WO1996003271A1 - Procede de fabrication de caissons a parois multicellulaires en materiaux composites thermodurcissables realises par enroulement filamentaire - Google Patents

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Jean Alphonse David
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    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/005—Construction details of vehicle bodies with bodies characterised by use of plastics materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D24/00—Producing articles with hollow walls
    • B29D24/002—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled
    • B29D24/008—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having hollow ridges, ribs or cores

Definitions

  • the present invention relates to a method of fa ⁇ bridging boxes with multicellular walls made of thermosetting composite materials, produced by ilamentary winding.
  • aluminum has taken an important place because of its lightness, it is the second generation.
  • the third generation for tomorrow is composite materials that are even lighter and which by the use of a new processing technique can considerably improve the use of many means of transport.
  • TGV car we will take as an example the body of a TGV car, called a cauldron.
  • the new car body is made of aluminum by profiled elements with double walls, which are assembled by welding.
  • the filament winding as a technique, it is possible to produce a two-level box (FIG. 1) with double walls and incorporated floor forming a monolithic assembly of composite materials.
  • a vertical winding machine is preferably used, because of the length of the mold (about 17 meters).
  • the spool On a first mold representing the inner shape of the bottom part (B) of the body, the spool is wound in three directions.
  • the third operation consists in making a three-way winding on the preceding elements in order to link the assembly. In the same way, the upper part (H) of the box is produced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Dans le domaine des transports aériens, ferroviaires et autres, l'aluminium a remplacé l'acier, demain les matériaux composites grâce à leur légèreté prendront le relais. Une nouvelle technique réalisée par enroulement filamentaire permet d'enfermer des éléments parallélépipédiques entre les parois intérieures et extérieures du caisson. La résistance en flexion et torsion est largement égale à l'aluminium avec un poids deux fois moindre. Cellule d'avion, caisse de voiture TGV, pale d'hélicoptère sont les produits réalisables avec ce nouveau procédé.

Description

PROCEDE DE FABRICATION DE CAISSONS A PAROIS MULTICELLULAIRES EN MATERIAUX COMPOSITES THERMODURCISSABLES REALISES PAR ENROULEMENT FILAMENTAIRE.
La présente invention concerne un procédé de fa¬ brication de caissonsà parois multicellulaires en matériaux composites thermodurcissables , réa¬ lisé par enroulement ilamentaire. Dans le domaine des transports aériens, ferrovières, et maritimes, l'aluminium a pris une place impor¬ tante à cause de sa légèreté, c'est la deuxième génération. La troisième génération pour demain, ce sont les matériaux composites encore plus lé¬ gers et qui par l'utilisation d'une nouvelle tech¬ nique de mise en oeuvre peut améliorer considéra¬ blement l'exploitation de nombreux moyens de trans¬ port.
C'est le cas de cette nouvelle conception, objet de 1 ' invention .
Nous allons prendre comme exemple la caisse d'une voiture de TGV, appelé chaudron.
La nouvelle caisse de la voiture est en aluminium réalisé par éléments profilés à double parois, qui sont assemblés par soudure. En utilisant l'enroulement filamentaire comme tech¬ nique, il est possible de réaliser une caisse à deux niveaux (figure 1) double parois et plancher incor¬ porés formant un ensemble monolithique en matériaux composites.
Pour cela on utilise de préférence une machine à bobiner verticale, en raison de la longueur du mou¬ le (environ 17 mètres) Sur un premier moule représentant la forme intérieure partie basse (B) de la caisse, on bobine en tridirec- tionnelle des fils de carbone imprégnés de résine époxy, par exemple, d'une épaisseur déterminée. Contre cet enroulement, on vient plaquer verticale¬ ment une multitude d'éléments de forme rectangulaire qui ont reçu au préalable un enroulement filamentaire, et dont tous les éléments sont joints. La troisième opération consiste à céaliser sur les éléments précédents un enroulement tridirectionnel afin de lier l'ensemble. De la même manière on réalise la partie haute (H) du caisson.
Puis on réunit les deux éléments H et B sur le pla¬ teau de la machine, et on réalise un dernier enrou¬ lement en tridirectionnel pour rendre l'ensemble mo- nolithique. Les travaux qui suivent, étuvage, démoulage, etc ... ne différent pas des travaux courants réalisés par enroulement filamentaire. Cette technique ouvre de nouveaux horizons dans de nombreuses industries et particulièrement les transports.
Il est possible de construire, des cellules d'avions avec planchers incorporés, des pales d'hélicoptè¬ res, des caisses de voiture pour TGV, métro etc... et caisses pour voiture automobile.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
Procédé de fabrication de caissons à parois multicellulaires en matériaux composites thermodurcissables réalisés par enroulement filamentaire.
Caisson caractérisé par le fait que l'ensemble du procédé de fabrication est réalisé sur une machine à bobiner, avec un étuvage unique pour 1 ' ensemble .
Procédé suivant la revendicationl , caractérisé par plusieurs opérations distinctes pour former
1 ' ensemble: enroulement de filaments imbibés de résine autour du moule représentant la forme intérieure du caisson
Applications sur cet enrouJLement d'une multitude d'éléments creux et jointifs
Enroulement appliqué sur les éléments creux pour lier l'ensemble.
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