WO2012160269A1 - Tete d'application de fibres avec rouleau de compactage segmenté - Google Patents

Tete d'application de fibres avec rouleau de compactage segmenté Download PDF

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WO2012160269A1
WO2012160269A1 PCT/FR2012/000194 FR2012000194W WO2012160269A1 WO 2012160269 A1 WO2012160269 A1 WO 2012160269A1 FR 2012000194 W FR2012000194 W FR 2012000194W WO 2012160269 A1 WO2012160269 A1 WO 2012160269A1
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central portion
segment
head according
peripheral portion
leaf spring
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PCT/FR2012/000194
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Inventor
Johann Caffiau
Loïc GAILLARD
Yvan Hardy
Original Assignee
Coriolis Composites
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    • B29C43/22—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
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    • B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
    • B29C70/388—Tape placement heads, e.g. component parts, details or accessories

Definitions

  • the present invention relates to a fiber application head for a fiber application machine for producing parts made of composite materials, and more particularly to a head equipped with a so-called segmented compacting roller comprising a plurality of independent roller segments.
  • Fiber application machines commonly known as fiber placement machines, are known for contacting drape tools, such as a male or female mold, with a wide web of multiple flat fibers.
  • continuous, ribbon type dry or impregnated with thermosetting or thermoplastic resin, in particular carbon fibers, consisting of a multitude of carbon threads or filaments.
  • preforms formed of several superimposed folds, each fold being formed by draping on the mold of one or more joined strips.
  • the preform In the case of a lay-up of fibers pre-impregnated with resin, the preform, said pre-impregnated, is cured or polymerized by passing through an oven to obtain a piece of composite material.
  • so-called dry fibers not pre-impregnated with resins possibly comprising a very small amount of so-called binding resin, to impart a tackiness to the fibers during draping, the resin is injected or infused into the dry preform before the step hardening.
  • These machines as described in the patent document WO2006 / 092514, conventionally comprise a fiber application head, a displacement system of said fiber application head, fiber storage means, and conveyance means. fibers for feeding the fibers of said storage means to the application head.
  • the fiber application head conventionally comprises an application roller, also called a compaction roller, intended to come into contact with the mold for applying the web, and fiber guiding means on said application roller.
  • the head further generally comprises a heating system for heating the fibers.
  • the compaction roller presses the fiber web against the application surface of the mold, or against the previously deposited fiber web or strips, in order to facilitate the adhesion of the strips deposited between them, as well as to gradually evacuate the trapped air between the deposited tapes.
  • the heating system provides heating of the fiber web, and / or the mold or strips already applied upstream of the compaction roller, just before compaction of the web, to at least soften the prepreg or the bonding resin, and thus promote the adhesion of the strips together.
  • the displacement system ensures the displacement of the application head in at least three directions perpendicular to each other.
  • the displacement system may be formed by a standard six-axis robot-type poly-articulated arm, arranged on the ground or mounted on a linear axis, with an end wrist to which the application head is attached, or by a Cartesian robot. gantry type equipped with an end wrist carrying the application head.
  • the fiber storage means conventionally comprise a creel or bobbin cabinet.
  • the creel can be placed on the ground close to the application head, for example in the case of a standard fixed robot, or can be mounted on an element of the displacement system, for example on one of the carriages of the Cartesian robot or on a follower carriage sliding on the linear axis of the standard robot.
  • the fiber placement head advantageously comprises a compacting roller adapted to adapt to the application surface, in particular to convex and / or concave application surfaces. .
  • the prepreg fibers are simply heated to soften them, typically at temperatures of the order of 40 ° C.
  • the compacting roller is advantageously made of a material said to be flexible, elastically deformable, generally of elastomer material, so as to be deformed by matching the profile of said surfaces.
  • the pre-impregnated fibers must be heated to higher temperatures, at least up to the melting temperature of the resin, of the order of 200 ° C for resins of the nylon type, and up to about 400 ° C for resins of PEE type. Due to the high heating temperatures, the fiber placement heads are equipped with heat-resistant metal compaction rollers.
  • segmented metal compacting rollers comprising a plurality of independent roller segments mounted side by side on the same axial rod. each segment being displaceable on said axial rod, perpendicular thereto, independently, and resiliently biased against the application surface by resilient means, such as expandable bag systems.
  • the object of the present invention is to provide a solution to overcome the aforementioned drawbacks, which allows in particular the implementation of a wide variety of resins, both thermosetting and thermoplastic, with a substantially uniform compression of the applied band, which is simple design and realization.
  • the present invention provides a fiber application head for a fiber application machine, comprising a compacting roller, said compacting roller comprising a plurality of independent roller segments mounted side-by-side on an axial rod by the ends. of which the compacting roller is mounted, optionally rotatable, on a support structure of the fiber placement head, characterized in that each segment of rolls comprises
  • a tubular peripheral part, of axis Al, of rigid material having a cylindrical outer surface constituting the cylindrical outer surface of the segment through which said segment is able to come into contact against an application surface
  • one or more curved spring blades also called spiral spring blades, of rigid material, preferably identical, arranged between the outer surface of the central portion and the inner surface of the peripheral portion.
  • the fiber application head is equipped with a segmented roller whose peripheral portions of the segments are able to move independently of each other perpendicular to the axis of the axial rod, by means of one or more curved spring blades interposed between said peripheral portions forming the outer surface of the segments coming against the application surface to be draped and central tubular portions of the segments for mounting said segments on the axial rod.
  • Each leaf spring preferably of rectangular section, is fixed by a first end to the outer surface of the central portion, its second end being in contact with the inner surface of the peripheral portion, and possibly fixed thereto, the convex surface preferably the blade is oriented towards the outside.
  • Such segments with a spring blade system to allow this freedom of movement perpendicular to the axis of the axial shaft, allow to obtain a simple compaction roll of design and implementation.
  • a machine equipped with a roller according to the invention offers the possibility of using a wide variety of thermosetting or thermoplastic resins combined with a wide variety of fibers, synthetic or natural, hybrid or otherwise, including fibers commonly used in the field of composites, such as glass fibers, carbon, quartz, and aramid fibers.
  • each blade extends substantially tangentially from the outer surface of the central portion and substantially tangentially from the inner surface of the peripheral portion.
  • these are preferably fixed at regular angular intervals on the outer surface of the tubular peripheral portion.
  • the segments of the roll are identical.
  • each segment comprises a plurality of curved spring blades, preferably each curved spring leaf extends over at least a quarter turn of the perimeter of the central portion, preferably over at least one third of the perimeter turns, ie the angle says blade between the point of attachment of the leaf spring to the central portion and the point of attachment of the blade to the peripheral portion is at least 90 °, preferably at least 120 °, and / or the spring blade assembly extending over at least one turn around the perimeter of the central portion, i. e the sum of said blade angles is greater than or equal to 360 °.
  • each blade extends over at least one third of a turn.
  • each curved spring leaf extends over at least one third of a circumference of the perimeter of the peripheral portion.
  • each segment comprises a single leaf spring having more than one turn, the leaf spring extends over more than one revolution of the perimeter of the central portion.
  • Said spring blade is of spiral spring flat type, non-contiguous turn. When the segment is at rest, that is to say without external force applied to said segment, outside its ends fixed to the central part and the peripheral part, the blade is not in contact with the outer surface of the central part, nor with the inner surface of the peripheral part, and in the case of a multi-turn plate, the turns are without contact between them.
  • the spring blade has a substantially identical radial stiffness in all radial directions.
  • the curved spring blade comprises less than two turns, ie a first complete turn starting from the central part, extending by a second incomplete turn, extending for example on less than half a turn of the perimeter. .
  • the thickness of the blade is substantially equal to the thickness of the central portion and the peripheral portion.
  • the curved spring leaf (s) are fixed to the central part and the blade (s) being formed in one piece.
  • each leaf spring extends tangentially from the central portion, said central portion having a substantially circular hole at the junction of the leaf spring to the central portion to reduce the stress concentrations at said junction.
  • each leaf spring is formed of a separate piece from those forming the central portion and the peripheral portion, each blade being preferably attached to the central portion by an assembly system, for example tail type dove.
  • the peripheral portion is formed of a part distinct from that of the central portion, said peripheral portion having for example a U-shaped cross section.
  • each curved spring blade is fixed by a first end to the outer surface of the central portion, each blade coming against the inner surface of the peripheral portion and being able to slide against the latter, each blade being of preferably resiliently bearing against said surface in the rest position of the segment.
  • the blade or blades are arranged between the two branches of the U.
  • the spring blades are attached to the peripheral portion and the central portion, the peripheral portion, the central portion and the spring blade or blades are preferably formed in one piece, the or the blades being obtained by making one or more cuts in a disk of rigid material.
  • the peripheral portion also comprises one or more circular holes for limiting the stress concentrations at the junction between the spring blades and the peripheral portion.
  • each segment comprises stop means capable of limiting the radial displacement of the peripheral portion relative to the central portion.
  • the abutment means comprise for each segment at least one disc of rigid material, integral with the central portion and / or mounted on said axial rod, adapted to abut against a circular portion of the inner surface of the peripheral portion, said circular portion being for example formed by the free edge of a sidewall of the U-section peripheral portion.
  • said segments are made from one or more rigid materials, preferably resistant to heat, preferably the segments are metallic, each formed from one or more metal parts.
  • the present invention also relates to a fiber application machine comprising
  • a fiber application head comprising a compacting roller and means for guiding the fibers on said application roller, in particular in the form of a strip of several adjoining fibers, and preferably
  • a displacement system for moving said fiber application head, as well as possibly fiber storage means, and fiber routing means for conveying the fibers of said storage means to the application head,
  • the present invention also relates to a compacting roller as described above for a fiber application head.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a head according to the invention during the application of a fiber web on a non-planar application surface;
  • FIG. 2 is a diagrammatic perspective view of the compaction roll of the head of FIG. 1, said roll comprising segments, referred to as monoblocks, with a single leaf spring according to a first embodiment;
  • FIG. 3 is a schematic side view of FIG. 1, illustrating the radial displacement of the peripheral portions of the segments;
  • FIG. 4 is a sectional view of a segment of the roller of Figure 2;
  • FIGS. 5 and 6 are schematic side views of monobloc segments with a single leaf spring according to two embodiments
  • - Figure 7 is a side view of a one-piece segment with a plurality of spring blades according to a second embodiment
  • - Figure 8 is a side view of a one-piece segment with a plurality of spring blades according to an alternative embodiment
  • Fig. 9 is a perspective view of a roll segment according to a third embodiment, said multi-leaf spring segment being formed of a plurality of separate members;
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the various constituent elements of the segment of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a side view of the segment of Figure 9, the segment being at rest;
  • FIG. 12 is a view along the section plane XII-XII of Figure 11;
  • FIG. 13 is a side view of the segment of FIG. 11 when the segment is brought to bear against an application surface;
  • Figure 14 is a side view of an element of the segment of Figure 9;
  • FIG. 15 and 16 are respectively a side view and a front view of a roller segment according to an alternative embodiment of the third embodiment
  • Figure 17 is a sectional view along the plane XVII-XVII of Figure 16.
  • FIG. 18 is a side view of the central portion of the segment of Figure 15.
  • the fiber placement head 1 comprises fiber guiding means and a compaction roller 2.
  • the guiding means guides the fibers entering the head towards the compacting roll in the form of a fiber web, the fibers of the web being arranged side by side in a substantially contiguous manner.
  • a suitable displacement system such as a poly-articulated arm, of the six-axis robot type, the compaction roller is brought into contact with the application surface 91 9 of draping tool to apply the strip formed of several fibers.
  • the compacting roller according to the invention comprises a plurality of identical segments 3 of roller mounted side by side on an axial rod 8 of axis B, for example eight segments, referenced from 3a to 3h in Figure 3.
  • the roller is mounted by the ends of its axial rod on a support structure of the fiber placement head.
  • the rod 8 is for example hollow and is formed of a rigid central tube of circular section, for example metal, equipped for example at the end of bearings for its rotatable mounting about its axis B on the support structure.
  • each segment 3 comprises a rigid tubular central portion 31 and a coaxial rigid tubular peripheral portion 32, resiliently connected to one another by a spring blade 40, the axis Al of the portion central 31 and the axis A2 of the peripheral portion being merged when the segment is said to rest, without external force applied to said segment.
  • the central portion 31 has an inner passage 31b of circular section through which said segment is mounted on the axial shaft, free in rotation.
  • each segment is mounted on the rod by means of a bearing system, in particular of ball type.
  • the tubular peripheral portion 32 has a cylindrical outer surface 32a through which said segment is adapted to come into contact with the application surface.
  • the spring blade 40 is of the spiral spring flat type, non-contiguous turn, of rectangular section, and is assembled by a first end to the outer surface 31a of the central portion 31 and by its second end to the inner surface 32b of the peripheral portion 32, the convex surface of the blade being oriented outwards, that is to say on the opposite side to the axis Al of the central part, towards the inner surface of the part peripheral.
  • the leaf spring extends over more than one revolution of the perimeter of the central part, and thus has a first complete turn 41 extending substantially tangentially from the outer surface 31a of the central part, extending by a second incomplete turn or portion of turn 42 extending over about a third of a turn. This portion of turn extends substantially tangentially from the peripheral portion.
  • the angle ⁇ between the zone or point of attachment of the blade spring at the central portion and the zone or point of attachment of the blade to the peripheral portion is thus about 120 °.
  • the so-called monobloc segment is formed in one piece, from a metal disc of thickness e, having two opposite planar main surfaces, in which cutouts are made to create the internal passage, and a spiral slot 5 to form the leaf spring.
  • the slot has a substantially constant radial dimension or height, except at its end portions, so that the leaf spring has a substantially identical radial stiffness in all radial directions.
  • circular holes are formed at the ends of the slot in order to reduce the stress concentrations at these ends, and thus limit the risk of tearing.
  • each segment is mounted on the rod, substantially flat against each other by their main surfaces, possibly interposing wedges.
  • the segments are mounted on the axial rod being angularly offset relative to each other so that the center of gravity of all segments is disposed substantially along the axis B of the rod.
  • each segment has holes that are judiciously formed on the central portion and the peripheral portion so that the center of gravity of each segment is substantially disposed along the axis B.
  • the segmented compacting roller adapts to variations in the curvature of the application surface, as illustrated in FIG. 3, and thus makes it possible to apply a substantially uniform pressure to the entire deposited strip.
  • the spring blade is deformed elastically, the peripheral portion 32 of each segment moves radially upwards, its axis A2 shifting by relative to the axis B of the stem.
  • the maximum radial displacement of the central portion 31 is defined by the abutment of the central portion 31 against the first turn 41 of the leaf spring, this first turn 41 being itself abutting against the peripheral portion 32, possibly via the portion 42 of coil interposed between the latter two 41, 32.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate two alternative embodiments of a monobloc segment 103, 203, in which the central portion 131, 231 and the peripheral portion 132, 232 are connected to one another by a single spiral spring blade comprising more than two turns.
  • Segment 103 of FIG. 5 comprises a spring blade 140 comprising a little more than four turns, ie four complete turns 141-144 and a turn portion 145 extending here over an angle ⁇ of approximately 20 °.
  • Segment 203 of FIG. 6 comprises a spring blade 204 comprising a little more than two turns, ie two complete turns 241, 242 and a turn portion 243 extending here over an angle ⁇ of approximately 20 °.
  • the segments 103, 203 are formed in one piece from a disc, the spring blades being obtained by making a slot 105, 205.
  • FIG. 7 illustrates a one-piece roll segment 303 according to a second embodiment, in which the central portion 331 and the peripheral portion 332 are connected to one another by a plurality of spring blades 340.
  • Each leaf spring extends over more than one half-turn perimeter of the central portion 331, the angle a between the blade attachment zone is springing at the central portion and the blade attachment zone springing at the inner surface of the peripheral portion is more than 180 °, for example the order of 210 °.
  • the segment comprises three identical spring blades arranged at regular angular spacing from each other, the points of attachment of the blades to the central portion being arranged at 120 ° from each other, the attachment points of the blades to the peripheral portion being arranged at 120 ° from each other.
  • the segment 303 is formed in one piece from a disc, the spring blades being obtained by making several cuts.
  • FIG. 8 illustrates a segment 403 of one-piece roll with several spring blades 440 according to an alternative embodiment, in which the central portion 431 and the peripheral portion 432 are connected to one another by six identical spring blades 340, the points fixing the blades to the central portion being arranged at 60 ° from each other.
  • Each leaf spring extends over more than a quarter turn around the perimeter of the central part 431, the angle a is more than 90 °, for example of the order of 100 °.
  • the segment 403 is formed in one piece from a disc, the spring blades being obtained by making several cuts.
  • Figures 9 to 14 illustrate a segment 503 of a roller according to a third embodiment.
  • the segment comprises a central portion 531 of axis A1 and a peripheral portion 532 of axis A2 connected to one another by a plurality of leaf spring 540, five in the illustrated embodiment.
  • the blades are fixed to the central part, the blades and the central part being formed from a first metal part.
  • the peripheral portion is formed from a second metal piece distinct from the first piece.
  • the peripheral portion 532 is in the form of a generally U-shaped cross-section ring, with a base 5321 whose outer surface constitutes the cylindrical outer surface 532a through which said segment is able to come into contact with the surface of the surface. application, and two lateral branches 5322 extending radially inwardly from said base.
  • the central portion 531 has a cylindrical internal passage 531b, the blades extend tangentially from the outer surface of the central portion.
  • Each spring blade extends about a third of a circumference of the perimeter of the central portion 531, the angle a between the blade attachment zone is springing at the central portion and the free end 540a of the blade is of the order of 150 °.
  • the five spring blades are arranged at regular angular spacing on the outer surface 531a, the points of attachment of the blades to the central portion being arranged at 72 ° from each other.
  • the first piece forming the leaf spring 540 and the central portion 531 is mounted in the second piece forming the peripheral portion 532, the end portions of the blades bearing substantially tangentially against the inner surface 532b cylindrical of the peripheral portion formed by the inner surface of the base 5321, said end portions being positioned between the two branches 5322 of the peripheral portion.
  • the central portion 531 has circular holes 521c at the junction regions of the spring blades at the central portion, so that to reduce the stresses exerted at said junctions, and thus reduce the risk of tearing.
  • the peripheral portion and the central portion are coaxial.
  • the spring blades are in contact and resiliently bearing against the inner surface 532b of the peripheral portion.
  • the spring blades allow a radial displacement of the peripheral part, its axis A2 shifting with respect to the axis Al of the part peripheral.
  • each disk comprises an internal passage 507b for its mounting on the axial rod of the roller, and a circular outer edge 507a adapted to abut against the circular edge 5322a of a branch of the peripheral portion.
  • the outer diameter of the disk is defined so that its outer edge 507a is disposed at a distance from the outer edge of the branches when the segment is at rest, as illustrated in FIG. 1.
  • the maximum radial displacement of the central portion is defined by coming into abutment of the discs against the branches of the peripheral portion, as shown in Figure 13.
  • each disk is preferably rotatably mounted on the central portion of a segment, for example by means of screws.
  • Such an assembly of the blades, in which the spring blades are in contact with the peripheral portion, allows a sliding between the peripheral portion and the spring blades. This sliding avoids the stress concentrations at the ends of the blades and allows different speeds of rotation of the peripheral parts of the segments, especially during pivoting of the head substantially parallel to the application surface.
  • the ends of the blades are advantageously bent inwards to facilitate this sliding.
  • the peripheral portion replace the peripheral portion of U-shaped section to guarantee the so-called axial blocking of the peripheral portion and of the central portion, the peripheral portion has a generally T-shaped section, the foot of the T extending radially towards inside.
  • Each end portion of the leaf spring comprises a slot for the passage of the foot of the T and comes to bear on either side of the foot against the inner surfaces of the bar T.
  • Figures 15 to 18 illustrate a segment 603 according to an alternative embodiment of the third embodiment.
  • the segment 603 comprises, as previously, a central portion 631 of axis A1, in the form of a generally U-shaped cross-section ring and a peripheral portion 632 of axis A2 connected to one another by a plurality of blades.
  • spring 640 in particular six spring blades.
  • the segment 603 differs from that described above in that each blade 640 is formed of a part distinct from that constituting the central portion.
  • Each leaf spring is fixed at one end to the central portion by a dovetail type assembly system.
  • Each end blade has a protrusion 646 adapted to be housed in a groove 63 ld of corresponding shape formed on the outer surface 631a of the central portion and opening on at least one of the opposite major faces of the central portion.
  • the grooves open on the two main faces, the spring blades being engaged laterally in the grooves by one of the main faces.
  • the blades are mounted at regular angular spacing on the central portion, at 60 ° from each other, and each extend over an angle ⁇ of about 120 °.
  • the end portions of the spring blades come between the branches 6322 of the peripheral portion bearing against the inner surface 632b of the base 6321 of the peripheral portion.
  • Disks 607 able to abut by their outer edge 607a against the edge 6322a branches, further serve to ensure the maintenance of spring blades in the grooves 63 ld.
  • This embodiment makes it possible to use a rigid material, in particular a metal material, which is perfectly suitable for producing spring blades, which is different from the rigid material or materials, in particular metal, used for producing the central part and the peripheral part.

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Abstract

La présente invention concerne une tête d'application de fibres pour une machine d'application de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites, comprenant un rouleau de compactage, ledit rouleau de compactage comprenant plusieurs segments (3) de rouleaux indépendants montés côte à côte sur une tige axiale. Chaque segment de rouleaux comprend une partie centrale (31) tubulaire par laquelle ledit segment est monté sur la tige axiale, une partie périphérique (32) tubulaire présentant une surface externe cylindrique et une ou plusieurs lames ressort (40) courbées, disposées entre la surface externe (31a) de la partie centrale et la surface interne (32b) de la partie périphérique.

Description

TETE D'APPLICATION DE FIBRES AVEC ROULEAU DE COMPACTAGE SEGMENTÉ
La présente invention concerne une tête d'application de fibres pour une machine d'application de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites, et plus particulièrement une tête équipée d'un rouleau de compactage dit segmenté comprenant plusieurs segments de rouleau indépendants.
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 sont utilisées pour réaliser des préformes formées de plusieurs plis superposés, chaque pli étant formé par drapage sur le moule d'une ou plusieurs bandes jointives. Dans le cas d'un drapage de fibres pré-imprégnées de résine, la préforme, dite pré-imprégnée, est durcie ou polymérisée par passage dans un four pour obtenir une pièce en matériau composite. Dans le cas de fibres dites sèches, non préimprégnées de résines comprenant éventuellement une quantité très réduite de résine dite de liaison, pour conférer un caractère collant aux fibres lors du drapage, de la résine est injectée ou infusée dans la préforme sèche avant l'étape de durcissement.
Ces machines, telles que décrites dans le document brevet WO2006/092514, comprennent classiquement une tête d'application de fibres, un système de déplacement de ladite tête d'application de fibres, des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres pour acheminer les fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application.
La tête d'application de fibres comprend classiquement un rouleau d'application, également appelé rouleau de compactage, destiné à venir en contact contre le moule pour appliquer la bande, et des moyens de guidage des fibres sur ledit rouleau d'application. La tête comprend en outre généralement un système de chauffage pour chauffer les fibres. Le rouleau de compactage presse la bande de fibres contre la surface d'application du moule, ou contre la ou les bandes de fibres précédemment déposées, afin de faciliter l'adhésion des bandes déposées entre elles, ainsi que pour évacuer progressivement l'air emprisonné entre les bandes déposées. Le système de chauffage assure un chauffage de la bande de fibres, et/ou du moule ou des bandes déjà appliquées en amont du rouleau de compactage, juste avant le compactage de la bande, afin d'au moins ramollir la résine de pré-imprégnation ou la résine de liaison, et ainsi favoriser l'adhésion des bandes entre elles.
Le système de déplacement assure le déplacement de la tête d'application selon au moins trois directions perpendiculaires les unes aux autres. Le système de déplacement peut être formé par un bras poly- articulé de type robot standard six axes, disposé au sol ou monté sur un axe linéaire, avec un poignet d'extrémité auquel est fixée la tête d'application, ou par un robot cartésien de type portique équipé d'un poignet d'extrémité portant la tête d'application.
Dans le cas de fibres conditionnées sous forme de bobines, les moyens de stockage de fibres comprennent classiquement un cantre ou armoire à bobines. Le cantre peut être disposé au sol à proximité de la tête d'application, par exemple dans le cas d'un robot standard fixe, ou peut être monté sur un élément du système de déplacement, par exemple sur un des chariots du robot cartésien ou sur un chariot suiveur coulissant sur l'axe linéaire du robot standard.
Pour garantir un compactage sensiblement uniforme sur toute la largeur de la bande, la tête de placement de fibres comprend avantageusement un rouleau de compactage apte à s'adapter à la surface d'application, notamment à des surfaces d'application convexes et/ou concaves.
Dans le cas de résines thermodurcissables, les fibres préimprégnées sont simplement chauffées pour les ramollir, classiquement à des températures de l'ordre de 40°C. A ces températures, le rouleau de compactage, est avantageusement réalisé en un matériau dit souple, déformable élastiquement, généralement en matériau élastomère, de manière à pouvoir se déformer en épousant le profil desdites surfaces.
Dans le cas de résines thermoplastiques, les fibres pré-imprégnées doivent être chauffées à des températures plus élevées, au moins jusqu'à la température de fusion de la résine, soit de l'ordre de 200 °C pour des résines de type nylon, et jusqu'à environ 400°C pour des résines de type PEE . En raison des températures de chauffage élevées, les têtes de placement de fibres sont équipées de rouleaux de compactage métalliques, résistants à la chaleur.
Pour pouvoir s'adapter au profil de la surface d'application, il a été proposé, notamment dans le document brevet US 6 390 169, des rouleaux de compactage métalliques segmentés comprenant plusieurs segments de rouleaux indépendants montés côte à côte sur une même tige axiale, chaque segment étant déplaçable sur ladite tige axiale, perpendiculairement à cette dernière, de manière indépendante, et étant sollicité élastiquement contre la surface d'application par des moyens élastiques, tels que des systèmes à poche expansible.
Ces rouleaux métalliques segmentés, s'avèrent toutefois de structure et de mise en œuvre complexes.
Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier les inconvénients précités, qui permet notamment la mise en œuvre d'une grande variété de résines, tant thermodurcissables que thermoplastiques, avec un compactage sensiblement uniforme de la bande appliquée, qui soit simple de conception et de réalisation.
A cet effet, la présente invention propose une tête d'application de fibres pour machine d'application de fibres, comprenant un rouleau de compactage, ledit rouleau de compactage comprenant plusieurs segments de rouleaux indépendants montés côte à côte sur une tige axiale par les extrémités de laquelle le rouleau de compactage est monté, éventuellement rotatif, sur une structure support de la tête de placement de fibres, caractérisée en ce que chaque segment de rouleaux comprend
- une partie centrale tubulaire, d'axe Al, en matériau rigide, par laquelle ledit segment est monté sur la tige axiale, ladite partie centrale présentant un passage interne dans lequel passe ladite tige axiale du rouleau,
- une partie périphérique tubulaire, d'axe Al, en matériau rigide, présentant une surface externe cylindrique constituant la surface externe cylindrique du segment par laquelle ledit segment est apte à venir en contact contre une surface d'application, et
une ou plusieurs lames ressort courbées, appelées également lames ressort en spirale, en matériau rigide, de préférence identiques, disposées entre la surface externe de la partie centrale et la surface interne de la partie périphérique.
Selon l'invention, la tête d'application de fibres est équipée d'un rouleau segmenté dont les parties périphériques des segments sont aptes à se déplacer indépendamment les uns des autres perpendiculairement à l'axe de la tige axiale, grâce à une ou plusieurs lames ressort courbées intercalées entre lesdites parties périphériques formant la surface externe des segments venant contre la surface d'application à draper et des parties tubulaires centrales des segments permettant le montage desdits segments sur la tige axiale.
Chaque lame ressort, de préférence de section rectangulaire, est fixée par une première extrémité à la surface externe de la partie centrale, sa deuxième extrémité étant en contact avec la surface interne de la partie périphérique, et éventuellement fixée à cette dernière, la surface convexe de la lame étant de préférence orientée vers l'extérieur.
De tels segments, avec un système à lame ressort pour permettre cette liberté de mouvement perpendiculaire à l'axe de la tige axial, permettent d'obtenir un rouleau de compactage simple de conception et de mise en œuvre.
Une machine équipée d'un rouleau selon l'invention offre la possibilité d'utiliser une grande variété de résines thermodurcissables ou thermoplastiques combinées à une grande variété de fibres, synthétiques ou naturelles, hybrides ou non, notamment des fibres couramment employées dans le domaine des composites, telles que les fibres de verre, les fibres de carbone, de quartz, et d'aramide.
De préférence, chaque lame s'étend sensiblement tangentiellement depuis la surface externe de la partie centrale et sensiblement tangentiellement depuis la surface interne de la partie périphérique.
Dans le cas de plusieurs lames, celles-ci sont de préférence fixées à intervalle angulaire régulier sur la surface externe de la partie périphérique tubulaire.
De préférence, les segments du rouleau sont identiques.
Selon un mode de réalisation, chaque segment comprend plusieurs lames ressort courbées, de préférence chaque lame ressort courbée s'étend sur au moins un quart de tour du périmètre de la partie centrale, de préférence sur au moins un tiers de tours du périmètre, i.e l'angle dit de lame, entre le point de fixation de la lame ressort à la partie centrale et le point de fixation de la lame à la partie périphérique est d'au moins 90°, de préférence d'au moins 120°, et/ou l'ensemble des lames ressort s'étendant sur au moins un tour du périmètre de la partie centrale, i. e la somme desdits angles de lame est supérieure ou égale à 360°. A titre d'exemple, dans le cas de trois lames flexibles identiques, chaque lame s'étend sur au moins un tiers de tour.
Selon un mode de réalisation, chaque lame ressort courbée s'étend sur au moins un tiers de tour du périmètre de la partie périphérique.
Selon un autre mode de réalisation, chaque segment comprend une seule lame ressort comportant plus d'une spire, la lame ressort s'étend sur plus d'un tour du périmètre de la partie centrale. Ladite lame ressort est de type ressort spiral plat, à spire non jointive. Lorsque le segment est au repos, c'est-à-dire sans effort extérieur appliqué sur ledit segment, en dehors de ses extrémités fixées à la partie centrale et la partie périphérique, la lame n'est pas en contact avec la surface externe de la partie centrale, ni avec la surface interne de la partie périphérique, et dans le cas d'une lame à plusieurs spires, les spires sont sans contact entre elles. La lame ressort présente une raideur radiale sensiblement identique dans toutes les directions radiales. Selon un mode de réalisation, la lame ressort courbée comprend moins de deux spires, i.e une première spire complète partant de la partie centrale, se prolongeant par une deuxième spire incomplète, s'étendant par exemple sur moins d'un demi-tour du périmètre.
Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la lame est sensiblement égale à l'épaisseur de la partie centrale et de la partie périphérique.
Selon un mode de réalisation, la ou les lames ressort courbées sont fixées à la partie centrale et la ou les lames étant formées d'une seule pièce.
Selon un mode de réalisation, chaque lame ressort s'étend tangentiellement depuis la partie centrale, ladite partie centrale présentant un trou sensiblement circulaire au niveau de la jonction de la lame ressort à la partie centrale afin de réduire les concentrations de contrainte à ladite jonction. Selon un autre mode de réalisation, chaque lame ressort est formée d'une pièce distincte de celles formant la partie centrale et la partie périphérique, chaque lame étant de préférence fixée à la partie centrale par un système d'assemblage, par exemple de type queue d'aronde.
Selon un mode de réalisation, la partie périphérique est formée d'une pièce distincte de celle de la partie centrale, ladite partie périphérique présentant par exemple une section transversale en U.
Selon un autre mode de réalisation, chaque lame ressort courbée est fixée par une première extrémité à la surface extérieure de la partie centrale, chaque lame venant contre la surface interne de la partie périphérique et étant apte à glisser contre cette dernière, chaque lame étant de préférence élastiquement en appui contre ladite surface dans la position de repos du segment. Dans le cas d'une partie périphérique de section en U, la ou les lames sont disposées entre les deux branches du U.
Selon un autre mode de réalisation, pour chaque segment, les lames ressort sont fixées à la partie périphérique et à la partie centrale, la partie périphérique, la partie centrale et la ou les lames ressort sont de préférence formées d'une seule pièce, la ou les lames étant obtenues par réalisation d'une ou plusieurs découpes dans un disque de matériau rigide. De préférence, la partie périphérique comprend également un ou plusieurs trous circulaires pour limiter les concentrations de contrainte à la jonction entre les lames ressort et la partie périphérique.
Selon un mode de réalisation, chaque segment comprend des moyens de butée aptes à limiter le déplacement radial de la partie périphérique par rapport à la partie centrale.
Selon un mode de réalisation, les moyens de butée comprennent pour chaque segment au moins un disque en matériau rigide, solidaire de la partie centrale et/ ou monté sur ladite tige axiale, apte à venir en butée contre une portion circulaire de la surface interne de la partie périphérique, ladite portion circulaire étant par exemple formée par le bord libre d'un flanc de la partie périphérique de section en U.
Selon un mode de réalisation, lesdits segments sont réalisés à partir d'un ou plusieurs matériaux rigides, de préférence résistant à la chaleur, de préférence les segments sont métalliques, chacun formé à partir d'une ou plusieurs pièces métalliques. La présente invention a également pour objet une machine d'application de fibres comprenant
- une tête d'application de fibres comprenant un rouleau de compactage et des moyens de guidage des fibres sur ledit rouleau d'application, notamment sous la forme d'une bande de plusieurs fibres jointives, et de préférence
- un système de déplacement pour déplacer ladite tête d'application de fibres, ainsi qu'éventuellement des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres pour acheminer les fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application,
caractérisée en ce qu'elle comprend une tête telle que définie précédemment.
La présente invention a également pour objet un rouleau de compactage tel que décrit précédemment pour une tête d'application de fibres.
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 de modes de réalisation particuliers actuellement préférés de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une tête selon l'invention lors de l'application d'une bande de fibres sur une surface d'application non plane ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective du rouleau de compactage de la tête de la figure 1, ledit rouleau comprenant des segments, dit monoblocs, à une seule lame ressort selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 3 est une vue schématique de côté de la figure 1, illustrant le déplacement radial des parties périphériques des segments ;
- la figure 4 est une vue en coupe d'un segment du rouleau de la figure 2 ;
- les figures 5 et 6 sont des vues schématiques de côté de segments monoblocs à une seule lame ressort selon deux variantes de réalisation ;
- la figure 7 est une vue de côté d'un segment monobloc à plusieurs lames ressort selon un deuxième mode de réalisation ; - la figure 8 est une vue de côté d'un segment monobloc à plusieurs lames ressort selon une variante de réalisation ;
- la figure 9 est une vue en perspective d'un segment de rouleau selon un troisième mode de réalisation, ledit segment à plusieurs lames ressort étant formé de plusieurs éléments distincts ;
- la figure 10 est une vue éclatée en perspective des différents éléments constitutifs du segment de la figure 9 ;
- la figure 11 est une vue de côté du segment de la figure 9, le segment étant au repos ;
- la figure 12 est une vue selon le plan de coupe XII-XII de la figure 11 ;
- la figure 13 est une vue de côté du segment de la figure 11 lorsque le segment est amené en appui contre une surface d'application ;
- la figure 14 est une vue de côté d'un élément du segment de la figure 9 ;
- les figures 15 et 16 sont respectivement une vue de côté et une vue de face d'un segment de rouleau selon une variante de réalisation du troisième mode de réalisation ;
- la figure 17 est une vue en coupe selon le plan XVII-XVII de la figure 16 ; et,
- la figure 18 est une vue de côté de la partie centrale du segment de la figure 15.
En référence aux figures 1 à 3, la tête 1 de placement de fibres, comprend des moyens de guidage de fibres et un rouleau 2 de compactage. Les moyens de guidage guident les fibres entrant dans la tête vers le rouleau de compactage sous la forme d'une bande de fibres, les fibres de la bande étant disposées côte à côte de manière sensiblement jointives. Par déplacement de la tête, au moyen d'un système de déplacement approprié (non représenté), tel qu'un bras poly- articulé, du type robot six axes, le rouleau de compactage est amené en contact avec la surface 91 d'application de l'outil 9 de drapage pour appliquer la bande formée de plusieurs fibres.
Le rouleau de compactage selon l'invention comprend une pluralité de segments 3 de rouleau identiques montés côte à côte sur une tige axiale 8 d'axe B, par exemple huit segments, référencés de 3a à 3 h sur la figure 3. De manière connue en soi, le rouleau est monté par les extrémités de sa tige axiale sur une structure support de la tête de placement de fibres. La tige 8 est par exemple creuse et est formée d'un tube central rigide, de section circulaire, par exemple métallique, équipé par exemple en extrémité de paliers pour son montage rotatif autour de son axe B sur la structure support.
En référence en particulier à la figure 4, chaque segment 3 comprend une partie centrale 31 tubulaire rigide et une partie périphérique 32 tubulaire rigide coaxiales, reliées l'une à l'autre élastiquement par une lame ressort 40, l'axe Al de la partie centrale 31 et l'axe A2 de la partie périphérique étant confondus lorsque le segment est dit au repos, sans effort extérieur appliqué sur ledit segment.
La partie centrale 31 présente un passage interne 31b de section circulaire par lequel ledit segment est monté sur la tige axiale, libre en rotation. En variante, chaque segment est monté sur la tige au moyen d'un système de palier, notamment de type à billes.
La partie périphérique 32 tubulaire présente une surface externe 32a cylindrique par laquelle ledit segment est apte à venir en contact contre la surface d'application.
La lame ressort 40, dite courbée ou en spirale, est de type ressort spiral plat, à spire non jointive, de section rectangulaire, et est assemblée par une première extrémité à la surface externe 31a de la partie centrale 31 et par sa deuxième extrémité à la surface interne 32b de la partie périphérique 32, la surface convexe de la lame étant orientée vers l'extérieur, c'est-à-dire du côté opposé à l'axe Al de la partie centrale, vers la surface interne de la partie périphérique.
La lame ressort s'étend sur plus d'un tour du périmètre de la partie centrale, et présente ainsi une première spire complète 41 s 'étendant sensiblement tangentiellement depuis la surface externe 31 a de la partie centrale, se prolongeant par une deuxième spire incomplète ou portion de spire 42 s 'étendant sur environ un tiers de tour. Cette portion de spire s'étend sensiblement tangentiellement depuis la partie périphérique. L'angle β entre la zone ou point de fixation de la lame ressort à la partie centrale et la zone ou point de fixation de la lame à la partie périphérique est ainsi d'environ 120°. Dans le présent mode de réalisation, le segment dit monobloc est formé d'une seule pièce, à partir d'un disque métallique d'épaisseur e, présentant deux surfaces principales planes opposées, dans laquelle des découpes sont réalisées pour créer le passage interne, ainsi qu'une fente 5 en spirale afin de former la lame ressort. La fente présente une dimension radiale ou hauteur sensiblement constante, excepté au niveau de ses portions d'extrémité, de sorte que la lame ressort présente une raideur radiale sensiblement identique dans toutes les directions radiales.
Selon une variante de réalisation, des trous circulaires (non représentés) sont formés aux extrémités de la fente afin de diminuer les concentrations de contraintes au niveau de ces extrémités, et ainsi limiter les risques de déchirement.
Les segments sont montés sur la tige, sensiblement à plat les uns contre les autres par leurs surfaces principales, en intercalant éventuellement des rondelles de calage. Pour limiter ou supprimer les balourds, les segments sont montés sur la tige axiale en étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres de sorte que le centre de gravité de l'ensemble des segments soit disposé sensiblement selon l'axe B de la tige. Des moyens de maintien entre deux segments adjacents, formés par exemple par les rondelles de calage précitées, permettent de maintenir ces décalages angulaires. En variante, chaque segment présente des perçages judicieusement formés sur la partie centrale et la partie périphérique de sorte que le centre de gravité de chaque segment soit sensiblement disposé selon l'axe B.
Le rouleau de compactage segmenté s'adapte aux variations de courbure de la surface d'application, tel qu'illustrée à la figure 3, et permet ainsi d'appliquer une pression sensiblement uniforme sur l'ensemble de la bande déposée. En fonction de la surface d'application, sous l'effet de la force de compactage appliquée par la tête, la lame ressort se déforme élastiquement, la partie périphérique 32 de chaque segment se déplace radialement vers le haut, son axe A2 se décalant par rapport à l'axe B de la tige.
Le déplacement radial maximum de la partie centrale 31 est défini par la venue en butée de la partie centrale 31 contre la première spire 41 de la lame ressort, cette première spire 41 étant elle même en butée contre la partie périphérique 32, via éventuellement la portion 42 de spire intercalée entre ces deux dernières 41, 32.
Les figures 5 et 6 illustrent deux variantes de réalisation d'un segment 103, 203 monobloc, dans lequel la partie centrale 131 , 231 et la partie périphérique 132, 232 sont reliées l'une à l'autre par une seule lame ressort en spirale comprenant plus de deux spires. Le segment 103 de la figure 5 comprend une lame ressort 140 comprenant un peu plus de quatre spires, soit quatre spires complètes 141-144 et une portion de spire 145 s'étendant ici sur un angle β d'environ 20°. Le segment 203 de la figure 6 comprend une lame ressort 204 comprenant un peu plus de deux spires, soit deux spires complètes 241, 242 et une portion de spire 243 s'étendant ici sur un angle β d'environ 20°. Les segments 103, 203 sont formées d'une seule pièce à partir d'un disque, les lames ressort étant obtenues par réalisation d'une fente 105, 205.
La figure 7 illustre un segment 303 de rouleau monobloc selon un deuxième mode de réalisation, dans lequel la partie centrale 331 et la partie périphérique 332 sont reliées l'une à l'autre par plusieurs lames ressort 340. Chaque lame ressort s'étend sur plus d'un demi-tour de périmètre de la partie centrale 331, l'angle a entre la zone de fixation de la lame ressort à la partie centrale et la zone de fixation de la lame ressort à la surface interne de la partie périphérique est de plus de 180°, par exemple l'ordre de 210°. Le segment comprend trois lames ressort identiques disposées à espace angulaire régulier les unes des autres, les points de fixation des lames à la partie centrale étant disposés à 120° les uns des autres, les points de fixation des lames à la partie périphérique étant disposés à 120° les uns des autres. Le segment 303 est formé d'une seule pièce, à partir d'un disque, les lames ressort étant obtenues par réalisation de plusieurs découpes.
La figure 8 illustre un segment 403 de rouleau monobloc à plusieurs lames ressort 440 selon une variante de réalisation, dans lequel la partie centrale 431 et la partie périphérique 432 sont reliées l'une à l'autre par six lames ressort 340 identiques, les points de fixation des lames à la partie centrale étant disposés à 60° les uns des autres. Chaque lame ressort s'étend sur plus d'un quart de tour du périmètre de la partie centrale 431, l'angle a est de plus de 90°, par exemple de l'ordre de 100°. Le segment 403 est formé d'une seule pièce, à partir d'un disque, les lames ressort étant obtenues par réalisation de plusieurs découpes.
Les figures 9 à 14 illustrent un segment 503 de rouleau selon un troisième mode de réalisation.
Le segment comprend une partie centrale 531 d'axe Al et une partie périphérique 532 d'axe A2 reliées l'une à l'autre par plusieurs lames ressort 540, au nombre de cinq dans le mode de réalisation illustré. Les lames sont fixées à la partie centrale, les lames et la partie centrale étant formées à partir d'une première pièce métallique. La partie périphérique est formée à partir d'une seconde pièce métallique distincte de la première pièce.
La partie périphérique 532 se présente sous la forme d'un anneau de section transversale en forme générale de U, avec une base 5321 dont la surface externe constitue la surface externe 532a cylindrique par laquelle ledit segment est apte à venir en contact contre la surface d'application, et deux branches 5322 latérales s'étendant radialement vers l'intérieur depuis ladite base.
La partie centrale 531 présente un passage interne 531b cylindrique, les lames s'étendent tangentiellement depuis la surface externe de la partie centrale. Chaque lame ressort s'étend sur environ un tiers de tour du périmètre de la partie centrale 531, l'angle a entre la zone de fixation de la lame ressort à la partie centrale et l'extrémité libre 540a de la lame est de l'ordre de 150°. Les cinq lames ressort sont disposées à espace angulaire régulier sur la surface externe 531a, les points de fixation des lames à la partie centrale étant disposés à 72° les uns des autres.
La première pièce formant les lames ressort 540 et la partie centrale 531 est montée dans la seconde pièce formant la partie périphérique 532, les portions d'extrémité des lames venant en appui sensiblement tangentiellement contre la surface interne 532b cylindrique de la partie périphérique formée par la surface interne de la base 5321, lesdites portions d'extrémité étant positionnées entre les deux branches 5322 de la partie périphérique.
La partie centrale 531 présente des trous 521c circulaires au niveau des zones de jonction des lames ressort à la partie centrale, afin de diminuer les contraintes s'exerçant au niveau desdites jonctions, et ainsi réduire les risques de déchirement.
Au repos, tel qu'illustré à la figure 11 , la partie périphérique et la partie centrale sont coaxiales. Les lames ressort sont en contact et élastiquement en appui contre la surface interne 532b de la partie périphérique. Lorsque le segment est mis en appui contre une surface d'application, tel qu'illustré à la figure 13, les lames ressort permettent un déplacement radial de la partie périphérique, son axe A2 se décalant par rapport à l'axe Al de la partie périphérique.
Afin de limiter le déplacement radial de la partie centrale, et ainsi éviter une déformation élastique trop importante des lames ressort, deux disques 507 annulaires sont disposés de part et d'autre de chaque segment. Chaque disque comprend un passage interne 507b pour son montage sur la tige axiale du rouleau, et un bord extérieur 507a circulaire apte à venir en butée contre le bord 5322a circulaire d'une branche de la partie périphérique. Le diamètre externe du disque est défini de sorte que son bord extérieur 507a soit disposé à distance du bord extérieur des branches lorsque le segment est au repos, tel qu'illustré à la figure 1 1. Le déplacement radial maximum de la partie centrale est défini par la venue en butée des disques contre les branches de la partie périphérique, tel qu'illustré à la figure 13. Dans cette position dite en butée, toutes les lames restent élastiquement en appui contre la partie périphérique. Les segments sont montés sur la tige axiale en intercalant un disque entre deux segments successifs. L'épaisseur d'un disque est définie de sorte que chaque disque intercalé entre deux segments successifs est apte à venir en butée contre une branche de chaque segment. Chaque disque est de préférence monté solidaire en rotation sur la partie centrale d'un segment, par exemple au moyen de vis.
Un tel montage des lames, dans lesquels les lames ressort sont en appui avec la partie périphérique, autorise un glissement entre la partie périphérique et les lames ressort. Ce glissement évite les concentrations de contrainte aux extrémités des lames et autorise des vitesses de rotation différentes des parties périphériques des segments, notamment lors des pivotements de la tête sensiblement parallèlement à la surface d'application. Les extrémités des lames sont avantageusement recourbées vers l'intérieur pour faciliter ce glissement. En variante, en remplacement de la partie périphérique de section en U pour garantir le blocage dit axial de la partie périphérique et de la partie centrale, la partie périphérique présente une section en forme générale de T, le pied du T s'étendant radialement vers l'intérieur. Chaque portion d'extrémité des lames ressort comprend une fente pour le passage du pied du T et vient en appui de part et d'autre du pied contre les surfaces interne de la barre du T.
Les figures 15 à 18 illustrent un segment 603 selon une variante de réalisation du troisième mode de réalisation.
Le segment 603 comprend comme précédemment une partie centrale 631 d'axe Al , sous la forme d'un anneau de section transversale en forme générale de U et une partie périphérique 632 d'axe A2 reliées l'une à l'autre par plusieurs lames ressort 640, en particulier six lames ressort. Le segment 603 se différencie de celui décrit précédemment par le fait que chaque lame 640 est formée d'une pièce distincte de celle constituant la partie centrale. Chaque lame ressort est fixée par une extrémité à la partie centrale par un système d'assemblage de type en queue d'aronde. Chaque lame présente en extrémité une protubérance 646 apte à venir se loger dans une rainure 63 ld de forme correspondante ménagée sur la surface externe 631a de la partie centrale et débouchant sur au moins l'une des faces principales opposées de la partie centrale. Dans le présent mode de réalisation, les rainures débouchent sur les deux faces principales, les lames ressort étant engagées latéralement dans les rainures par l'une des faces principales. Les lames sont montées à espace angulaire régulier sur la partie centrale, à 60° les unes des autres, et s'étendent chacune sur un angle a d'environ 120°. Comme précédemment, les portions d'extrémité des lames ressort viennent entre les branches 6322 de la partie périphérique en appui contre la surface interne 632b de la base 6321 de la portion périphérique. Des disques 607, aptes à venir en butée par leur bord extérieur 607a contre le bord 6322a des branches, servent en outre à garantir le maintien des lames ressort dans les rainures 63 ld. Ce mode de réalisation permet d'utiliser un matériau rigide, notamment métallique, parfaitement adapté pour la réalisation des lames ressort, qui est différent du ou des matériaux rigides, notamment métalliques, utilisés pour la réalisation de la partie centrale et de la partie périphérique. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tête (1) d'application de fibres pour machine d'application de fibres, comprenant un rouleau (2) de compactage, ledit rouleau de compactage comprenant plusieurs segments (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603) de rouleaux indépendants montés côte à côte sur une tige (8) axiale, caractérisée en ce que chaque segment de rouleaux comprend
- une partie centrale (31, 131, 231, 331 , 431, 531, 631) tubulaire par laquelle ledit segment est monté sur la tige axiale,
- une partie périphérique (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632) tubulaire, présentant une surface externe cylindrique et
- une ou plusieurs lames ressort (40, 140, 240, 340, 440, 540, 640) courbées, disposées entre la surface externe (31a, 531a, 631a) de la partie centrale et la surface interne (32b, 532b, 632b) de la partie périphérique.
2. Tête selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la surface convexe de la lame ressort (40, 140, 240, 340, 440, 540, 640) est orientée vers l'extérieur.
3. Tête selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque lame ressort (40, 140, 240, 340, 440, 540, 640) s'étend sensiblement tangentiellement depuis la surface externe de la partie centrale (31, 131 , 231, 331 , 431, 531 , 631), et/ou sensiblement tangentiellement depuis la surface interne de la partie périphérique (32, 132, 232, 332, 432, 532, 632).
4. Tête selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque lame ressort (40, 140, 240, 340, 440, 540, 640) est fixée à la partie centrale (31 , 131, 231 , 331 , 431, 531).
5. Tête selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque segment est monté rotatif sur la tige (8) axiale.
6. Tête selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque segment (303, 403, 503, 603) comprend plusieurs lames ressort (340, 440, 540, 640) courbées.
7. Tête selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque lame ressort (340, 540, 640) courbée s'étend sur au moins un tiers de tour du périmètre de la partie périphérique.
8. Tête selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque segment (3, 103, 203) comprend une seule lame ressort comportant plus d'une spire.
9. Tête selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la ou les lames ressort (40, 140, 240, 340, 440, 540) courbées sont fixées à la partie centrale (31 , 131, 231, 331, 431 , 531), la partie centrale et la ou les lames étant formées d'une seule pièce.
10. Tête selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque lame ressort s'étend tangentiellement depuis la partie centrale, ladite partie centrale présentant un trou sensiblement circulaire (531c) au niveau de la jonction de la lame ressort à la partie centrale afin de réduire les concentrations de contrainte à ladite jonction.
1 1. Tête selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que chaque lame ressort (640) est formée d'une pièce distincte de celles formant la partie centrale (631) et la partie périphérique (632).
12. Tête selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que la partie périphérique (532, 632) est formée d'une pièce distincte de celle de la partie centrale (531 , 631).
13. Tête selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que chaque lame ressort (540, 640) courbée est fixée par une première extrémité à la surface extérieure de la partie centrale, chaque lame venant contre la surface interne de la partie périphérique et étant apte à glisser contre cette dernière.
14. Tête selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que pour chaque segment (3, 103, 203, 303, 403), la partie périphérique, la partie centrale et la ou les lames ressort sont formées d'une seule pièce, la ou les lames étant obtenues par réalisation d'une ou plusieurs découpes dans un disque de matériau rigide.
15. Tête selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que chaque segment comprend des moyens de butée (507, 607) aptes à limiter le déplacement radial de la partie périphérique par rapport à la partie centrale.
16. Tête selon les revendications 13 et 15, caractérisée en ce que les moyens de butée comprennent pour chaque segment au moins un disque (507, 607) apte à venir en butée contre une portion circulaire de la surface interne de la partie périphérique.
17. Machine d'application de fibres comprenant une tête d'application de fibres comprenant un rouleau de compactage et des moyens de guidage des fibres sur ledit rouleau d'application, caractérisée en ce qu'elle comprend une tête selon l'une des revendications 1 à 16.
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