FR3017820A1

FR3017820A1 - FIBER LAYING DEVICE

Info

Publication number: FR3017820A1
Application number: FR1551451A
Authority: FR
Inventors: Christian Krombholz
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2015-08-28
Anticipated expiration: 2035-02-20
Also published as: DE102014102278A1; FR3017820B1; DE102014102278B4

Abstract

L'invention concerne un dispositif de pose de fibres (1) pour la pose d'un matériau à base de fibres, comprenant un rouleau presseur (3) segmenté, dans lequel les segments individuels (4) du rouleau presseur sont agencés sur un axe (5) continu les traversant, et interagissent mécaniquement avec cet axe de manière à engendrer, à l'aide d'un soufflet de compression (10) commun, un mouvement de débattement pour régler une force de compression.The invention relates to a fiber-laying device (1) for laying a fiber-based material, comprising a segmented pressing roller (3), wherein the individual segments (4) of the pressing roller are arranged on an axis. (5) continuous through them, and mechanically interact with this axis so as to generate, with the aid of a compression bellows (10) common, a movement movement to adjust a compressive force.

Description

Dispositif de pose de fibres L'invention concerne un dispositif de pose de fibres pour la pose d'un matériau à base de fibres sur un outillage pour la fabrication d'une pièce composite renforcée de fibres, comprenant un rouleau presseur, qui présente un axe non rotatif et continu le traversant, par l'intermédiaire duquel le rouleau presseur est agencé sur une unité de pose de fibres du dispositif de pose de fibres.The invention relates to a fiber laying device for laying a fiber-based material on a tool for manufacturing a fiber-reinforced composite part, comprising a pressure roller, which has an axis non-rotating and continuous therethrough, through which the pressure roller is arranged on a fiber laying unit of the fiber laying device.

En raison de leurs propriétés avantageuses, de présenter pour un poids relativement faible une résistance et une rigidité élevées dans au moins une direction les matériaux composites renforcés de fibres sont à présent incontournables dans le domaine aéronautique et aérospatial. Mais les matériaux composites renforcés de fibres sont également de plus en plus utilisés dans le domaine automobile, en vue de réduire le poids des véhicules tout en conservant la même stabilité, ce qui le plus souvent entraîne une économie proportionnelle de carburant. A ces propriétés avantageuses s'oppose de manière désavantageuse le fait que la fabrication de pièces composites renforcées de fibres est très coûteuse, parce que les processus de fabrication sont en partie impossibles à automatiser, ou, dans les cas de processus automatisés, il est nécessaire de mettre davantage l'accent sur l'assurance qualité, pour pouvoir déceler des pièces défectueuses en raison des imprécisions du processus. En effet les moindres écarts par rapport aux paramètres de processus peuvent conduire à des sites défectueux à l'intérieur de la pièce, qui peuvent considérablement affecter la résistance et la rigidité. Pour la fabrication de pièces de grande taille utilisant la technologie du placement de fibres ou la technologie de pose de rubans, on connaît déjà d'après le document DE 10 2010 015 027 B1, une installation de pose de fibres dans laquelle les étapes de processus de la pose des fibres sur l'outillage peuvent en grande partie être automatisées. Des robots sont guidés sur un système de rails entourant l'outillage. Les robots comportent en guise d'effecteurs terminaux -des têtes de pose de fibres correspondantes, à l'aide desquelles le matériau à base de fibres peut être posé sur l'outillage. Le matériau à base de fibres est alors amené à la tête de pose de fibres au moyen d'un dispositif d'acheminement. Le plus souvent le matériau à base de fibres passe par un rouleau presseur, qui est agencé sur la tête de pose de fibres, dépose les fibres sur l'outillage et les compacte simultanément avec une force de compression de consigne prescrite.Because of their advantageous properties, having a relatively low strength and stiffness in at least one direction for fiber reinforced composite materials is now unavoidable in the aeronautical and aerospace field. But fiber-reinforced composite materials are also increasingly used in the automotive field, to reduce the weight of vehicles while maintaining the same stability, which usually results in proportional fuel economy. These advantageous properties disadvantageously preclude the fact that the manufacture of fiber-reinforced composite parts is very expensive, because the manufacturing processes are partly impossible to automate, or, in the case of automated processes, it is necessary to put more emphasis on quality assurance, to be able to detect faulty parts due to process inaccuracies. Indeed the slightest deviations from the process parameters can lead to defective sites inside the room, which can significantly affect the strength and rigidity. For the manufacture of large parts using fiber placement technology or tape laying technology, it is already known from DE 10 2010 015 027 B1, a fiber laying installation in which the process steps Fiber laying on the tooling can largely be automated. Robots are guided on a system of rails surrounding the tools. The robots comprise as end-effectors the corresponding fiber-laying heads, by means of which the fiber-based material can be placed on the tooling. The fiber-based material is then fed to the fiber-laying head by means of a conveying device. Most often the fiber-based material passes through a pressure roller, which is arranged on the fiber-laying head, deposits the fibers on the tool and compact them simultaneously with a prescribed set-point compressive force.

Le matériau à base de fibres est le plus souvent posé sous forme de plusieurs bandes côte à côte, et réalise, sur toute la surface, une couche de stratification (pli). Plusieurs couches de stratification, en partie de forme géométrique différente et d'orientation de fibres différente, forment alors la pièce composite renforcée de fibres. Dans le cas d'une pose automatisée des fibres, il est nécessaire, en-dehors d'un apport de chaleur constant et suffisant, d'assurer également au niveau de la zone d'application, une force de compactage suffisante, perpendiculairement à la surface de pose, en vue de garantir la qualité de pose souhaitée et ainsi la qualité de la pièce. D'après le document EP 2 454 081 E31, on connaît par exemple une machine destinée à appliquer des fibres, comprenant un cylindre de compactage flexible avec un système de régulation de la chaleur. Le rouleau presseur comporte une enveloppe périphérique en un matériau silicone. Des passages tubulaires dans le rouleau presseur, à savoir le cylindre de compactage, permettant d'assurer un apport de chaleur correspondant aux fibres à poser. Le rouleau presseur en silicone permet un compactage relativement uniforme du matériau à base de fibres sur l'outillage de mise en forme, dans la mesure où la surface est autant que possible plane ou courbée dans la direction de la pose. Dans le cas de courbures apparaissant transversalement au mouvement de déplacement et de pose, les forces de compression augmentent pour des courbures convexes en raison d'un refoulement différent du matériau silicone sur la largeur du rouleau, et diminuent pour des courbures concaves. Comme la commande de l'ensemble de la force de compression est réalisée par l'intermédiaire d'un débattement commun de l'ensemble de l'unité de compression, il en résulte ainsi des forces de compression différentes sur l'ensemble de la largeur du rouleau, ce qui peut à son tour influencer négativement la qualité de pose et conduire à des dommages sur le matériau à base de fibres ou des dommages sur la pièce.The fiber-based material is most often laid in the form of several strips side by side, and produces, over the entire surface, a layer of lamination (fold). Several layers of lamination, partly of different geometrical shape and different fiber orientation, then form the fiber-reinforced composite part. In the case of automated laying of the fibers, it is necessary, apart from a constant and sufficient supply of heat, also to provide at the level of the zone of application, a sufficient compaction force, perpendicular to the laying surface, in order to guarantee the desired installation quality and thus the quality of the room. EP 2 454 081 E31 discloses, for example, a machine for applying fibers, comprising a flexible compacting cylinder with a heat regulation system. The pressure roller comprises a peripheral envelope made of a silicone material. Tubular passages in the pressure roller, namely the compacting cylinder, to ensure a heat input corresponding to the fibers to be laid. The silicone pressure roller provides relatively uniform compaction of the fiber-based material on the forming tool, as far as possible the surface is flat or curved in the laying direction. In the case of bends appearing transversely to the movement of movement and laying, the compression forces increase for convex curvatures due to a different discharge of the silicone material over the width of the roll, and decrease for concave curvatures. Since the control of the entire compressive force is achieved through a common deflection of the entire compression unit, this results in different compression forces over the entire width. of the roller, which can in turn negatively influence the quality of laying and lead to damage to the fiber-based material or damage to the workpiece.

Un autre problème dans le cas d'une telle régulation de la force de compression réside dans le fait qu'en raison du débattement centralisé de l'ensemble de l'unité de compression, le poids de l'ensemble de la tête de pose de fibres est nettement augmenté, ce qui augmente l'imprécision de l'ensemble du processus de pose, notamment lors d'opérations de positionnement et de déplacement de l'unité de pose, parce qu'en raison de la masse accrue dans le système en mouvement, la souplesse de l'ensemble de l'unité de déplacement est augmentée.Another problem in the case of such a compression force regulation lies in the fact that due to the centralized movement of the entire compression unit, the weight of the whole of the laying head of fibers is significantly increased, which increases the inaccuracy of the entire laying process, especially during positioning and moving operations of the laying unit, because due to the increased mass in the system in movement, the flexibility of the entire unit of movement is increased.

Au regard de cet arrière-plan, le but de la présente invention consiste à fournir un dispositif de pose de fibres amélioré, destiné à la pose d'un matériau à base de fibres sur un outillage pour la fabrication d'une pièce composite renforcée de fibres, permettant de réaliser une force de compression régulière et répartie de manière homogène, même dans le cas de surfaces d'outillage à courbures multiples, sans augmenter le poids de l'unité de pose, voire même en réduisant le poids de l'unité de pose. Le but recherché est atteint conformément à l'invention, grâce au dispositif de pose de fibres destiné à la pose d'un matériau à base de fibres sur un outillage pour la fabrication d'une pièce composite renforcée de fibres, comprenant un rouleau presseur, qui présente un axe non rotatif et continu le traversant, par l'intermédiaire duquel le rouleau presseur est agencé sur une unité de pose de fibres du dispositif de pose de fibres, dans lequel le rouleau presseur est segmenté axialement et possède plusieurs segments de rouleau, qui présentent chacun un noyau de segment non rotatif par rapport à l'axe continu et une enveloppe périphérique de segment montée sur le noyau de segment de manière rotative par rapport à l'axe continu, ces enveloppes périphériques de segment étant conçues pour venir en contact avec le matériau à base de fibres à poser, l'axe continu étant guidé à travers chaque noyau de segment, et les noyaux de segment sont montés sur l'axe continu de manière mobile indépendamment les uns des autres dans au moins une direction radiale en vue d'effectuer un mouvement de débattement, et en ce qu'entre le noyau de segment et l'axe continu est prévu au moins un soufflet de compression continu pouvant être alimenté par une pression de fluide et qui, pour produire le mouvement de débattement, interagit mécaniquement avec chacun des noyaux de segment montés sur l'axe, de manière telle que dans le cas d'une alimentation en pression d'un soufflet de compression continu avec un fluide, une force agisse sur les noyaux de segment dans au moins une direction de mouvement radiale des noyaux de segment. Conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de pose de fibres dans lequel le rouleau presseur, avec lequel les fibres doivent être posées sur l'outillage et avec lequel doit être appliquée simultanément la force de compactage nécessaire lors de la pose des fibres, est segmenté axialement en prévoyant plusieurs segments de rouleau, qui présentent chacun un noyau de segment non rotatif par rapport à l'axe continu et une enveloppe périphérique de segment montée sur le noyau de segment de manière rotative par rapport à l'axe continu. Le rouleau presseur présente ainsi un axe continu le traversant, le fait d'être continu signifiant dans le cadre de la présente invention, que l'axe n'est pas segmenté, l'axe continu étant non rotatif, c'est-à-dire fixe, par rapport à l'unité de pose de fibres du dispositif de pose de fibres. Sur l'axe continu sont à présent agencés plusieurs segments de rouleau, chaque segment de rouleau ayant un noyau de segment non rotatif et donc fixe, l'axe continu traversant chacun des noyaux de segment en les recevant et en assurant ainsi leur maintien, et une enveloppe périphérique de segment étant prévue sur chacun des noyaux de segment en étant montée rotative par rapport à l'axe ou au noyau de segment fixe. L'enveloppe de segment présente une surface extérieure qui est configurée pour entrer en contact avec le matériau à base de fibres à poser, de sorte que le matériau à base de fibres à poser est en mesure de se dérouler par l'intermédiaire de la surface extérieure de l'enveloppe périphérique de segment. L'axe continu est guidé par les noyaux de segment individuels et est en prise réciproque avec eux, de manière telle qu'aussi bien l'axe que les noyaux de segment soient fixes et ne tournent pas lorsque les fibres sont déposées sur l'outillage. Les noyaux de segment sont ici montés sur l'axe continu de manière à être mobiles indépendamment les uns des autres dans au moins une direction radiale pour effectuer un mouvement de débattement, de sorte que les segments de rouleau individuels sont en mesure de compenser des défauts de planéité et des courbures multiples de la surface de l'outillage. A cet effet, les noyaux de segment sont montés sur l'axe, dans la zone du passage de l'axe, de manière à pouvoir exécuter de préférence un mouvement de débattement en translation radialement par rapport à l'enveloppe périphérique de segment. En d'autres termes, les segments individuels de rouleau peuvent, en raison de leur montage sur l'axe, effectuer un mouvement de débattement, qui est sensiblement orthogonal à l'axe et agit dans une direction radiale par rapport à l'enveloppe périphérique de segment du rouleau presseur. Par ailleurs, il est prévu conformément à l'invention, entre le noyau de segment et l'axe continu, un soufflet de compression continu pouvant être alimenté par une pression de fluide, qui peut être sollicité en pression au moyen d'un fluide, par exemple un liquide ou un agent gazeux, de sorte qu'une force agit sur les noyaux de segment dans ladite au moins une direction de mouvement radiale du mouvement de débattement des noyaux de segment. Cela permet d'utiliser la possibilité du mouvement de débattement pour régler la force de compression à l'aide d'une sollicitation en pression appropriée du soufflet de compression, pour ainsi régler une force de compression homogène et uniformément répartie sur la totalité de la largeur du rouleau presseur. Dans le dispositif de pose de fibres conforme à l'invention, le soufflet de compression du rouleau presseur est prévu de façon que le soufflet de compression interagisse mécaniquement avec chacun des noyaux de segment montés sur l'axe, de manière telle que dans le cas d'une alimentation en pression du soufflet de compression avec un fluide, les noyaux de segment effectuent un mouvement de débattement correspondant dans ladite au moins une direction de mouvement radiale dans laquelle ils peuvent se déplacer en raison de leur montage mobile sur l'axe. Le rouleau presseur est agencé sur l'unité de pose de fibres du dispositif de pose de fibres de façon que le mouvement de débattement dans ladite au moins une direction de mouvement radiale s'effectue perpendiculairement à la surface de l'outillage, de sorte que la force engendrée par le soufflet sur les noyaux de segment lors d'une alimentation en pression avec un fluide agit également sensiblement de manière perpendiculaire sur la surface de l'outillage. Des matériaux à base de fibres, qui pendant la pose se déroulent par l'intermédiaire du rouleau presseur segmenté, sont ainsi compactés de manière correspondante lorsque le matériau à base de fibres se déroule entre le rouleau presseur et la surface de l'outillage, parce que le rouleau presseur, en raison de l'alimentation en pression du soufflet de compression, agit sensiblement en direction de la surface de l'outillage. Le soufflet de compression est conçu de manière à pouvoir, lorsqu'il est alimenté en pression avec un fluide, modifier ses dimensions géométriques et/ou sa forme géométrique, de sorte que, notamment dans le cas d'une modification des dimensions géométriques, il est possible de produire aussi bien le mouvement de débattement que ladite force.In view of this background, the object of the present invention is to provide an improved fiber laying device for laying a fiber-based material on a tool for the manufacture of a composite reinforced with fibers, to achieve a uniform and evenly distributed compression force, even in the case of multi-bend tooling surfaces, without increasing the weight of the laying unit, or even reducing the weight of the unit deposit. The aim is achieved according to the invention, thanks to the fiber laying device for laying a fiber-based material on a tool for manufacturing a fiber reinforced composite part, comprising a pressure roller, which has a non-rotating and continuous axis therethrough, through which the pressure roller is arranged on a fiber-laying unit of the fiber-laying device, wherein the pressure roller is axially segmented and has a plurality of roller segments, each having a non-rotational segment core with respect to the continuous axis and a segment peripheral envelope mounted on the segment core rotatably with respect to the continuous axis, said segment peripheral envelopes being adapted to come into contact with each other; with the fiber-based material to be laid, the continuous axis being guided through each segment core, and the segment cores mounted on the c-axis movable independently of one another in at least one radial direction to effect a movement movement, and in that between the segment core and the continuous axis is provided at least one continuous compression bellows being fed by a fluid pressure and which, to produce the movement movement, mechanically interacts with each of the ring cores mounted on the axis, such that in the case of a pressure supply of a compression bellows continuous with a fluid, a force acts on the segment nuclei in at least one direction of radial movement of the segment nuclei. According to the invention, there is provided a fiber laying device in which the pressure roller, with which the fibers must be placed on the tooling and with which must be applied simultaneously the compacting force required during the laying of the fibers , is axially segmented by providing a plurality of roll segments, each of which has a non-rotatable segment core with respect to the continuous axis and a segment peripheral envelope mounted on the segment core rotatably with respect to the continuous axis. The pressure roller thus has a continuous axis passing through it, the fact of being continuous meaning in the context of the present invention, that the axis is not segmented, the continuous axis being non-rotating, that is to say say fixed, with respect to the fiber laying unit of the fiber laying device. On the continuous axis are now arranged several segments of roll, each roll segment having a non-rotating segment core and therefore fixed, the continuous axis passing through each of the segment cores by receiving them and thus ensuring their maintenance, and a segment peripheral envelope being provided on each of the segment cores being rotatably mounted relative to the fixed segment axis or core. The segment envelope has an outer surface that is configured to contact the fiber-based material to be laid, so that the fiber-based material to be laid is able to unwind through the surface. outer segment of the peripheral envelope. The continuous axis is guided by the individual segment cores and interacts with them, so that both the axis and the segment cores are fixed and do not rotate when the fibers are deposited on the tooling. . The segment cores are here mounted on the continuous axis so as to be movable independently of each other in at least one radial direction to effect a movement movement, so that the individual roll segments are able to compensate for defects. flatness and multiple curvatures of the surface of the tooling. For this purpose, the segment cores are mounted on the axis, in the region of the passage of the axis, so as to be able to preferably perform a translational movement movement radially relative to the segment peripheral envelope. In other words, the individual roll segments can, due to their mounting on the axis, perform a movement movement, which is substantially orthogonal to the axis and acts in a radial direction relative to the peripheral envelope segment of the pressure roller. Furthermore, according to the invention, between the segment core and the continuous axis, a continuous compression bellows can be fed by a fluid pressure, which can be pressurized by means of a fluid, for example a liquid or a gaseous agent, so that a force acts on the segment cores in said at least one direction of radial movement of the movement movement of the segment cores. This makes it possible to use the possibility of the movement movement to adjust the compressive force by means of an appropriate pressure load on the compression bellows, thereby setting a homogeneous compression force uniformly distributed over the entire width. of the pressure roller. In the fiber-laying device according to the invention, the compression bellows of the pressure roller is provided so that the compression bellows mechanically interact with each of the segment cores mounted on the axis, so that in the case a pressure supply of the compression bellows with a fluid, the segment cores perform a corresponding movement movement in said at least one direction of radial movement in which they can move due to their movable mounting on the axis. The pressure roller is arranged on the fiber-laying unit of the fiber-laying device so that the movement movement in the at least one direction of radial movement is perpendicular to the surface of the tool, so that the force generated by the bellows on the segment cores during a pressure supply with a fluid also acts substantially perpendicularly on the surface of the tooling. Fiber-based materials, which during laying take place through the segmented pressure roller, are thus compacted correspondingly when the fiber-based material runs between the pressure roller and the surface of the tool, because that the pressure roller, due to the pressure supply of the compression bellows, acts substantially in the direction of the surface of the tooling. The compression bellows is designed so that, when it is supplied with pressure with a fluid, its geometrical dimensions and / or its geometrical shape can be modified, so that, particularly in the case of a modification of the geometrical dimensions, it It is possible to produce the movement movement as well as the said force.

Cela rend possible une répartition de force et un réglage de force très homogène ainsi qu'un mode de construction compact sans masse supplémentaire de l'effecteur terminal, puisqu'un seul soufflet de compression permet désormais de régler une force de compactage, sans que dans le cas d'outillages à surfaces présentant des courbures multiples, la force de compactage varie sur la largeur du rouleau, qu'il faille redouter des dommages sur le matériau à base de fibres, ou que la force de compactage ne suffise pas à pour assurer la qualité souhaitée pour la pièce. Les inventeurs ont ainsi constaté qu'à l'aide d'un rouleau presseur segmenté, le matériau à base de fibres pouvait être déposé selon un processus fiable et reproductible sur des surfaces d'outillage, tout en assurant une répartition de force homogène sur toute la largeur du rouleau. Par ailleurs, il est ainsi possible, de manière avantageuse, d'agencer le rouleau presseur de manière rigide et non mobile sur l'unité de pose de fibres, par l'intermédiaire de son axe continu, de sorte que le rouleau presseur ne nécessite pas de débattement centralisé pour l'application de la force de compactage. Cela permet avantageusement de réduire la masse dans l'effecteur terminal et ainsi dans le système mécanique mobile, ce qui permet d'augmenter la précision lors des phases de positionnement et de déplacement de l'effecteur terminal tout en réduisant la souplesse ou flexibilité de l'ensemble du système. Les inventeurs ont par ailleurs constaté qu'à l'aide d'un seul soufflet de compression en guise d'élément de force, il était possible, en raison de la masse réduite de l'effecteur terminal grâce à la suppression du débattement centralisé, de produire une force de compactage suffisante pour assurer la qualité nécessaire de la pièce, une répartition de force suffisamment homogène étant simultanément obtenue sur la totalité de la largeur du rouleau. De manière avantageuse, le soufflet de compression continu est agencé sur l'axe continu et est guidé par chaque noyau de segment en commun avec l'axe continu, de sorte que grâce à une seule alimentation en pression du soufflet de compression avec le fluide, une force correspondante agit sur chaque noyau de segment dans ladite au moins une direction de mouvement radiale, ce qui simplifie considérablement la configuration de construction globale du rouleau presseur. De manière avantageuse, les noyaux de segments sont montés sur l'axe continu commun les traversant, de manière à ce qu'ils puissent être déplacés, au moyen d'un guidage parallèle, dans au moins deux directions de mouvement, qui sont d'une orientation radiale et mutuellement opposées. La force agit ici de manière avantageuse uniquement dans l'une des directions radiales. Mais il est également possible de prévoir un deuxième soufflet de compression, qui est agencé sur l'axe à l'opposé du premier soufflet de compression, ce qui permet de produire une force sur les noyaux de segment dans ces deux directions de mouvement.This makes possible a very homogeneous force distribution and force adjustment as well as a compact construction mode without additional mass of the end effector, since a single compression bellows now makes it possible to adjust a compaction force, without the case of tools with surfaces with multiple curvatures, the compaction force varies over the width of the roll, that there is to be fear of damage to the fiber-based material, or that the compaction force is not sufficient to ensure the desired quality for the room. The inventors have thus found that with the aid of a segmented pressure roller, the fiber-based material can be deposited in a reliable and reproducible process on tooling surfaces, while ensuring a homogeneous distribution of force over any the width of the roll. Furthermore, it is thus possible, advantageously, to arrange the pressure roller rigidly and not movably on the fiber-laying unit, via its continuous axis, so that the pressure roller does not require no central deflection for the application of compaction force. This advantageously makes it possible to reduce the mass in the end effector and thus in the mobile mechanical system, which makes it possible to increase the accuracy during the positioning and displacement phases of the end effector while reducing the flexibility or flexibility of the whole system. The inventors have furthermore found that, with the aid of a single compression bellows as a force element, it was possible, because of the reduced mass of the end effector thanks to the suppression of the centralized deflection, to produce a compacting force sufficient to ensure the necessary quality of the part, a sufficiently homogeneous distribution of force being simultaneously obtained over the entire width of the roll. Advantageously, the continuous compression bellows is arranged on the continuous axis and is guided by each segment core in common with the continuous axis, so that by virtue of a single pressure supply of the compression bellows with the fluid, a corresponding force acts on each segment core in said at least one direction of radial movement, which greatly simplifies the overall construction configuration of the pressure roller. Advantageously, the segment cores are mounted on the common continuous axis passing through them, so that they can be displaced, by means of a parallel guide, in at least two directions of movement, which are radial orientation and mutually opposite. The force acts here advantageously only in one of the radial directions. But it is also possible to provide a second compression bellows, which is arranged on the axis opposite to the first compression bellows, which makes it possible to produce a force on the segment cores in these two directions of movement.

De manière avantageuse, chacun des noyaux de segment possède une ouverture pour le passage guidé de l'axe continu, avantageusement environ au centre du noyau de segment, l'axe continu présentant deux surfaces latérales parallèles, mutuellement opposées, qui agissent en tant que guidage parallèle pour un mouvement de translation dans la direction radiale. Sur ces surfaces latérales parallèles mutuellement opposées, les noyaux de segment sont à présent montés par leur ouverture pour effectuer le mouvement de débattement, le positionnement des noyaux de segment sur l'axe continu pouvant se faire sur les deux surfaces latérales parallèles mutuellement opposées, dans ladite ouverture, par un ajustement glissant par complémentarité de formes. Les surfaces latérales parallèles mutuellement opposées de l'axe continu permettent en outre que les noyaux de segment soient en prise avec l'axe continu commun de manière telle qu'ils puissent certes effectuer le mouvement de débattement dans ladite au moins une direction radiale, mais sont toutefois fixes avec l'axe et non rotatifs. En effet, le rouleau presseur n'est relié mécaniquement à l'unité de pose de fibres du dispositif de pose de fibres que par l'intermédiaire de son axe, de sorte que, grâce aux surfaces latérales parallèles mutuellement opposées, avec lesquelles sont en prise les ouvertures des noyaux de segment, on obtient un arrêt des noyaux de segment, les noyaux de segment pouvant toutefois effectuer un mouvement de débattement dans au moins une direction radiale.Advantageously, each of the segment cores has an opening for the guided passage of the continuous axis, preferably about the center of the segment core, the continuous axis having two mutually opposite parallel side surfaces which act as a guide. parallel for translational movement in the radial direction. On these mutually opposite parallel side surfaces, the segment cores are now mounted by their opening to effect the movement of movement, the positioning of the segment cores on the continuous axis being able to be performed on the two mutually opposite parallel side surfaces, in said opening, by a sliding fit by complementarity of shapes. The mutually opposite parallel side surfaces of the continuous axis further enable the segment cores to engage the common DC axis in such a manner that they can perform the movement of movement in the at least one radial direction, but however, are fixed with the axis and not rotating. Indeed, the pressure roller is mechanically connected to the fiber-laying unit of the fiber-laying device only via its axis, so that, thanks to the mutually opposite parallel side surfaces, with which there is the openings of the segment cores are taken, the segment cores are stopped, but the segment cores can move in at least one radial direction.

Les surfaces latérales mutuellement opposées de l'axe continu peuvent ici présenter avantageusement une surface de base rectangulaire. Il s'avère ici particulièrement avantageux que l'axe continu présente une section transversale sensiblement rectangulaire, et que les ouvertures des noyaux de segment prévues pour le passage de l'axe continu aient une section transversale correspondante, la section transversale des ouvertures des noyaux de segment étant, dans une direction d'extension qui correspond à la direction du mouvement de débattement dans au moins une direction radiale, plus grande que la section transversale de l'axe continu dans cette direction d'extension. Ainsi on obtient, avec les deux surfaces latérales parallèles mutuellement opposées, d'une part un arrêt et simultanément un guidage de déplacement pour le mouvement de débattement, tandis que par l'agrandissement de la section transversale de l'ouverture dans la direction d'extension du mouvement de débattement, il reste de l'espace disponible pour une course de débattement correspondante. La forme rectangulaire permet une réalisation particulièrement simple et mécaniquement très stable du rouleau presseur. De manière avantageuse, les noyaux de segment sont en prise mécanique avec l'axe continu de manière telle que les noyaux de segment soient arrêtés en rotation et bloqués contre l'axe continu, en pouvant toutefois 10 simultanément effectuer un mouvement de débattement. De manière avantageuse, le soufflet de compression est agencé sur l'axe du rouleau presseur de manière que la force agisse en direction de la surface de l'outillage. A cet effet, il s'avère particulièrement avantageux que le 15 soufflet de compression soit agencé sur l'axe de manière à pointer en direction de la surface de l'outillage. D'après un mode de réalisation particulièrement avantageux, qui peut être prévu en supplément ou en variante, il est prévu au moins un capteur de 20 force pour relever la force de compression du rouleau presseur. A l'aide de ce capteur de force, il est possible de relever la force de compression réelle réglée lors de la pose des fibres, pour pouvoir ainsi par exemple documenter le processus de pose et ses paramètres de processus agissant à cette occasion. 25 De manière avantageuse, ledit au moins un capteur de force peut être relié à un dispositif de régulation de force de compression, qui est conçu et équipé pour commander, en fonction d'une comparaison de la force de compression réelle relevée par les capteurs de force avec une force de 30 compression de consigne prescrite, l'alimentation en pression du soufflet de compression continu avec du fluide, de manière à régler ou tout au moins approcher la force de compression de consigne prescrite. De manière avantageuse, la différence entre la force de compression réelle relevée et la force de compression de consigne prescrite, est diminuée, réduite ou 35 entièrement égalisée par la commande de l'alimentation en pression du soufflet de compression continu. De manière avantageuse, un capteur de force est prévu sur chacun des flasques de l'axe continu, par l'intermédiaire desquels l'axe continu est 40 agencé de manière mécaniquement fixe et rigide sur l'unité de pose de fibres, de sorte que la force de compression réelle est prélevée au niveau des flasques de l'axe continu. Cela permet un mode de réalisation particulièrement simple et efficace.The mutually opposite side surfaces of the continuous axis can here advantageously have a rectangular base surface. Here it is particularly advantageous that the continuous axis has a substantially rectangular cross section, and that the openings of the segment cores provided for the passage of the continuous axis have a corresponding cross section, the cross section of the openings of the cores of segment being, in an extension direction corresponding to the direction of the deflection movement in at least one radial direction, greater than the cross section of the continuous axis in this extension direction. Thus, with the two mutually opposite parallel side surfaces, one obtains both a stop and simultaneously a displacement guide for the movement of movement, while by enlarging the cross section of the opening in the direction of movement. extension of the movement movement, there is space available for a corresponding travel stroke. The rectangular shape allows a particularly simple and mechanically very stable execution of the pressure roller. Advantageously, the segment cores are mechanically engaged with the continuous axis in such a way that the segment cores are stopped in rotation and locked against the continuous axis, while simultaneously being able to perform a movement movement. Advantageously, the compression bellows is arranged on the axis of the pressure roller so that the force acts towards the surface of the tool. For this purpose, it is particularly advantageous for the compression bellows to be arranged on the axis so as to point towards the surface of the tooling. According to a particularly advantageous embodiment, which may be provided additionally or alternatively, at least one force sensor is provided for raising the compressive force of the pressure roller. Using this force sensor, it is possible to record the actual compression force set during the laying of the fibers, so that it can for example document the installation process and its process parameters acting on this occasion. Advantageously, said at least one force sensor can be connected to a compression force control device, which is designed and equipped to control, based on a comparison of the actual compressive force detected by the sensors of the compressor. with a prescribed set-point compressive force, forcing the pressure supply of the continuous compression bellows with fluid, so as to adjust or at least approximate the prescribed set-point compressive force. Advantageously, the difference between the actual measured compression force and the prescribed setpoint compression force is decreased, reduced or fully equalized by controlling the pressure supply of the continuous compression bellows. Advantageously, a force sensor is provided on each of the flanges of the continuous axis, through which the continuous axis is arranged in a mechanically fixed and rigid manner on the fiber-laying unit, so that the actual compression force is taken from the flanges of the continuous axis. This allows a particularly simple and effective embodiment.

Avantageusement peuvent également être prévus plusieurs soufflets de pression continus, qui peuvent par exemple être agencés de manière diamétralement opposée sur l'axe. L'invention va être explicitée de façon plus détaillée, à titre d'exemple, au regard des figures des dessins annexés. Ceux-ci montrent : une représentation schématique du dispositif de pose de fibres conforme à l'invention ; une représentation schématique de la section transversale du rouleau presseur comportant un soufflet de compression ; une représentation schématique de la section transversale du rouleau presseur comportant deux soufflets de compression ; une coupe longitudinale de l'ensemble du rouleau presseur. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 La figure 1 montre schématiquement un dispositif de pose de fibres 1 comprenant une unité de pose de fibres 2 sur laquelle est agencé un rouleau presseur 3, qui est orienté en direction d'un outillage 14 sur lequel doit être posé le matériau à base de fibres. Le rouleau presseur 3 est segmenté dans la direction axiale et comporte plusieurs segments de rouleau 4, qui sont agencés sur un axe 5 continu, commun, qui les traverse. Aux deux extrémités extérieures de l'axe 5, le rouleau presseur 3 est relié rigidement à l'unité de pose de fibres 2. La figure 2 montre schématiquement une section transversale d'un des segments de rouleau 4. Un tel segment de rouleau 4 comprend un noyau de segment 6 intérieur, à la périphérie extérieure duquel une enveloppe périphérique de segment 7 est agencée et montée en rotation par rapport au noyau de segment 6. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, il est prévu, de manière sensiblement centrale dans le noyau de segment 6, une ouverture 8 à travers laquelle est guidé l'axe 5 commun. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, l'axe 5 présente une section transversale rectangulaire, deux surfaces latérales 9 opposées de l'axe 5 étant parallèles et en prise mécanique avec l'ouverture 8 de façon que les surfaces latérales 9 permettent d'une part d'arrêter le noyau de segment à l'encontre d'une rotation, et d'autre part un mouvement de débattement dans une direction radiale ri, r2. A cet effet, l'ouverture 8 du noyau de segment 6 est plus grande que la section transversale de l'axe 5 dans la direction d'extension correspondant à la direction radiale r1 et r2 du mouvement de débattement, permettant ainsi le mouvement de débattement.Advantageously can also be provided several continuous pressure bellows, which can for example be arranged diametrically opposite on the axis. The invention will be explained in more detail, by way of example, with reference to the figures of the accompanying drawings. These show: a schematic representation of the fiber laying device according to the invention; a schematic representation of the cross section of the pressure roller comprising a compression bellows; a schematic representation of the cross section of the pressure roller having two compression bellows; a longitudinal section of the entire pressure roller. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 1 shows schematically a fiber laying device 1 comprising a fiber laying unit 2 on which is arranged a pressure roller 3, which is oriented towards a tool 14 on which must be laid the fiber-based material. The pressure roller 3 is segmented in the axial direction and has a plurality of roller segments 4 which are arranged on a common, continuous axis which passes therethrough. At both outer ends of the axis 5, the pressure roller 3 is rigidly connected to the fiber-laying unit 2. Figure 2 shows schematically a cross-section of one of the roller segments 4. Such a roller segment 4 comprises an inner segment core 6, at the outer periphery of which a peripheral segment envelope 7 is arranged and rotatably mounted with respect to the segment core 6. In the embodiment of FIG. 2, provision is made for substantially central in the segment core 6, an opening 8 through which the common axis 5 is guided. In the embodiment of Figure 2, the axis 5 has a rectangular cross section, two opposite side surfaces 9 of the axis 5 being parallel and in mechanical engagement with the opening 8 so that the side surfaces 9 allow on the one hand to stop the segment core against a rotation, and secondly a movement movement in a radial direction ri, r2. For this purpose, the opening 8 of the segment core 6 is greater than the cross section of the axis 5 in the direction of extension corresponding to the radial direction r1 and r2 of the movement movement, thus allowing the movement of movement. .

Par ailleurs, sur l'axe 5 est agencé un soufflet de compression 10 continu qui, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, est agencé sur une face latérale 11 en correspondance avec la direction du mouvement de débattement r1 et r2. Le soufflet de compression 10 s'étend le long de la totalité de l'axe 5, et interagit ainsi mécaniquement de manière correspondante avec chacun des noyaux de segment 6 des segments de rouleau 4. Si à présent le soufflet de compression 10 est alimenté avec une pression de fluide, ou si la pression réglée dans le soufflet de compression 10 varie, le segment de rouleau 4 effectue un mouvement de débattement correspondant, dans la direction r1 ou r2. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le soufflet de compression 10 est agencé en direction r1, de sorte que lors d'une alimentation en pression du soufflet de compression 10, une force agit dans cette direction. Il est donc avantageux d'orienter globalement le rouleau presseur de façon que la direction radiale du mouvement de débattement r1 pointe en direction de l'outillage 11. La figure 3 montre schématiquement, de façon similaire à la figure 2, une section transversale d'un des segments de rouleau, toutefois avec deux soufflets de compression 10a et 10b agencés sur l'axe 5, sur des côtés opposés. Les deux soufflets de compression traversent tous les noyaux de segment 6 du rouleau presseur. La figure 4 montre schématiquement une coupe longitudinale du rouleau presseur. Le soufflet de compression 10 est agencé de manière à traverser tous les segments de rouleau 4 pour produire une force et un mouvement de débattement correspondants dans la direction radiale r1 et r2. Conformément à un exemple de réalisation, il est prévu à chacune des deux extrémités de l'axe 5 un capteur de force 12 agencé dans le trajet de transmission de la charge à l'unité de pose de fibres 2. Les capteurs de force 12 sont reliés à une régulation 13 qui effectue une comparaison de la force de compression réelle avec une force de compression de consigne prescrite. Suivant le résultat de la comparaison, la pression dans le soufflet de compression 10 pouvant être alimenté en pression, est alors commandée de manière que s'établisse la force de compression de consigne prescrite.5 Nomenclature des repères 1 Dispositif de pose de fibres 2 Unité de pose de fibres 3 Rouleau presseur 4 Segment de rouleau 5 Axe continu 6 Noyau de segment 7 Enveloppe périphérique de segment 8 Ouverture du noyau de segment 9 Surfaces latérales parallèles pour le montage guidé 10 Soufflet de compression 11 Surface latérale du soufflet de compression 12 Capteur de force 13 Dispositif de régulation de la force de compression 14 Outillage r1, r2 Direction radiale de mouvement de débattementFurthermore, on the axis 5 is arranged a continuous compression bellows 10 which, in the embodiment of Figure 2, is arranged on a side face 11 in correspondence with the direction of the movement of movement r1 and r2. The compression bellows 10 extend along the entire axis 5, and thus mechanically interact correspondingly with each of the segment cores 6 of the roller segments 4. If now the compression bellows 10 is powered with a fluid pressure, or if the pressure set in the compression bellows 10 varies, the roller segment 4 performs a corresponding movement movement in the direction r1 or r2. In the embodiment of Figure 2, the compression bellows 10 is arranged in the direction r1, so that during a pressure supply of the compression bellows 10, a force acts in this direction. It is therefore advantageous to orient the pressure roller generally so that the radial direction of the movement of movement r1 points towards the tooling 11. FIG. 3 shows schematically, in a manner similar to FIG. 2, a cross-section of FIG. one of the roll segments, however with two compression bellows 10a and 10b arranged on the axis 5, on opposite sides. The two compression bellows pass through all segment cores 6 of the pressure roller. Figure 4 schematically shows a longitudinal section of the pressure roller. The compression bellows 10 is arranged to pass through all the roller segments 4 to produce a corresponding deflection force and movement in the radial direction r1 and r2. According to an exemplary embodiment, there is provided at each of the two ends of the axis 5 a force sensor 12 arranged in the path of transmission of the load to the fiber laying unit 2. The force sensors 12 are connected to a regulation 13 which makes a comparison of the actual compression force with a prescribed set compression force. According to the result of the comparison, the pressure in the compressible bellows 10 which can be supplied with pressure, is then controlled so that the prescribed set compression force is established.5 Nomenclature of the marks 1 Fiber laying device 2 Unit 3 Press roll 4 Roller segment 5 Continuous axis 6 Segment core 7 Peripheral segment envelope 8 Opening segment core 9 Parallel side surfaces for guided mounting 10 Compression bellows 11 Compressor bellows side surface 12 Sensor force 13 Device for regulating the compression force 14 Tooling r1, r2 Radial direction of movement movement

Claims

REVENDICATIONS1. Fiber laying device (1) for laying a fiber-based material on a tool (14) for manufacturing a fiber-reinforced composite part, comprising a pressure roller (3), which has an axis (5) non-rotating and continuous therethrough, through which the pressure roller (3) is arranged on a fiber-laying unit (2) of the fiber-laying device (1), characterized in that the pressure roller (3) is axially segmented and has a plurality of roll segments (4), each of which has a segment core (6) which is non-rotatable with respect to the continuous axis (5) and a peripheral segment envelope (7) mounted on the segment core (6) rotatably with respect to the continuous axis, said peripheral segment envelopes being adapted to engage the fiber-based material to be laid, the continuous axis (5) being guided through each segment core (6), and the segment cores (6) are mounted on the axis (5) continuously movable independently of one another in at least one radial direction (r1, r2) for movement movement, and in that between the segment core (6) and the continuous axis (5) is provided with at least one compression bellows (10) which can be fed by a fluid pressure and which, to produce the movement movement, mechanically interacts with each of the segment cores (6) mounted on the axis (5), such that in the case of a pressure supply of a continuous compression bellows (10) with a fluid, a force acts on the segment cores (6) in at least one direction radial movement (r1, r2) of segment cores (6).

2. Fiber laying device (1) according to claim 1, characterized in that the pressure roller (3) is rigidly arranged on the fiber-laying unit (2).

Fiber laying device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the continuous compression bellows (10) is arranged on the continuous axis (5) and is guided through each segment core (6). ) in common with the axis (5) continuous.

4. Fiber laying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that each segment core (6) has an opening (8) for the passage of the axis {5) continuous, and the continuous axis (5) has two mutually opposite parallel side surfaces (9) on which the segment cores (6) are positioned in the opening (8) to effect the movement movement.

5. A fiber laying device (1) according to claim 4, characterized in that the axis (5) continuous has a substantially rectangular cross section, and in that the openings (8) provided for the passage of the continuous axis (5) have a corresponding cross-section, which to effect the movement of movement is greater, in an extension direction, than the cross section of the axis (5) continuous in this direction of extension.

Fiber laying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the segment cores (6) are in mechanical engagement with the continuous axis (5) in such a way that the segment cores are stopped in rotation against the continuous axis.

Fiber laying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the continuous compression bellows (10) is arranged in such a way that the force acting on the segment cores (6) is generated in the direction a tool (14) for laying fiber-based material.

Fiber laying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one force sensor (12) is provided to detect the compressive force of the pressure roller (3).

9. Fiber laying device according to claim 8, characterized in that a force sensor (12) is respectively provided on a flange of the axis (5) continuous through which the axis (5) continuous is arranged on the fiber-laying unit (2).

Fiber laying device according to claim 8 or 9, characterized in that said at least one force sensor (12) is connected to a compression force regulating device (13), which is designed to control, in according to a comparison of the actual compressive force detected by the force sensors with a prescribed setpoint compression force, the supply of pressure-of the continuous compression bellows with fluid, so as to adjust the compressive force to the prescribed set point.

Fiber laying device according to one of the preceding claims, characterized in that between the segment cores (6) and the continuous axis (5) there are provided a plurality of continuous pressure bellows (10) which can be fed by fluid pressure.