FR3084278A1 - Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles particulieres - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une machine d'application de fibres comprenant une tête d'application de fibres, des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application, lesdits moyens d'acheminement comprenant au moins un premier tube flexible (41), chaque premier tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne, et étant muni d'au moins une lame flexible (42) longitudinale présentant un axe principal longitudinal, ledit tube flexible et ladite lame flexible étant assemblés par leur portions d'extrémité (41b, 42b) à des systèmes de fixation (8). La lame flexible (42) est montée par au moins une de ses portions d'extrémité (42b) à un système de fixation (8) de manière pivotante autour d'un axe de pivotement (A2) parallèle à son axe principal longitudinal.
Description
La présente invention concerne une machine d’application de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites, et plus particulièrement des moyens d’acheminement de fibres particuliers d’une telle machine pour acheminer les fibres entre des moyens de stockage de fibres et la tête d'application. L’invention concerne également un procédé de fabrication de pièces en matériaux composites au moyen d’une machine correspondante.
Il est connu des machines d’application de fibres, appelées couramment machines de placement de fibres, pour l'application au contact sur un outillage de drapage, tel qu’un moule mâle ou femelle, d'une bande large formée de plusieurs fibres plates continues, de type rubans, sèches ou imprégnées de résine thermodurcissable ou thermoplastique, notamment des fibres de carbone, constituées d’une multitude de fils ou filaments de carbone.
Ces machines comprennent un système de déplacement d'une tête d'application de fibres, ladite tête comportant un rouleau d'application destiné à venir en contact contre le moule pour appliquer la bande et des moyens de guidage des fibres sur ledit rouleau d'application, des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application.
Dans le document brevet WO 2012/160270, il a été proposé d’utiliser des moyens d’acheminement comprenant des premiers tubes flexibles, chaque tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne. Les premiers tubes flexibles sont fixés par leurs extrémités à des systèmes de fixation amont et aval, et présentent une longueur et une flexibilité suffisantes pour ne pas limiter les mouvements du système de déplacement de la tête. Chaque tube flexible est muni d’au moins une lame flexible longitudinale de section transversale rectangulaire, ladite lame flexible étant disposée sensiblement parallèlement au plan de transport de la fibre reçue dans le passage interne du tube flexible. De tels tubes flexibles forment des moyens d’acheminement simples de conception, d'encombrement et de coûts réduits, permettant d'obtenir des vitesses de défilement élevées, de déporter les moyens de stockage du système de déplacement, de supprimer les systèmes motorisés de récupération de mou pour les bobines de fibres, d’isoler les fibres de l’extérieur, et de simplifier le système de déplacement de la tête d’application, notamment d’utiliser un système de déplacement tel qu’un bras poly-articulé de type robot six axes.
La lame flexible associée à chaque tube limite ou interdit la flexion transversale du tube dans le plan de la lame, ce qui permet de supprimer, ou tout au moins limiter, les risques de retournement de la fibre disposée dans le passage interne du tube flexible parallèlement à la lame, en particulier lors de certains déplacements du robot, en raison de flexions trop importantes des tubes flexibles et/ou de frottements trop importants des fibres dans les tubes flexibles. Le tube flexible peut effectuer des mouvements de flexion dans une direction perpendiculaire au plan de la lame et des mouvements de torsion pour permettre le déplacement de la tête de placement de fibres dans toutes les directions.
L’assemblage du premier tube flexible et d’une lame distincte est réalisé par un second tube flexible, ce système d’assemblage maintient la lame sensiblement au contact du tube flexible tout en autorisant un déplacement longitudinal relatif de la lame flexible par rapport au premier tube. Le second tube flexible de maintien assure une liaison de type glissière entre le premier tube flexible d’acheminement et la lame flexible.
Pour permettre un déplacement longitudinal relatif de la lame flexible par rapport au premier tube flexible, la lame flexible est assemblée de manière fixe par ses portions d’extrémités aux systèmes de fixation, sans liberté de déplacement, et le premier tube est assemblé par une de ses portions d’extrémité à un système de fixation avec une liberté de déplacement longitudinal, et est assemblé sans liberté de déplacement par son autre portion d’extrémité à l’autre système de fixation.
Lors du drapage de pièce de forme complexe, les tubes flexibles munies de leur lame flexible peuvent être soumis à des efforts de flexion et de torsion importants pouvant entrainer une détérioration, notamment au niveau de l’assemblage des lames flexibles aux systèmes de fixation.
Le but de la présente invention est de proposer une machine munie de moyens d’acheminement garantissant un bon acheminement des fibres, et qui soient simples à réaliser et robustes.
A cet effet, la présente invention propose une machine d'application de fibres comprenant une tête d'application de fibres, comportant de préférence un rouleau d'application et des moyens de guidage des fibres sur ledit rouleau d'application, de préférence, un système de déplacement pour déplacer la tête d’application de fibres, des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application, lesdits moyens d’acheminement comprenant au moins un premier tube flexible reliant par exemple les moyens de stockage à la tête d’application, chaque premier tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne, et étant muni d’au moins une lame flexible longitudinale, de préférence de section transversale rectangulaire et présentant un axe principal longitudinal, ledit tube flexible et ladite lame flexible étant assemblés par leurs portions d’extrémité à des systèmes de fixation, caractérisée en ce que la lame flexible est montée par au moins une de ses portions d’extrémité à un système de fixation de manière pivotante autour d’un axe de pivotement parallèle à son axe principal longitudinal.
Selon l’invention, la lame flexible est montée sur au moins l’un des systèmes de fixation avec une liberté de rotation, de sorte qu’en cas de mouvements de torsion, la lame puisse pivoter. Ce montage pivotant évite des contraintes trop importantes au niveau de la portion d’extrémité de la lame flexible pouvant entrainer une détérioration de la lame, et permet ainsi de proposer un système d’acheminement plus robuste.
Ce montage pivotant est de préférence au moins réalisé au niveau d’un système de fixation aval qui est monté au niveau de la tête d‘application.
Selon un mode de réalisation, chaque portion d’extrémité de la lame flexible montée pivotante sur un système de fixation est en outre montée sensiblement fixe en translation longitudinale audit système de fixation, un jeu fonctionnel pouvant être maintenu pour assurer un glissement pour le pivotement.
Selon un mode de réalisation, chaque système de fixation comprend un support ou cassette pour chaque premier tube flexible, chaque support présentant un passage principal traversant dans lequel est monté le premier tube flexible par une portion d’extrémité, et un passage secondaire dans lequel est montée la lame flexible par une portion d’extrémité.
Selon un mode de réalisation, ledit passage secondaire, de préférence de section transversale rectangulaire, présente un tronçon définissant un logement cylindrique, la portion d’extrémité de la lame flexible étant munie d’une protubérance cylindrique positionnée dans ledit logement cylindrique pour permettre le montage pivotant de la lame sur le système de fixation, et éventuellement le blocage en translation longitudinale sur le système de fixation.
Selon un mode de réalisation, ladite protubérance cylindrique est 5 formée par deux pièces cylindriques à méplat assemblées l’une à l’autre par rivetage sur la portion d’extrémité de la lame flexible.
Selon un mode de réalisation, l’axe principal du passage secondaire est incliné par rapport à l’axe principal du passage principal, de manière à obtenir une mise à plat progressive de la lame flexible contre le premier 10 tube flexible en sortie du système de fixation, et ainsi éviter un effet de marche pouvant induire une concentration de contraintes.
Selon un mode de réalisation, chaque premier tube flexible et sa lame flexible associée sont placés dans un second tube flexible, de sorte que ledit second tube flexible maintient ladite lame flexible contre le 15 premier tube flexible, tout en autorisant un déplacement longitudinal relatif de la lame flexible par rapport au premier tube flexible.
Selon un mode de réalisation le premier tube flexible est assemblé sans liberté de déplacement par sa portion extrémité amont au système de fixation amont, qui est par exemple assemblé aux moyens de stockage, et 20 est assemblé avec une liberté de déplacement longitudinal par sa portion d’extrémité aval au système de fixation aval, qui est par exemple assemblé à la tête d’application.
Selon un mode de réalisation, la lame flexible est montée sans liberté de déplacement par sa portion extrémité amont au système de 25 fixation amont, qui est par exemple assemblé aux moyens de stockage, et est montée pivotante et fixe en translation longitudinale au système de fixation aval, qui est par exemple assemblée à la tête d’application.
Selon un autre mode de réalisation, la lame flexible est montée pivotante et fixe en translation longitudinale par ses portions d’extrémité 30 aux systèmes de fixation amont et aval.
Selon un mode de réalisation, au moins l’un des systèmes de fixation comprend des moyens de rigidification secondaires comprenant
- au moins une lame flexible secondaire, de préférence de section transversale rectangulaire, montée sur le système de fixation, venant en 35 appui contre le premier tube flexible à l’opposé de la lame flexible, et montée de manière pivotante autour d’un axe de pivotement parallèle à son axe principal longitudinal ; et/ou
- au moins une lame flexible secondaire, de préférence de section transversale rectangulaire, montée sur le système de fixation, venant en appui contre la lame flexible à l’opposé du premier tube flexible, et apte à pivoter avec la lame flexible montée de manière pivotante par sa portion d’extrémité audit système de fixation, ladite lame secondaire étant alors montée pivotante avec la lame flexible au système de fixation.
Selon un mode de réalisation, chaque système de fixation comprend des moyens de rigidification secondaires agissant contre le premier tube flexible à l’opposé de ladite lame flexible et éventuellement contre la lame flexible pour au moins limiter la flexion longitudinale du premier tube flexible dans une direction perpendiculaire au plan de la lame en sortie desdits systèmes de fixation.
Lesdits moyens de rigidification secondaires peuvent comprendre pour chaque système de fixation, au moins une paire de premières lames flexibles secondaires, de préférence de section transversale rectangulaire, montées sur les systèmes de fixation dont l’une vient en appui contre la lame flexible, et l’autre vient en appui contre le premier tube flexible à l’opposé de la lame flexible. Une paire de deuxièmes lames flexibles secondaires peuvent venir en appui contre les premières lames flexibles secondaires.
Selon un mode de réalisation, le premier tube flexible présente une portion longitudinale de surface extérieure sensiblement plane, le long de laquelle la lame flexible est maintenue par le second tube flexible.
Selon un mode de réalisation, le premier tube flexible a une section transversale sensiblement rectangulaire, la lame flexible étant maintenue par le second tube flexible le long d’un des deux côtés de grande dimension du premier tube flexible.
Selon un mode de réalisation, le second tube flexible a une section transversale sensiblement rectangulaire.
Selon un mode de réalisation, ladite lame flexible est métallique, et/ou le premier tube flexible est en matériau plastique, de préférence de polyéthylène haute densité, mieux encore de polyéthylène haute densité antistatique, et de préférence le second tube flexible est en matériau plastique.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite comprenant l’application de fibres continues sur une surface d’application, caractérisé en ce que l’application de fibres est réalisée au moyen d’une machine d’application de fibres tel que décrit précédemment, par déplacement relatif de la tête d’application par rapport à la surface de drapage selon des trajectoires de dépose.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d’un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de côté d’une machine de placement selon l’invention ;
- la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective des moyens d’acheminement illustrant un tube flexible d’acheminement et les systèmes de fixation amont et aval selon l’invention ;
- la figure 3 est une vue schématique en coupe selon le plan III-III de la figure 2 ;
- la figures 4 est une vue agrandie partielle de la figure 4 au niveau du système de fixation amont ;
- la figure 5 est une vue partielle agrandie en éclaté du système de fixation aval de la figure 2 ; et,
- la figure 6 est une vue agrandie partielle de la figure 4 au niveau du système de fixation aval.
En référence à la figure 1, la machine de placement comprend un système de déplacement 1 formé d’un bras poly-articulé 11, du type robot six axes, connu en soi, monté mobile sur un axe linéaire 12, une tête d’application 2 montée au poignet d’extrémité 1 la du bras poly-articulé, des moyens de stockage 3 de fibres, des moyens d'acheminement pour acheminer des fibres depuis lesdits moyens de stockage vers la tête d’application.
Le bras poly-articulé 11 est fixé par son embase 112 sur un chariot 13 monté coulissant sur l’axe linéaire 12, ledit axe linéaire étant constitué de deux rails 121 parallèles fixés au sol. Le chariot est équipé de moyens d’entraînement, par exemple de type galets motorisés, asservis par une unité de commande pour le déplacement de la tête de placement le long de ces rails.
La tête d’application de fibres 2, appelée également tête de placement de fibres, comprend de manière connue, un rouleau d’application 21 apte à venir en contact avec un moule pour appliquer une bande formée de plusieurs fibres, par exemple pré-imprégnées de résine.
La machine est prévue pour l'application de fibres, par exemple de type fibres de carbone, conditionnées sous forme de bobines. Les moyens de stockage sont formés d’un cantre, schématiquement représentée sous la référence 3, pour recevoir les bobines de fibres. Le cantre est également monté sur un chariot suiveur 31, disposé sur les rails 121 et relié mécaniquement au chariot 13 portant le robot.
Les moyens d’acheminement comprennent des premiers tubes flexibles, dits d’acheminement, équipés de lames flexibles de rigidification. Les fibres sont acheminées individuellement dans ces tubes d’acheminement du cantre 3 à la tête de placement de fibres 2. Les tubes sont rassemblés en un faisceau, représenté schématiquement sous les références 4A sur la figure 1, et sont placés dans le passage interne d’une gaine 5 flexible.
En référence aux figures 4 et 5, chaque tube d’acheminement 41 présente une paroi de section transversale rectangulaire, avec deux petits côtés et deux grands côtés. La paroi présente une surface interne et une surface externe sensiblement plane. Chaque tube d’acheminement est équipé extérieurement sur sensiblement toute sa longueur d’une lame métallique 42 flexible, appelée également clinquant. La lame métallique et le tube d’acheminement sont placés dans un second tube flexible 44, dit de maintien, de section sensiblement rectangulaire de manière à maintenir la lame sensiblement parallèle à la surface extérieure d’un grand côté du tube d’acheminement, et sensiblement en contact avec ladite surface, tout en autorisant un déplacement longitudinal relatif de la lame par rapport au tube d’acheminement. Le tube de maintien 44 est ici un tube flexible annelé, de section sensiblement rectangulaire, tel que décrit dans le document brevet précité.
La lame a une largeur inférieure ou égale à celle d’un grand côté, de préférence inférieure. Le tube d’acheminement équipé de sa lame et placé dans le tube de maintien est désigné par la référence 4. Chaque tube d’acheminement est destiné à recevoir une fibre plate dans son passage interne 412 de section rectangulaire, sensiblement parallèlement à ses grands côtés, et donc parallèlement à la lame métallique. La lame métallique interdit toute flexion transversale du tube flexible dans le plan de la lame, mais autorise des flexions longitudinales du tube flexible dans une direction perpendiculaire au plan de la lame ainsi que des torsions du tube flexible. Lors des déplacements du robot pour les opérations de placement de fibres, les tubes flexibles vont se déformer par flexion perpendiculairement au plan de la lame et/ou torsion, de sorte que la fibre reste bien à plat parallèlement à la lame métallique.
Les tubes d’acheminement sont fixés en extrémité au cantre 3 et à la tête respectivement par des systèmes de fixation amont et aval représentés schématiquement sous les références 6 et 8. Dans le présent mode de réalisation, chaque tube d’acheminement est assemblé de manière fixe, à savoir fixé sans liberté de déplacement, par sa portion d’extrémité au système de fixation amont 6, et assemblé de manière mobile en translation longitudinale, à savoir fixé avec une liberté de déplacement longitudinal, au système de fixation aval 8. La lame associée au tube d’acheminement est assemblée de manière fixe, par sa portion d’extrémité amont au système de fixation amont 6, et assemblée par sa portion d’extrémité aval de manière fixe en translation longitudinale et mobile en rotation au système de fixation aval 8.
En référence à la figure 4, le système de fixation 6 amont est similaire à celui décrit dans le document brevet précité, et comprend pour chaque tube d’acheminement un support amont 7 sous la forme d’une plaque parallélépipédique, appelé également cassette amont, ayant deux faces principales opposées, un bord amont 72a, un bord aval 72b, un bord supérieur 72c et un bord inférieur 72d.
La cassette présente un passage principal 73 longitudinal, de section transversale rectangulaire, débouchant sur les bords amont et aval 72a, 72b, dans lequel un tube d’acheminement 41 est monté par sa portion d’extrémité amont 41a. Les cassettes sont par exemple montées de manière fixe par leur bord inférieur 72d sur une plaque support (non représentée), sous la forme d’une ou plusieurs rangées, les cassettes étant disposées à plat les unes contre les autres par leurs faces principales, la plaque support étant montée sur le cantre.
La section du passage principal 73 est définie de sorte que le tube d’acheminement soit bloqué en rotation dans ledit passage principal. Pour son blocage longitudinal dans le passage principal, la portion d’extrémité amont 41a du tube présente une collerette 413 venant en appui contre le bord amont 72a de la cassette, la collerette venant par exemple se loger dans un renfoncement dudit bord amont, et une plaque à œillets (non représentée) fixée à la plaque support précitée, vient en appui contre les bords amont des cassettes 7. La cassette peut être équipée d’un canal 79 débouchant dans le passage principal 73 au niveau d’une ouverture du tube d’acheminement pour injecter un flux d’air d’amont en aval dans le passage interne du tube.
La cassette est munie d’un premier passage secondaire 74a longitudinal, parallèle au passage principal, débouchant sur le bord aval 72b de la cassette, et dans lequel est montée la portion d’extrémité amont 42a de la lame flexible, parallèlement aux grands côtés du tube d’acheminement. La lame flexible est bloquée en translation longitudinale dans ce premier passage secondaire au moyen d’une vis 75a, vissée depuis le bord inférieur 72d de la cassette et passant dans un trou de la portion d’extrémité amont de la lame.
Pour augmenter la raideur de la lame 42 flexible en sortie des cassettes, et ainsi diminuer la flexion longitudinale du tube flexible dans la direction perpendiculaire au plan de la lame en sortie des cassettes, des lames flexibles secondaires sont montées sur la cassette de part et d’autre du tube d’acheminement, et viennent en appui d’un côté contre le tube d’acheminement, et de l’autre côté contre la lame flexible. Deux lames flexibles secondaires disposées à plat l’une contre l’autre sont montées dans le premier passage secondaire recevant la lame 42 flexible : une première lame secondaire 76a est disposée à plat contre la face principale de la lame flexible qui est opposée au tube d’acheminement, et une deuxième lame secondaire 76b, plus courte que la première lame secondaire, est disposée à plat contre la première lame secondaire. Les lames secondaires 76a, 76b, de section transversale sensiblement identique à celle de la lame flexible, présentent des trous dans lequel passe la vis 75a précitée pour leur blocage dans le premier passage secondaire 74a. Une ou plusieurs vis de pression 78a vissées depuis le bord inférieur de la cassette peuvent en outre être prévues pour venir en appui contre la deuxième lame secondaire 76b pour compléter le blocage des trois lames 42, 76a, 76b dans le passage secondaire 74a.
De manière analogue, trois autres lames secondaires, une première lame secondaire 77a, une seconde lame secondaire 77b, et une troisième lame secondaire 77c sont montées dans un deuxième passage secondaire 74b disposé parallèlement au passage principal, du côté du tube d’acheminement opposé à la lame flexible 42. Le blocage des lames secondaires 77a, 77b, 77c dans le deuxième passage secondaire est réalisé au moyen d‘une vis 75b vissée depuis le bord supérieur et passant dans des trous 771a, 771b des lames secondaires, ainsi qu’éventuellement par une ou plusieurs vis de pression 78b venant en appui contre la seconde lame secondaire 77b. En sortie de cassette, la première lame secondaire 77a vient à plat contre le grand côté du tube d’acheminement qui est opposé à la lame flexible 42, la deuxième lame secondaire plus courte que la première lame secondaire, étant disposée à plat contre la première lame secondaire, la troisième lame secondaire plus courte que la deuxième lame secondaire, étant disposée à plat contre la deuxième lame secondaire.
A titre d’exemple, en référence à la figure 2, la cassette amont est réalisée au moyen d’une plaque principale 70a munie sur une face principale de rainures, et d’une plaquette (non représentée) venant se monter contre ladite face principale, de sorte que lesdites rainures forment avec ladite plaquette le passage principal 73 et les passages secondaires 74a, 74b précités. La plaque principale est munie de trous taraudés pour le vissage des vis 75a, 75b, 78a, 78b pour le blocage des lames.
Du côté de la tête de placement, le système de fixation 8 amont comprend pour chaque tube d’acheminement un support aval 9, appelé également cassette aval. En référence en particulier aux figures 5 et 6, chaque cassette aval, sous la forme d’une plaque parallélépipédique, présente deux faces principales opposées, un bord amont 92a, un bord aval 92b, un bord supérieur 92c et un bord inférieur 92d. La cassette aval présente un passage principal 93 longitudinal, d’axe longitudinal Al, de section transversale rectangulaire, débouchant sur les bords amont et aval 92a, 92b, dans lequel un tube d’acheminement est monté par sa portion d’extrémité aval 41b. Les cassettes aval sont montées de manière fixe par leur bord inférieur sur une structure support de la tête de placement de fibre, en formant une ou plusieurs rangées, les cassettes aval étant disposées à plat les unes contre les autres par leurs faces principales.
La portion d’extrémité aval 41b du tube est montée coulissante dans le passage principal 93. La section du passage principal 93 permet de bloquer en rotation le tube d’acheminement dans ledit passage principal, la portion d’extrémité aval du tube pouvant librement se déplacer longitudinalement dans ce passage principal.
La cassette est munie d’un premier passage secondaire 94a et d’un deuxième passage secondaire 94b disposés de part et d’autre du passage principal, débouchant sur le bord amont 92a de la cassette, et dont les axes A2 et A3 sont inclinés par rapport à l’axe Al, les passages secondaires se rapprochant du passage principal en direction du bord amont 92a.
La portion d’extrémité aval 42b de la lame flexible ainsi que deux lames flexibles secondaires sont montées dans le premier passage secondaire, de manière mobile en rotation et bloquée en translation longitudinale.
Pour ce montage, le premier passage principal comprend un premier tronçon 941a de section rectangulaire d’axe A2, s’étendant depuis le bord amont, et se prolongeant par un deuxième tronçon définissant un logement cylindrique 942a d’axe A2, de diamètre supérieur à la hauteur du premier tronçon, de manière à former un épaulement 943a. Le logement est défini entre une paroi cylindrique 945a, une paroi de fond 944a et ledit épaulement 943a.
Dans le présent mode de réalisation, la cassette aval est réalisée au moyen d’une plaque principale 90a munie sur une face principale de rainures, et d’une plaquette (non représentée) venant se monter contre ladite face principale de sorte que lesdites rainures forment avec ladite plaquette le passage principal 93 et les passages secondaires 94a, 94b précités. Pour former le logement cylindrique, la plaque est munie d’une ouverture traversante 981a (Fig. 6) débouchant sur un renfoncement 982 au niveau de chaque face principale de la plaque principale. Deux demipièces 983a, 984a sont positionnées dans les renfoncements et assemblées l’une à l’autre au moyen de vis 986, les demi-pièces comprenant des surfaces cylindriques 985 formant la paroi cylindrique 945a du logement.
Deux lames flexibles secondaires disposées à plat l’une contre l’autre sont montées dans le premier passage secondaire 94a recevant la lame 42 flexible : une première lame secondaire 96a est disposée à plat contre la face principale de la lame flexible qui est opposée au tube d’acheminement, et une deuxième lame secondaire 96b, plus courte que la première lame secondaire, est disposée à plat contre la première lame secondaire, les lames secondaires étant de section transversale sensiblement identique à celle de la lame flexible.
L’ensemble formé par la lame flexible 42 et les deux lames secondaires 96a, 96b est équipé à son extrémité d’une protubérance cylindrique 991a formée de deux pièces cylindriques 992a, 993a à méplat assemblées l’une à autre via un rivet 994a, une première pièce cylindrique 992a est disposée à plat via son méplat sur la lame flexible et la deuxième pièce cylindrique 993a est disposée à plat sur la deuxième lame secondaire, les deux pièces cylindriques sont rivetées l’une à l’autre au moyen d’un rivet 994a passant par une ouverture traversante des pièces cylindriques et de trous de la lame flexible et de chaque lame secondaire. Une fois assemblées, les surfaces cylindriques des deux pièces cylindriques ont des axes de révolution confondus qui correspondent sensiblement à l’axe principal longitudinal de la première lame secondaire placée au milieu de l’empilement de lames.
La protubérance cylindrique positionnée dans le logement cylindrique assure le montage pivotant des lames dans la cassette autour d’un axe de pivotement qui correspond à l’axe longitudinal de la deuxième lame secondaire qui est sensiblement confondu avec l’axe principal A2 du passage secondaire, ainsi que le blocage en translation longitudinale, avec un jeu fonctionnel, par exemple de +/- 0,4mm, les bases des pièces cylindriques à méplat venant en butée contre l’épaulement et la paroi de fond du logement.
Le pivotement des lames est limité par la section rectangulaire de la première portion 941a du passage, par exemple d’environ +/- 20°.
Le montage pivotant permet d’éviter une concentration de contraintes au niveau du bord amont lors de mouvements de torsion de la lame flexible et des lames secondaires, et ainsi de limiter les risques d’une détérioration prématurée de la lame flexible et des lames secondaires.
Par ailleurs, l’inclinaison du passage secondaire par rapport au passage principal, par exemple d’un angle de l’ordre de 5°, permet d’amener progressivement la lame flexible contre le tube d’acheminement et ainsi d’éviter un effet de marche au niveau du bord amont pouvant entraîner une concentration de contraintes, notamment lors de mouvements de flexion des lames.
Le tube de maintien 44 s’étend sur la majeure partie du tube d’acheminement, son maintien en position longitudinale sur le tube d’acheminement est réalisé au moyen de deux tronçons 45, 46 de tube annelé, de section transversale plus importante. Chaque tronçon est d’un côté emmanché et éventuellement collé sur la portion d’extrémité du tube de maintien et est de l’autre côté emmanché sur les lames secondaires ίο d’une cassette pour bloquer longitudinalement le tube de maintien et plier progressivement la lame flexible et les lames secondaires pour les amener contre le tube d’acheminement.
De manière analogue, trois autres lames secondaires, une première lame secondaire 97a, une seconde lame secondaire 97b et une troisième 15 lame secondaire 97c, sont montées à plat l’une contre l’autre dans le deuxième passage secondaire 94b disposé du côté du tube d’acheminement opposé à la lame flexible 42.
En sortie de cassette, la première lame secondaire vient à plat contre le grand côté du tube d’acheminement qui est opposé à la lame flexible 42, 20 la deuxième lame secondaire plus courte que la première lame secondaire, étant disposée à plat contre la première lame secondaire, la troisième lame secondaire plus courte que la deuxième lame secondaire, étant disposée à plat contre la deuxième lame secondaire.
Ces lames secondaires sont également montées pivotante dans le 25 deuxième passage secondaire 94b, les lames étant équipées d’une protubérance cylindrique 991b venant se positionner dans un logement cylindrique du deuxième passage secondaire. La protubérance est formée de deux pièces cylindriques rivetées ensemble de part et d’autre de l’empilement des trois lames secondaires. Le deuxième passage 30 comprenant un premier tronçon de section rectangulaire se prolongeant par le logement cylindrique formé au moyen de deux pièces cylindriques à méplat.
Le positionnement de la protubérance cylindrique dans le logement cylindrique permet le montage pivotant des lames secondaires autour d’un 35 axe de pivotement correspondant à l’axe A3, confondu avec l’axe longitudinal de la deuxième lame secondaire placée au milieu de l’empilement, ainsi que le blocage en translation longitudinale des lames, tel que décrit précédemment.
De préférence, les premières lames secondaires des cassettes amont et aval qui viennent contre le tube d’acheminement se chevauchent.
La première lame secondaire 77a de la cassette amont 7 qui est en appui contre le tube d’acheminement s’étend jusqu’à la première lame secondaire 97a de la cassette aval, et sa partie d’extrémité libre vient se positionner sous la partie d’extrémité libre de la première lame secondaire 97a de la cassette aval. Ce montage permet un remplacement aisé des tubes ίο d’acheminement 41 depuis la cassette amont 7, et évite en particulier que le tube d’acheminement ne bute contre l’extrémité libre de la première lame secondaire 97a de la cassette aval lorsqu’il est enfilé dans le tube de maintien depuis la cassette amont. En variante, les tubes d’acheminement sont enfilés depuis la cassette aval de la tête d’application, la partie 15 d’extrémité de la première lame secondaire de la cassette aval est alors placée entre le tube d’acheminement et la partie d’extrémité de la première lame secondaire de la cassette amont. Dans une autre variante de réalisation, les premières lames secondaires des cassettes amont et aval qui viennent contre le tube d’acheminement sont remplacées par une même 20 lame flexible qui s’étend d’une cassette à l’autre, ladite lame flexible étant fixée en extrémité à une cassette et étant apte à coulisser longitudinalement et à pivoter dans un passage de l’autre cassette.
Selon un mode de réalisation, les cassettes ne comprennent pas de lames secondaires de rigidification. La cassette aval peut alors comprendre 25 qu’un seul passage secondaire, la lame flexible étant munie d’une protubérance cylindrique par exemple formée de deux pièces cylindriques à méplat assemblées sur la lame flexible, par exemple par rivetage, la protubérance étant placée dans un logement cylindrique correspondant du passage secondaire de sorte que la lame soit apte à pivoter autour d’un axe 30 de pivotement qui est dans ce cas sensiblement confondu avec l’axe longitudinal de la lame.
Bien que l’invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu’elle n’y est nullement limitée et qu’elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits 35 ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention.
Claims (7)
1. Machine d'application de fibres comprenant
- une tête (2) d'application de fibres,
- des moyens (3) de stockage de fibres, et
- des moyens (4) d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application, lesdits moyens d’acheminement comprenant au moins un premier tube flexible (41), chaque premier tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne (412), et étant muni d’au moins une lame flexible (42) longitudinale présentant un axe principal longitudinal, ledit tube flexible et ladite lame flexible étant assemblés par leur portions d’extrémité (41a, 41b, 42a, 42b) à des systèmes de fixation (6, 8), caractérisée en ce que la lame flexible (42) est montée par au moins une de ses portions d’extrémité (42a, 42b) à un système de fixation (6, 8) de manière pivotante autour d’un axe de pivotement (A2) parallèle à son axe principal longitudinal.
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque portion d’extrémité (42a, 42b) de la lame flexible (42) montée pivotante sur un système de fixation (6, 8) est en outre montée sensiblement fixe en translation longitudinale audit système de fixation.
3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque système de fixation (6, 8) comprend un support (7, 9) pour chaque premier tube flexible (41), chaque support présentant un passage principal (73, 93) traversant dans lequel est monté le premier tube flexible par une portion d’extrémité (41a, 41b), et un passage secondaire (74a, 94a) dans lequel est montée la lame flexible (42) par une portion d’extrémité (42a, 42b).
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit passage secondaire (74a, 94a) présente un tronçon définissant un logement cylindrique (942a), la portion d’extrémité (42b) de la lame flexible étant munie d’une protubérance cylindrique (991a) positionnée dans ledit logement cylindrique.
5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que l’axe principal (A2) du passage secondaire (94a) est incliné par rapport à l’axe principal (Al) du passage principal, de manière à obtenir une mise à plat progressive de la lame flexible (42) contre le premier tube flexible (41) en sortie du système de fixation.
6. Machine selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’au moins l’un des systèmes de fixation comprend des moyens de rigidification secondaires (76a, 76b, 76c, 96a, 96b, 77a, 77b, 77c, 97a, 97b ;) comprenant
- au moins une lame flexible secondaire (97a, 97b, 97c) montée sur le système de fixation (6, 8), venant en appui contre le premier tube flexible (41) à l’opposé de la lame flexible, et montée de manière pivotante autour d’un axe de pivotement (A3) parallèle à son axe principal longitudinal ; et/ou
- au moins une lame flexible secondaire (96a, 96b) montée sur le système de fixation, venant en appui contre la lame flexible (42) à l’opposé du premier tube flexible (41 ), et apte à pivoter avec la lame flexible montée de manière pivotante par sa portion d’extrémité audit système de fixation.
7. Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite comprenant l’application de fibres continues sur une surface d’application, caractérisé en ce que l’application de fibres est réalisée au moyen d’une machine d’application de fibres selon l’une des revendications 1 à 6, par déplacement relatif de la tête d’application par rapport à la surface de drapage selon des trajectoires de dépose.
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-
2019
- 2019-07-08 WO PCT/FR2019/000111 patent/WO2020021167A1/fr active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012160270A1 (fr) * | 2011-05-20 | 2012-11-29 | Coriolis Composites | Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles |
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