WO2009138660A2 - « bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite ». - Google Patents

« bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite ». Download PDF

Info

Publication number
WO2009138660A2
WO2009138660A2 PCT/FR2009/050747 FR2009050747W WO2009138660A2 WO 2009138660 A2 WO2009138660 A2 WO 2009138660A2 FR 2009050747 W FR2009050747 W FR 2009050747W WO 2009138660 A2 WO2009138660 A2 WO 2009138660A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
inserts
strap
thermosetting
thermoplastic matrix
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/050747
Other languages
English (en)
Other versions
WO2009138660A3 (fr
Inventor
Guy Valembois
Original Assignee
CONSEIL ET TECHNIQUE (Société à responsabilité limitée)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CONSEIL ET TECHNIQUE (Société à responsabilité limitée) filed Critical CONSEIL ET TECHNIQUE (Société à responsabilité limitée)
Priority to EP09745979A priority Critical patent/EP2276939A2/fr
Publication of WO2009138660A2 publication Critical patent/WO2009138660A2/fr
Publication of WO2009138660A3 publication Critical patent/WO2009138660A3/fr

Links

Classifications

    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/347—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation combined with compressing after the winding of lay-ups having a non-circular cross-section, e.g. flat spiral windings
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/026—Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
    • 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
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0078—Measures or configurations for obtaining anchoring effects in the contact areas between layers
    • B29C37/0082—Mechanical anchoring
    • B29C37/0085—Mechanical anchoring by means of openings in the layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2077/10—Aromatic polyamides [polyaramides] or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2707/00—Use of elements other than metals for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2707/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/06—Rods, e.g. connecting rods, rails, stakes

Definitions

  • the object of the present invention is to propose a connecting rod made of composite material having characteristics which until now have never been combined.
  • the rod of composite material according to the invention comes from the molding of a composite material comprising reinforcing fibers embedded in a thermosetting or thermoplastic matrix, and it is essentially characterized in that it comprises on the one hand two inserts of resistant material each pierced by a bore constituting an eyelet; on the other hand a core, interposed between said inserts, obtained by molding a composite comprising reinforcing fibers embedded in a thermosetting or thermoplastic matrix; and secondly a strap surrounding the assembly comprising said two inserts enclosing said core, passing around said inserts and along said core, and which consists of the winding of a wire element impregnated with a matrix thermosetting or thermoplastic; and in that the assembly is carried out with prestressing, that is to say that said soul is compressed longitudinally while said strap is stretched.
  • the molding of the core is made from a stack of fiber fabrics oriented unidirectionally in the direction of the longitudinal axis extending between the inserts.
  • the core is made of several parts contiguous longitudinally.
  • the method of producing a composite rod according to the invention by molding a composite material comprising reinforcement fibers embedded in a thermosetting or thermoplastic matrix, is essentially characterized in that it consists of:
  • a strap by winding a wire element made of a reinforcing fiber, while exerting a tension on said wire element and to impregnate the wire element before winding, or to impregnate the winding, a matrix thermosetting or thermoplastic,
  • the tension force on the strap is obtained by insertion between the core and at least one of the inserts, of one or more wedge-shaped elements.
  • FIG. 8 shows a schematic perspective view of a portion of a composite rod according to the invention, made according to another manufacturing method.
  • a composite rod 1 which comprises a core 2, two inserts 3 each pierced with a bore 30 forming an eyelet, and a strap 4 surrounding the assembly consisting of the soul 2 sandwiched between the two inserts 3, passing around these and along the soul 2.
  • the goal is to achieve maximum compressive strength in the direction of the length of the core. If it is possible to achieve the soul 2 in several ways, the one that achieves the best results is to press a unidirectional fiber fabric assembly, prepreg, where all the fibers are oriented in the same direction, that of the compressive force, that is to say that of the longitudinal axis of the core 2.
  • the material used may consist, without limitation, of carbon or aramid fibers, embedded in an epoxy or phenolic type matrix.
  • the next step is to machine the ends 20 of the core 2 of a large flatness and parallel, and also machining the inserts 3, so as to obtain contact planes of high accuracy.
  • ends 20 of the core 2 and the inserts 3 may have concordant shapes other than flat, retentive for example.
  • the parts 60 and 61 of the jig 6 enclose the assembly on two sides, those perpendicular to the axes of the bores 30, thus releasing the other two sides.
  • FIG. 4 shows an operation of making the strap 4, by winding a wire element 40, around the assembly held in the jig 6.
  • the winding is made in perpendicular planes, or almost, to the axes of the bores 30 while exerting a tension T on the wire element 40.
  • the jig 6 is rotated along an axis parallel to and equidistant from those of the bores 30, for winding the wire element 40 which is unwound with restraint.
  • the wire element 40 which consists of a reinforcing fiber, is impregnated with a thermosetting or thermoplastic matrix of the epoxy resin type.
  • the core 2 may not be pressurized, but it is the accumulation of the tension of the wire element 40 at each turn that creates the stress.
  • the strap 4 is shaped by means of the two parts 70 and 71 of a mold 7, which fit between the parts 60 and 61 of the jig 6, while now the voltage T.
  • FIG. 7 shows a method for tensioning the strap 4 by means of two fastening elements 8 each able to be secured to an insert 3 by means of a shaft 80, and on which a traction force is exerted so as to stretch the strap 4 to allow insertion between the inserts 3 of a core 2, not shown.
  • the tensioning of the strap 4 can also be achieved by creating at the ends of the strap 4, gripping appendages 4, 1 which can be removed later, and which allow seizure by traction means.
  • the connecting rod takes all the characteristics of the core 2, inserts 3 and strap 4, namely inclined planes 21 and 31, and frustoconical surfaces respectively 32 and 42.
  • the tension is thus obtained during the insertion of the inserts 3 between the core 2 and the strap 4.
  • the tension can be obtained by inserting inserts 33 and 34 cut in wedge between the core 2 and the inserts 3. It can be provided the insertion of one of its elements or more, at a single insert 3 or both.
  • the core 2 is made in two parts 22 in the form of longitudinally attached plates, and comprising each of the inner side a rabbet 23 creating a groove adapted to accommodate a strap, not shown.
  • the plates 22 are of course adapted after tensioning of the strap.
  • the strap 4 is made in two parts 43, namely in this case two identical straps intended to be arranged parallel to one another, each being placed in a rabbet 24 created in the core 4 and the insert 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Bielle en matériau composite (1), qui vient du moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique. Elle comprend d'une part deux inserts (3) en matériau résistant, percés chacun d'un alésage (30) constituant un oeilleton; d'autre part une âme (2), intercalée entre les inserts (3), obtenue par moulage d'un composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; et d'autre part encore une sangle (4) ceinturant l'ensemble comprenant les deux inserts (3) enserrant l'âme (2), en passant autour des inserts (3) et le long de l'âme (2), et qui est constituée de l'enroulement d'un élément filaire imprégné d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; l'assemblage est réalisé avec précontrainte, c'est-à-dire que l'âme (2) est comprimée longitudinalement tandis que la sangle (4) est tendue.

Description

BIELLE REALISEE EN MATERIAU COMPOSITE, ET PROCEDES DE REALISATION D'UNE BIELLE EN MATERIAU COMPOSITE.
La présente invention a pour objet une bielle réalisée en matériau composite, ainsi que les procédés de réalisation d'une bielle en matériau composite .
On sait qu'une bielle est une pièce allongée munie à chacune de ses extrémités d'un oeilleton, reliant deux axes parallèles et permettant de transmettre un mouvement de l'un à l'autre. Une bielle doit répondre à certaines contraintes de dimensions et de poids, mais également de résistance en traction et en compression.
Dans certains domaines, aéronautique et spatial par exemple, il est parfois impossible de concevoir des bielles pouvant répondre simultanément à toutes les caractéristiques exigées . La présente invention a pour but de proposer une bielle réalisée en matériau composite présentant des caractéristiques qui jusque maintenant n'ont jamais été réunies.
La bielle en matériau composite selon l'invention vient du moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, et elle se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend d'une part deux inserts en matériau résistant, percés chacun d'un alésage constituant un œilleton; d'autre part une âme, intercalée entre lesdits inserts, obtenue par moulage d'un composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; et d'autre part encore une sangle ceinturant l'ensemble comprenant lesdits deux inserts enserrant ladite âme, en passant autour desdits inserts et le long de ladite âme, et qui est constituée de l'enroulement d'un élément filaire imprégné d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; et en ce que l'assemblage est réalisé avec précontrainte, c'est-à-dire que ladite âme est comprimée longitudinalement tandis que ladite sangle est tendue .
Le moulage de l ' âme est réalisé à partir un empilement de tissus de fibres orientées de manière unidirectionnelle dans le sens de 1 ' axe longitudinal s ' étendant entre les inserts .
La sangle assure la tenue en traction, tandis que l'âme assure la tenue à la compression, les inserts, qui sont réalisés en métal, de préférence en titane, assurant l'interface entre l'âme et la sangle, et la précontrainte évite la formation de jeu entre les inserts et l'âme.
Selon une caractéristique additionnelle de la bielle composite selon l'invention, l'âme est réalisée en plusieurs parties accolées longitudinalement.
Selon une caractéristique additionnelle de la bielle composite selon l'invention, la sangle est réalisée en plusieurs parties.
Le procédé de réalisation d'une bielle composite selon l'invention, par le moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste :
- à mouler une âme par compression d'un empilement de tissus composites fait des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, en veillant à conserver une orientation unidirectionnelles desdites fibres de renfort dans le sens longitudinal de ladite âme,
- à usiner ladite âme en sorte de la mettre aux dimensions souhaitées , - à préparer deux inserts, muni chacun d'un alésage formant oeilleton, et destinés à être disposés chacun à une extrémité de ladite âme, à usiner lesdits inserts et lesdites extrémités de l'âme, au niveau des zones de contact,
- à assembler les inserts et l ' âme , et à maintenir l ' ensemble avec contrainte ,
à enrouler, autour de l'ensemble précontraint en passant autour des inserts et le long de l'âme, un élément filaire constitué d'une fibre de renfort, tout en exerçant une tension sur ledit élément filaire,
à imprégner l'élément filaire avant enroulement, ou à imprégner l'enroulement, d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique ,
- à façonner par moulage et compression, l'enroulement imprégné, tout en maintenant la tension exercée sur ledit élément filaire .
Une bielle composite selon l'invention peut être réalisée selon plusieurs autres procédés, et notamment celui consistant à fabriquer séparément toutes les pièces qui le composent puis à les assembler entre elles dans certaines conditions de tension.
Ainsi le procédé de réalisation d'une bielle composite selon l'invention, par le moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste:
- à mouler une âme par compression d'un empilement de tissus composites fait des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, en veillant à conserver une orientation unidirectionnelles desdites fibres de renfort dans le sens longitudinal de ladite âme, - à usiner ladite âme en sorte de la mettre aux dimensions souhaitées ,
- à préparer deux inserts, muni chacun d'un alésage formant oeilleton, et destinés à être disposés chacun à une extrémité de ladite âme, à usiner lesdits inserts et lesdites extrémités de l'âme, au niveau des zones de contact,
- à former une sangle par enroulement d'un élément filaire constitué d'une fibre de renfort, tout en exerçant une tension sur ledit élément filaire et à imprégner l'élément filaire avant enroulement, ou à imprégner l'enroulement, d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique ,
- à assembler les inserts et l ' âme dans la sangle en exerçant un effort de tension sur ladite sangle.
Selon une caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, l'usinage des inserts et des extrémités de l'âme, au niveau des zones de contact, est réalisé en sorte de créer des surfaces inclinées, non perpendiculaires à l'axe principal de l ' âme , de manière à générer un effet de coin lors de l'insertion de l'âme entre les inserts ou de chacun des inserts entre l'âme et la sangle.
Selon une autre caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, l'effort de tension sur la sangle est obtenu par insertion entre l'âme et au moins l'un des inserts, d'un ou de plusieurs éléments en forme de coin.
Selon une autre caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, l'effort de tension sur la sangle est obtenu en tirant sur la sangle pendant l ' insertion de l ' âme et des inserts , au travers de moyens de préhension aptes à être solidarisés aux inserts . Selon une autre caractéristique additionnelle du procédé selon l'invention, l'effort de tension sur la sangle est obtenu en tirant sur la sangle pendant l'insertion de l'âme, ladite sangle comportant de fabrication des appendices de préhension susceptibles d'être usinés après l'opération de montage.
Les avantages et les caractéristiques du dispositif et des procédés de fabrication selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente plusieurs modes de réalisation non limitatifs .
Dans le dessin annexé :
- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'une bielle composite selon l'invention.
- les figures 2, 3, 4, 5 et 6 représentent des vues schématiques partielles en perspective de différentes étapes successives du procédé de réalisation d'une bielle composite selon l'invention, ainsi que du matériel utilisé.
- la figure 7 représente une vue schématique en perspective d'une étape du procédé de fabrication d'une bielle composite selon l'invention.
- la figure 8 représente une vue schématique en perspective d'une partie d'une bielle composite selon l'invention, réalisée selon un autre procédé de fabrication.
- les figures 9a, 9b et 9c représentent des vues schématiques en coupe selon un plan longitudinal de variantes de bielles composites selon l'invention. - les figures 10a et 10b représentent des vues schématiques en perspectives d'une partie d'un autre mode de réalisation d'une bielle composite selon l'invention.
- les figures 11, 12 et 13 représentent des vues schématiques partielles de variantes de la bielle composite selon 1' invention.
Sur la figure 1 , on peut voir une bielle composite 1 selon l'invention, laquelle comprend une âme 2, deux inserts 3 percés chacun d'un alésage 30 formant un oeilleton, et une sangle 4 entourant l'ensemble constitué de l'âme 2 enserrée entre les deux inserts 3 , en passant autour de ces derniers et le long de l'âme 2.
En référence aux figures 2, 3, 4, 5 et 6 on peut voir différentes étapes du procédé de réalisation d'une bielle composite 1.
Sur la figure 2 , on peut voir une opération de moulage de l ' âme 2, entre les deux parties 50 et 51 d'un moule 5.
L'objectif est d'obtenir une résistance à la compression maximum dans le sens de la longueur de l'âme. Si il est possible de réaliser l ' âme 2 de plusieurs manières , celle qui permet d'obtenir les meilleurs résultats consiste à presser un assemblage de tissus de fibres unidirectionnelles, préimprégnés, où toutes les fibres sont orientées dans le même sens, celui de l'effort à la compression, c'est-à-dire celui de 1 ' axe longitudinal de l ' âme 2.
Le matériau utilisé peut consister, non limitativement, en des fibres de carbone ou d'aramide, noyées dans une matrice de type époxyde ou phénolique L'étape suivante consiste à usiner les extrémités 20 de l'âme 2 d'une grande planéité et parallèles, et également usiner les inserts 3, en sorte d'obtenir des plans de contact d'une grande précision.
On notera que les extrémités 20 de l'âme 2 et les inserts 3 peuvent présenter des formes concordantes autres que plates, rétentrices par exemple .
Sur la figure 3 on peut voir une opération d'assemblage des deux inserts 3 et de l ' âme 2 , dans un gabarit 6 comprenant deux parties 60 et 61, qui permet en plus de maintenir les inserts 3 serrés contre les extrémités 20 de l'âme 2, de réaliser cet assemblage sous contrainte .
Les parties 60 et 61 du gabarit 6 enserrent l'assemblage sur deux côtés, ceux perpendiculaires aux axes des alésages 30, libérant ainsi les deux autres côtés .
Sur la figure 4 , on peut voir une opération de réalisation de la sangle 4, par enroulement d'un élément filaire 40, autour de l'assemblage maintenu dans le gabarit 6. L'enroulement est réalisé selon des plans perpendiculaires, ou presque, aux axes des alésages 30, tout en exerçant une tension T sur l'élément filaire 40.
En pratique, on fait tourner le gabarit 6 selon un axe parallèle à ceux des alésages 30, et équidistant de ceux-ci, pour enrouler l'élément filaire 40 qui se dévide avec retenue. Simultanément à l'enroulement, l'élément filaire 40, qui consiste en une fibre de renfort, est imprégnée d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique de type résine époxy.
On notera que selon une variante , l ' âme 2 peut ne pas être mise en pression, mais c'est le cumul de la tension de l'élément filaire 40 à chaque spire qui crée la contrainte. Sur les figures 5 et 6, on peut voir que la sangle 4 est mise en forme par l'intermédiaire des deux pièces 70 et 71 d'un moule 7, qui s'insèrent entre les pièces 60 et 61 du gabarit 6, tout en maintenant la tension T .
Le procédé décrit ci-dessus n'est pas le seul permettant d'obtenir une bielle 1 selon l'invention, d'autres procédés peuvent être mis en oeuvre .
La précontrainte nécessaire est due au fait que la longueur de l'âme 2 relâchée est supérieure à la distance qui lui est réservée entre les deux inserts 3, lorsque ceux-ci sont montés dans la sangle 4.
Ainsi, outre le procédé décrit ci-dessus où la sangle 4 est fabriquée autour de l ' âme 2 , il est possible de fabriquer la sangle 4 séparément, et d'y introduire l'âme 2 après mise en tension de la sangle 4.
La figure 7 montre un procédé permettant de tendre la sangle 4 au moyen de deux éléments d'accrochage 8 aptes à être solidarisés chacun à un insert 3 au moyen d'un arbre 80, et sur lesquels est exercée une force de traction en sorte de tendre la sangle 4 en vue de permettre l'insertion entre les inserts 3 d'une âme 2, non représentée.
Comme cela est représenté sur la figure 8 , la mise en tension de la sangle 4 peut également être réalisée en créant aux extrémités de la sangle 4 , des appendices de préhension 4 , 1 qui peuvent être supprimés ultérieurement, et qui permettent un saisissement par des moyens de traction .
Il est également possible que les extrémités 20 de l'âme 20 ainsi que les inserts 3 soient usinés en faisant un certain angle en sorte que l ' introduction de l ' âme 2 dans la sangle 4 crée un effet de coin. Les figures 9a, 9b et 9c montrent de telles configurations.
Sur la figure 9a, le contact entre l'âme 2 et chacun des inserts 3 est réalisé au travers de plans inclinés respectivement 21 et 31, non perpendiculaire à l'axe principal de l'âme 2. La tension peut ainsi être obtenue lors de l'insertion de l'âme 2 entre les deux inserts 3, ou bien lors de l'insertion des inserts 3 entre l'âme 2 et la sangle 4.
Sur la figure 9b, le contact entre chacun des inserts 3 et de la sangle 4 est réalisée au travers de surfaces tronconiques respectivement 32 et 42. La tension peut ainsi être obtenue lors de l'insertion des inserts 3 entre l'âme 2 et la sangle 4.
Sur la figure 9c, la bielle reprend toutes les caractéristiques des âme 2, inserts 3 et sangle 4, à savoir des plans inclinés 21 et 31, et des surfaces tronconiques respectivement 32 et 42. La tension est ainsi obtenue lors de l'insertion des inserts 3 entre l'âme 2 et la sangle 4.
En référence maintenant aux figures 10a et 10b, on peut voir que la tension peut être obtenue par insertion de pièces rapportées 33 et 34 taillées en coin, entre l'âme 2 et les inserts 3. On peut prévoir l'insertion d'un de ses éléments ou de plusieurs, au niveau d'un seul insert 3 ou des deux.
On notera que sur les figures 9a, 9b, 9c, 10a et 10b, les angles des surfaces inclinées sont exagérés pour les besoins de l'explication.
En référence maintenant aux figures 11, 12 et 13, on peut des modes de réalisation différents de la bielle composite 1.
Sur la figure 11, l'âme 2 est réalisée en deux parties 22 en forme de plaques accolées longitudinalement, et comportant chacune du côté intérieur une feuillure 23 créant une gorge apte à accueillir une sangle, non représentée. Les plaques 22 sont bien entendu adaptées après mise en tension de la sangle .
Sur les figures 12 et 13, la sangle 4 est réalisée en en deux parties 43, à savoir en l'occurrence deux sangles identiques destinées à être disposées parallèlement l'une à l'autre, en étant chacune placée dans une feuillure 24 créée dans l'âme 4 et 1' insert 3.

Claims

REVENDICATIONS
1) Bielle en matériau composite (1) , qui vient du moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part deux inserts (3) en matériau résistant, percés chacun d'un alésage (30) constituant un œilleton; d'autre part une âme (2), intercalée entre lesdits inserts (3) , obtenue par moulage d'un composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; et d'autre part encore une sangle (4) ceinturant l'ensemble comprenant lesdits deux inserts (3) enserrant ladite âme (2) , en passant autour desdits inserts (3) et le long de ladite âme (2) , et qui est constituée de l'enroulement d'un élément filaire (40) imprégné d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique; et en ce que l'assemblage est réalisé avec précontrainte, c'est-à-dire que ladite âme (2) est comprimée longitudinalement tandis que ladite sangle (4) est tendue .
2) Bielle composite selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme (2) est réalisée en plusieurs parties (22) accolées longitudinalement .
3) Bielle composite selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que la sangle (4) est réalisée en plusieurs parties (43) .
4) Procédé de réalisation d'une bielle composite (1) par le moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, caractérisé en ce qu ' il consiste : - à mouler une âme (2) par compression d'un empilement de tissus composites fait des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, en veillant à conserver une orientation unidirectionnelles desdites fibres de renfort dans le sens longitudinal de ladite âme (2) ,
- à usiner ladite âme (2) en sorte de la mettre aux dimensions souhaitées ,
- à préparer deux inserts (3) , muni chacun d'un alésage (30) formant œilleton, et destinés à être disposés chacun à une extrémité (20) de ladite âme (2) , à usiner lesdits inserts (3) et lesdites extrémités (20) de l'âme (2), au niveau des zones de contact ,
- à assembler les inserts (3) et l'âme (2), et à maintenir 1 ' ensemble avec contrainte ,
- à enrouler, autour de l'ensemble précontraint, en passant autour des inserts (3) et le long de l'âme (2), un élément filaire (40) constitué d'une fibre de renfort, tout en exerçant une tension (T) sur ledit élément filaire (40) ,
- à imprégner l'élément filaire (40) avant enroulement, ou à imprégner l'enroulement, d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique ,
- à façonner par moulage et compression, l'enroulement imprégné, tout en maintenant la tension (T) exercée sur ledit élément filaire (40) .
5) Procédé de réalisation d'une bielle composite (1) par le moulage d'un matériau composite comprenant des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, caractérisé en ce qu ' il consiste : - à mouler une âme (2) par compression d'un empilement de tissus composites fait des fibres de renfort noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique, en veillant à conserver une orientation unidirectionnelles desdites fibres de renfort dans le sens longitudinal de ladite âme (2) ,
- à usiner ladite âme (2) en sorte de la mettre aux dimensions souhaitées ,
- à préparer deux inserts (3) , muni chacun d'un alésage (30) formant œilleton, et destinés à être disposés chacun à une extrémité de ladite âme (2) , à usiner lesdits inserts (3) et lesdites extrémités de l'âme (2), au niveau des zones de contact (20, 30),
- à former une sangle (4) par enroulement d'un élément filaire (40) constitué d'une fibre de renfort, tout en exerçant une tension sur ledit élément filaire et à imprégner l ' élément filaire avant enroulement, ou à imprégner l'enroulement, d'une matrice thermodurcissable ou thermoplastique ,
- à assembler les inserts (3) et l'âme (2) dans la sangle (4) en exerçant un effort de tension sur ladite sangle (4) .
6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'usinage des inserts (3) et des extrémités de l'âme (2), au niveau des zones de contact, est réalisé en sorte de créer des surfaces inclinées (31, 21, 32, 42), non perpendiculaires à l'axe principal de l'âme, de manière à générer un effet de coin lors de l'insertion de l'âme entre les inserts ou de chacun des inserts entre l'âme et la sangle.
7) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'effort de tension sur la sangle (4) est obtenu par insertion entre l'âme (2) au moins l'un des inserts (3), d'un ou de plusieurs éléments (33, 34) en forme de coin. 8) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'effort de tension sur la sangle (4) est obtenu en tirant sur la sangle (4) pendant l'insertion de l'âme (2), au travers de moyens de préhension (8) aptes à être solidarisés aux inserts (3) .
9) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'effort de tension sur la sangle (4) est obtenu en tirant sur la sangle (4) pendant l'insertion de l'âme (4) et des inserts (3) , ladite sangle (4) comportant de fabrication des appendices de préhension (41) susceptibles d'être usinés après l'opération de montage .
PCT/FR2009/050747 2008-04-23 2009-04-22 « bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite ». WO2009138660A2 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09745979A EP2276939A2 (fr) 2008-04-23 2009-04-22 Bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0852713A FR2930611B3 (fr) 2008-04-23 2008-04-23 Bielle realisee en materiau composite, et procede de realisation d'une bielle en materiau composite
FR0852713 2008-04-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009138660A2 true WO2009138660A2 (fr) 2009-11-19
WO2009138660A3 WO2009138660A3 (fr) 2010-01-07

Family

ID=41137511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2009/050747 WO2009138660A2 (fr) 2008-04-23 2009-04-22 « bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite ».

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2276939A2 (fr)
FR (1) FR2930611B3 (fr)
WO (1) WO2009138660A2 (fr)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011117546A1 (fr) 2010-03-25 2011-09-29 Epsilon Composite Procede de realisation en continu d'une piece de liaison en materiau composite
WO2012007674A1 (fr) 2010-07-13 2012-01-19 Bts Industrie Bureau Des Technologies Spatiales Pour L'industrie Procede de fabrication d'une ame de bielle en materiau composite, et ame de bielle obtenue
US20130156979A1 (en) * 2011-11-03 2013-06-20 The Boeing Company Composite Columnar Structure Having Co-Bonded Reinforcement and Fabrication Method
JP2015514922A (ja) * 2012-04-27 2015-05-21 ボーグワーナー インコーポレーテッド 排気ガスターボチャージャ
CN109737134A (zh) * 2019-03-14 2019-05-10 中国商用飞机有限责任公司 破损安全连杆
US10457011B2 (en) 2011-11-03 2019-10-29 The Boeing Company Composite columnar structure having co-bonded reinforcement and fabrication method
US10464656B2 (en) 2011-11-03 2019-11-05 The Boeing Company Tubular composite strut having internal stiffening and method for making the same
CN114889166A (zh) * 2022-04-06 2022-08-12 山东节点新材料科技有限公司 一种轴承摆杆的制作方法及其制得的轴承摆杆
CN115008783A (zh) * 2021-03-03 2022-09-06 保时捷股份公司 纤维复合物构件、设备和制造纤维复合物构件的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015160815A1 (fr) * 2014-04-15 2015-10-22 Toyota Tsusho America, Inc. Bielle automobile composite et procédé de fabrication correspondant
CN104647672B (zh) * 2014-07-24 2017-07-21 上海汇众汽车制造有限公司 用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具
FR3126640A1 (fr) * 2021-09-03 2023-03-10 Safran Outillage pour l’enroulement d’une texture fibreuse et procédé d’enroulement associé

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3204093A1 (de) 1982-02-06 1983-08-25 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Pleuel fuer eine brennkraftkolbenmaschine
FR2543054A1 (fr) 1983-03-22 1984-09-28 Renault Procede de fabrication d'une bielle en materiau composite pour moteur, notamment de vehicule automobile
DE10325190A1 (de) 2003-06-04 2004-12-23 Daimlerchrysler Ag Verbindungsglied

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH652176A5 (en) * 1981-05-11 1985-10-31 Seger & Hoffmann Ag Elongate force-transmission element and process for producing it
FR2887601B1 (fr) * 2005-06-24 2007-10-05 Snecma Moteurs Sa Piece mecanique et procede de fabrication d'une telle piece
DE102005059933B4 (de) * 2005-12-13 2011-04-21 Eads Deutschland Gmbh Flechttechnisch hergestelltes Faserverbundbauteil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3204093A1 (de) 1982-02-06 1983-08-25 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Pleuel fuer eine brennkraftkolbenmaschine
FR2543054A1 (fr) 1983-03-22 1984-09-28 Renault Procede de fabrication d'une bielle en materiau composite pour moteur, notamment de vehicule automobile
DE10325190A1 (de) 2003-06-04 2004-12-23 Daimlerchrysler Ag Verbindungsglied

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8808488B2 (en) 2010-03-25 2014-08-19 Epsilon Composite Method for the continuous production of a connecting part made from composite material
WO2011117546A1 (fr) 2010-03-25 2011-09-29 Epsilon Composite Procede de realisation en continu d'une piece de liaison en materiau composite
WO2012007674A1 (fr) 2010-07-13 2012-01-19 Bts Industrie Bureau Des Technologies Spatiales Pour L'industrie Procede de fabrication d'une ame de bielle en materiau composite, et ame de bielle obtenue
FR2962679A1 (fr) * 2010-07-13 2012-01-20 Bts Ind Bureau Des Technologies Spatiales Pour L Ind Procede de fabrication d'une ame de bielle en materiau composite, et ame de bielle obtenue
US11414171B2 (en) 2011-11-03 2022-08-16 The Boeing Company Tubular composite strut having internal stiffening and method for making the same
US20130156979A1 (en) * 2011-11-03 2013-06-20 The Boeing Company Composite Columnar Structure Having Co-Bonded Reinforcement and Fabrication Method
US9486965B2 (en) * 2011-11-03 2016-11-08 The Boeing Company Composite columnar structure having co-bonded reinforcement and fabrication method
US10457011B2 (en) 2011-11-03 2019-10-29 The Boeing Company Composite columnar structure having co-bonded reinforcement and fabrication method
US10464656B2 (en) 2011-11-03 2019-11-05 The Boeing Company Tubular composite strut having internal stiffening and method for making the same
CN104023954A (zh) * 2011-12-14 2014-09-03 波音公司 具有共结合的加强件的复合材料柱状结构及制造方法
JP2015514922A (ja) * 2012-04-27 2015-05-21 ボーグワーナー インコーポレーテッド 排気ガスターボチャージャ
CN109737134A (zh) * 2019-03-14 2019-05-10 中国商用飞机有限责任公司 破损安全连杆
CN109737134B (zh) * 2019-03-14 2021-03-30 中国商用飞机有限责任公司 破损安全连杆
CN115008783A (zh) * 2021-03-03 2022-09-06 保时捷股份公司 纤维复合物构件、设备和制造纤维复合物构件的方法
CN115008783B (zh) * 2021-03-03 2024-01-05 保时捷股份公司 纤维复合物构件、设备和制造纤维复合物构件的方法
CN114889166A (zh) * 2022-04-06 2022-08-12 山东节点新材料科技有限公司 一种轴承摆杆的制作方法及其制得的轴承摆杆
CN114889166B (zh) * 2022-04-06 2024-04-19 山东节点新材料科技有限公司 一种轴承摆杆的制作方法及其制得的轴承摆杆

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009138660A3 (fr) 2010-01-07
EP2276939A2 (fr) 2011-01-26
FR2930611B3 (fr) 2010-09-10
FR2930611A1 (fr) 2009-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009138660A2 (fr) « bielle realisee en materiau composite, et procedes de realisation d'une bielle en materiau composite ».
CA2550683C (fr) Piece mecanique et procede de fabrication d'une telle piece
CA2792524C (fr) Procede de realisation en continu d'une piece de liaison en materiau composite
EP2911866B1 (fr) Procede de moulage de materiau composite dans lequel un tissu de fibres est tendu dans un cadre de maintien avant injection d'une matrice
EP2282877B1 (fr) Procédé de fabrication d'une pièce à corps creux en matériau composite et pièce ainsi obtenue
EP0435706B1 (fr) Bielle en materiau composite
FR2699497A1 (fr) Dispositif de liaison pale-moyeu à attache feuilletée, pale de rotor munie d'une telle attache, et rotor équipé de telles pales.
EP0556089B1 (fr) Procédé pour la réalisation d'une armature de fibres pour pièce de matière composite à parois non coplanaires, et pièce composite comportant une telle armature
CA3067034A1 (fr) Procede de realisation d'une piece en materiau composite, et piece composite obtenue
FR3040653A1 (fr) Outillage de support pour l'enroulement d'une texture fibreuse, procede de fabrication d'une texture fibreuse et procede de fabrication d'une preforme fibreuse de revolution
FR2522724A1 (fr) Culbuteur en matiere plastique renforcee par des fibres et procede pour fabriquer ce culbuteur
FR2957843A1 (fr) Procede de realisation d'une piece de liaison en materiau composite et piece obtenue
FR2942163A1 (fr) Piece en materiau composite, bielle en materiau composite et son procede de fabrication
FR2942161A1 (fr) Piece en materiau composite, bielle en materiau composite et son procede de fabrication.
EP0872357A1 (fr) Ame d'un rayon pour roue à rayons, rayon et roue de bicyclette
FR2929882A1 (fr) Rayon pour une roue a rayons,roue et procede correspondants
CA2793987C (fr) Methode de fabrication d'un insert de forme allongee en materiau composite a matrice metallique
EP3802077A1 (fr) Procede de fabrication d'une piece en materiau composite
FR2529972A1 (fr) Bielle de piston en matiere synthetique renforcee de fibres
FR2942744A1 (fr) Rayon pour une roue de cycle
CA3181925A1 (fr) Dispositif de jonction de bande transporteuse a cables muni d'elements de blocage de cable
WO2023247868A1 (fr) Renfort fibreux pour la fabrication d'une pièce composite destinée à être articulée avec d'autres pièces
FR3096063A1 (fr) Elément de construction en matériau composite
FR2784622A1 (fr) Rayon composite pour une roue de bicyclette et son procede de fabrication
FR2671757A1 (fr) Structures creuses allongees en materiaux composites et procedes de fabrication.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09745979

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009745979

Country of ref document: EP