) parallèle à l'axe de révolution (28), une seconde translation selon une seconde direction (W) permettant de rapprocher plus ou moins la tête (32) du support (30), une première rotation (C) autour d'un premier axe rotatif confondu à la seconde direction (W) et une deuxième rotation (B) autour d'un deuxième axe rotatif perpendiculaire aux première et seconde directions (X, W), caractérisé en ce que la cinématique des moyens de positionnement de la tête comprend une troisième rotation (A) autour d'un troisième axe de rotation parallèle à la première direction (X).

Description

DISPOSITIF DE DEPOSE DE FIBRES SUR UNE SURFACE AVEC DES SECTIONS CIRCULAIRES CONCAVES
La présente invention se rapporte à un dispositif de dépose de fibres pour réaliser un panneau avec des sections circulaires concaves tel qu'un tronçon de fuselage d'aéronef. Dans le domaine de l'aéronautique, il est connu d'utiliser les matériaux 5 composites pour réaliser notamment des éléments de grandes dimensions comme des parties du fuselage ou de la voilure. Pour réaliser de tels éléments, une étape consiste à déposer des bandes de fibres pré-imprégnées sur un support dont la forme correspond à une des surfaces de l'élément à réaliser. 10 Pour la suite, on entend par fibre aussi bien une fibre, que plusieurs fibres ou une bande de fibres plus ou moins large. Pour la dépose de fibres, on peut utiliser un dispositif de dépose de fibres comme illustré sur la figure 1. Ce dispositif comprend d'une part une tête de dépose 10 schématisée sous forme 15 d'un cylindre à partir duquel une bande 12 est déroulée sur un support 14, et d'autre part, une machine dite cinq axes 16 comportant une structure cartésienne avec une traverse 18 susceptible de se translater le long de rails 20 matérialisant la direction X, un montant 22 susceptible de se translater le long de la traverse 18 correspondant à la direction Y, ledit montant 22 étant 20 télescopique et correspondant à la direction Z. A l'extrémité inférieure du montant, on prévoit un support 24 pour la tête de dépose comportant des articulations permettant d'orienter la tête selon une première rotation autour d'un axe rotatif Z' parallèle à la direction Z et selon une seconde rotation autour d'un axe rotatif Y' perpendiculaire à la direction de dépose de la bande et à la direction Z. Ce type de dispositif permet de déposer des fibres sur un support plat ou faiblement galbé pour obtenir par exemple des panneaux de voilure d'aéronef. Ce dispositif peut également convenir pour réaliser des panneaux de fuselage qui s'étendent sur une grande longueur et sur un secteur angulaire réduit. Ainsi, en raison de la technologie utilisée pour déposer les fibres, il est nécessaire de prévoir pour un même tronçon au moins quatre panneaux.
Toutefois, plus un tronçon comprend de panneaux à assembler, plus son coût, son poids et son temps de fabrication sont importants en raison notamment des zones de liaison entre les panneaux. Une solution pour rationnaliser les coûts et les temps de fabrication consiste à réduire le nombre de panneaux pour un même tronçon.
Par conséquent, la présente invention a pour objectif de réaliser un panneau d'un tronçon correspondant à un secteur angulaire important formant un angle 6 de l'ordre de 240°, comme illustré sur la figure 2. Une première solution pourrait consister à prévoir au niveau du dispositif de dépose un axe rotatif supplémentaire pour faire pivoter la structure cartésienne. Toutefois, cette solution n'est pas envisageable compte tenu de la masse et de l'encombrement de la structure cartésienne. Une autre solution pourrait consister à faire pivoter le support sur lequel sont déposées les fibres. Toutefois, cette solution n'est pas envisageable car sur un tel secteur angulaire le support interfère inévitablement avec le dispositif de dépose. L'invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de dépose de fibres permettant la réalisation d'un panneau avec des sections circulaires formant un secteur angulaire pouvant atteindre un angle 6 de l'ordre de 240°, tel qu'un panneau d'un tronçon de fuselage d'un aéronef. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de dépose de fibres sur un support pour obtenir un panneau avec un axe de révolution, ledit dispositif comportant d'une part une tête de dépose et des moyens de positionnement de ladite tête de dépose par rapport au support, les moyens de positionnement de la tête de dépose ayant une cinématique comprenant une première translation selon une première direction parallèle à l'axe de révolution, une seconde translation selon une seconde direction permettant de rapprocher plus ou moins la tête du support, une première rotation autour d'un premier axe rotatif confondu à la seconde direction et une deuxième rotation autour d'un deuxième axe rotatif perpendiculaire aux première et seconde directions, caractérisé en ce que la cinématique des moyens de positionnement de la tête comprend une troisième rotation autour d'un troisième axe de rotation parallèle à la première direction.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant un dispositif de dépose selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en perspective d'un panneau réalisé en utilisant un dispositif de dépose selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique illustrant la cinématique d'un dispositif de dépose selon l'invention, et - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif de dépose selon 25 l'invention. Un tronçon de fuselage peut être constitué de panneaux 26 en matériau composite comportant au moins une peau obtenue à partir de fibres noyées dans une matrice de résine.
Les fibres et la résine ne sont pas plus décrites car elles peuvent varier en fonction des caractéristiques recherchées pour le panneau. Le panneau 26 est une surface développable et comprend des sections de formes sensiblement circulaires. Ainsi, le panneau comprend un axe de révolution 28, contenant les centres des différentes sections circulaires. Le panneau 26 peut s'étendre sur une longueur de l'ordre de 25 m et sur un secteur angulaire formant un angle 6 de l'ordre de 240°. Bien que décrite appliquée à un panneau de fuselage d'aéronef, l'invention n'est pas limitée à cette application et à ces dimensions.
Pour obtenir un tel panneau, on utilise d'une part, un support 30 comportant une surface dont les formes sont identiques à la surface extérieure du panneau 26 à obtenir, et d'autre part, un dispositif de dépose de fibres comportant une tête de dépose 32 et des moyens de positionnement de ladite tête de dépose 32 par rapport au support 30.
Sur la figure 3, la tête de dépose 32 est schématisée sous forme d'un rouleau à partir duquel sont déroulées des fibres sous forme d'une bande 34. Le support 30 et la tête de dépose 32 ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme du métier. Les moyens de positionnement de la tête de dépose 32 ont une cinématique comprenant une première translation selon une première direction X parallèle à l'axe de révolution 28, une seconde translation selon une seconde direction W visant à rapprocher plus ou moins la tête 32 du support 30, une première rotation matérialisée par la double flèche C autour d'un premier axe rotatif confondu à la direction W et une deuxième rotation matérialisée par la double flèche B autour d'un deuxième axe rotatif perpendiculaire aux directions X et W. Selon l'invention, la cinématique des moyens de positionnement de la tête comprend une troisième rotation matérialisée par la double flèche A autour d'un troisième axe de rotation parallèle à la direction X et sensiblement confondu avec l'axe de révolution 28 du panneau 26 à réaliser. Cette troisième rotation A est disposée entre les deux translations X et W et remplace le mouvement de translation Y de la structure cartésienne de l'art 5 antérieur. Le fait de scinder les moyens de positionnement de part et d'autre de l'axe de rotation A permet de limiter la masse des pièces en mouvement autour dudit axe A et permet d'augmenter la plage du secteur angulaire des sections du panneau 26. 10 Il n'est pas nécessaire de confondre l'axe de rotation A avec l'axe de révolution 28 du panneau, le pilotage de la position du centre du rouleau se faisant en coordonnées cylindriques. Selon un mode de réalisation, les moyens de positionnement comprennent deux rails 36 parallèles disposés selon la direction X, une traverse 38 dont les 15 extrémités se translatent le long desdits rails 36, un arbre 40 qui correspond à l'axe de rotation A et dont les extrémités sont reliées à deux chapes solidaires de la traverse 38, un montant télescopique 42 dont une première extrémité peut pivoter par rapport à l'arbre 40 et dont l'autre extrémité peut se translater par rapport à la première extrémité selon la direction W, une articulation 44 reliant 20 la tête de dépose 32 à la seconde extrémité du montant télescopique 42 et comportant les deux rotations B et C. L'articulation 44 et la tête de dépose ne sont pas plus détaillées car elles sont connues de l'art antérieur et peuvent être identiques à celles des dispositifs de l'art antérieur. 25 Selon une autre variante, les extrémités de l'arbre 40 pourraient pivoter dans des paliers prévus au niveau de chaque chape et le montant télescopique 42 pourrait être fixe par rapport à l'arbre 40.
Avantageusement, le dispositif de dépose comprend un bâti sur lequel sont rapportés le support 30 et les rails 36. Le support 30, les rails 36, la traverse 38 et l'arbre 40 sont agencés de manière à ce que l'axe de révolution 28 du support soit sensiblement confondu avec 5 l'arbre 40. Selon une première variante, une motorisation peut être portée par le montant télescopique pour l'entrainer en rotation par rapport à l'arbre. Selon une autre variante, une motorisation peut être prévue au niveau d'une chape pour entrainer en rotation l'arbre 40.
10 Les rails, la traverse et la liaison entre ces deux éléments peuvent être identiques à ceux des dispositifs de l'art antérieur. Il en est de même du montant télescopique 42 qui peut être identique au montant 22 du dispositif de l'art antérieur.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de dépose de fibres sur un support (30) pour obtenir un panneau avec un axe de révolution (28), ledit dispositif comportant d'une part une tête de dépose (32) et des moyens de positionnement de ladite tête de dépose par rapport au support (30), les moyens de positionnement de la tête de dépose (32) ayant une cinématique comprenant une première translation selon une première direction (X) parallèle à l'axe de révolution (28), une seconde translation selon une seconde direction (W) permettant de rapprocher plus ou moins la tête (32) du support (30), une première rotation (C) autour d'un premier axe rotatif confondu à la seconde direction (W) et une deuxième rotation (B) autour d'un deuxième axe rotatif perpendiculaire aux première et seconde directions (X,W), caractérisé en ce que la cinématique des moyens de positionnement de la tête comprend une troisième rotation (A) autour d'un troisième axe de rotation parallèle à la première direction (X).
  2. 2. Dispositif de dépose de fibres selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce que le troisième axe de rotation est confondu avec l'axe de révolution (28) du panneau (26) à réaliser.
  3. 3. Dispositif de dépose de fibres selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la troisième rotation (A) est disposée entre les deux translations (X, W). 20
  4. 4. Dispositif de dépose de fibres selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit dispositif comportant une traverse (38) se translatant selon la première direction (X), un montant télescopique (42), une articulation (44) reliant une extrémité du montant télescopique (42) à la tête de dépose comportant les première et deuxième rotation (B, C), caractérisé en ce 25 qu'il comprend un arbre (40) qui correspond à l'axe de rotation de la troisièmerotation (A) et dont les extrémités sont reliées à deux chapes solidaires de la traverse (38), le montant télescopique (44) étant susceptible de pivoter autour dudit arbre (40).
  5. 5. Dispositif de dépose de fibres selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ledit dispositif comportant une traverse (38) se translatant selon la première direction (X), un montant télescopique (42), une articulation (44) reliant une extrémité du montant télescopique (42) à la tête de dépose comportant les première et deuxième rotation (B, C), caractérisé en ce qu'il comprend un arbre (40) qui correspond à l'axe de rotation de la troisième rotation (A) et dont les extrémités sont montées pivotantes par rapport à des chapes solidaires de la traverse (38), le montant télescopique 42 étant fixe par rapport à l'arbre (40).
  6. 6. Dispositif de dépose de fibres selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti sur lequel sont rapportés le support (30) et des rails (36) parallèles à la première direction (X) et le long desquels se translate la traverse (38), le support (30), les rails (36), la traverse (38) et l'arbre (40) étant agencés de manière à ce que l'axe de révolution (28) du support soit confondu avec l'arbre (40).
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