WO2018041837A1 - Dispositif de coupe pour tête de placement de fibres - Google Patents

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WO2018041837A1
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fiber web
cutting
movement
cutting edge
frame
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PCT/EP2017/071672
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Nicolas Stein
Victor-Pierre VEYSSET
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Fives Machining
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    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
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    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/14—Crank and pin means

Definitions

  • the invention relates to the technical field of composite fiber placement machines comprising a fiber-band application head for producing parts made of composite materials.
  • the present invention more particularly relates to a fiber web cutting device used in the application heads of said fiber placement machines.
  • a composite material is an assembly of at least two immiscible components, but having a high penetration capacity, the properties of which complement each other.
  • composite materials composed of a fiber and resin assembly are commonly used.
  • strips or strips already made of fibers and resin and stored in roll are used.
  • Industrialists use these fiber tape rolls to make larger pieces by assembling pieces of fiber strips of different sizes on top of one another.
  • fiber placement heads are used on which fiber placement heads are installed.
  • the term "fibers" can also be used in the technical field to refer to fiber webs.
  • the fiber placement head has one or more cutting tools closer to the application on the part.
  • fiber-band cutting systems are known that use cutting blades for each fiber band to be cut. These blades are movable and hit the fiber strips on anvils to cut them. The blades are changed regularly to ensure a good cut, because the edge of the blades dulls quickly on the anvils with use. Their replacements entail financial losses due to the unavailability of the fiber placement machine for the production of parts. In addition, the blades are wear elements more or less expensive.
  • Another known technique is to use rotating blades to improve cutting and blade life in cutting tools. This technique has the disadvantage of being difficult to implement in a small space and requires the establishment of a special clamp to maintain the band on the blade during cutting.
  • an object of the present invention is in particular to provide a device improving the cutting function of the fiber strips, while ensuring an economic optimization of the wear elements of said device.
  • the invention relates to a device for cutting at least one fiber band, the device comprising:
  • the fiber band being intended to circulate in a direction of travel relative to the frame, for example on the frame;
  • a cutting blade mounted fixed relative to the frame and provided with at least one cutting edge
  • the movable element movable relative to the chassis in a movement having at least one component perpendicular to the running direction, the movable element having a non-cutting surface intended to push the fiber web against the cutting edge during said movement to sever the fiber band, and adapted to strike the sharp edge.
  • the device comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the cutting blade extends in a plane, the running direction forming with the plane an angle less than or equal to 90 °, the movable element describing a circular path about an axis during said movement, the surface forming preferably an angle substantially equal to 90 ° with the plane when the surface hits the cutting edge;
  • the frame comprises a strip support located upstream of the cutting blade in the direction of travel and on which the fiber web is intended to slide, the tape carrier being adapted to straighten the fiber web after cutting;
  • the surface is adapted to block the band of fibers on the band support with respect to the frame;
  • the movement of the movable element comprises a linear sliding with respect to the cutting blade, the movable element defining an opening in which the fiber band is intended to circulate, the fiber band being cut when the surface passes under the sharp edge; the movable element is adapted to support the fiber band at the opening at least at the beginning of said movement;
  • the device comprises a mechanical element for moving the mobile element according to said movement
  • the movable member comprises a high part and a low part movable relative to each other and at least partly defining the opening, the fiber strip being intended to be clamped between the upper part and the lower part before being severed;
  • the device is adapted to further cut at least a second fiber web, the device comprising at least a second mobile element, movable relative to the chassis in a movement having at least one component perpendicular to the direction of travel, the second element mobile being adapted to push the second band of fibers against the cutting edge during said movement to cut the second band of fibers, and being adapted to strike the cutting edge.
  • the invention also relates to an assembly of a device as described above and at least one fiber web, the fiber web flowing in the direction of travel relative to the chassis, the surface pushing the fiber web against the cutting edge during said movement to sever the fiber web, and striking the cutting edge.
  • the invention also relates to a method for cutting at least one fiber web, the method comprising the following steps:
  • the moving element moving at least one movable element relative to the chassis in a movement having at least one component perpendicular to the running direction, the moving element having a non-cutting surface pushing the fiber band against the cutting edge during said movement , cutting off the band of fibers, and striking the sharp edge.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation, in perspective, of a variant of the device shown in Figure 1;
  • FIG. 3 is a sectional view of a device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of a device according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a perspective and enlarged view of the device shown in FIG. 4, the movable elements being however a variant of that represented in FIG.
  • the device 1 comprises a frame 9 on which are fixed a cutting blade 2 and a band support 5.
  • a fiber band 3 scrolls on the tape support 5 in a scrolling direction D in a scrolling position.
  • the fiber web 3 passes over or in front of the cutting blade 2, and slides on the web support 5.
  • the tape support 5 is advantageously flexible and makes it possible to position the fiber band 3 above the frame 9 so that it can resume its path in the running direction D without striking said frame 9 or the blade 2, even after the cup.
  • a movable member 4 is positioned above or opposite a sharp edge
  • This movable element 4 is composed of a body 40 and an anvil 42.
  • the anvil 42 has at cutting edge 21 a surface 41 which covers the width of the fiber web 3 at the cutting blade 2 and can come into contact with the web support 5 during the cutting steps of the web. fibers 3.
  • the surface 41 is non-cutting. It can be flat, concave or convex.
  • the cutting blade 2 is fixed to the frame 9 by a locking device 6, in particular a screw or any other mechanical locking device (spring, magnets, etc.).
  • a locking device 6 in particular a screw or any other mechanical locking device (spring, magnets, etc.).
  • the cutting blade 2 has two cutting edges 21 and 21 'opposite one another.
  • the cutting blade 2 extends along a plane Z perpendicular to the direction of travel D in this example.
  • the cutting blade 2 is moved in a transverse direction T of at least one fiber bandwidth 3, in order to to present an undissolved portion of the cutting edge 21, 21 'at the striking of the anvil 42.
  • the blunt portion of the cutting blade 2 is no longer under the fiber band 3 to be cut.
  • the transverse direction T is for example orthogonal to the direction of movement D.
  • the anvil 42 is made of a material compatible with the cutting of the fiber web 3. It is a wear part, but it is less expensive and more durable than the cutting blade 2. In an embodiment variant of the invention, the anvil 42 can also be used in at least two directions to extend its life.
  • One of the advantages of the movable element 4 carrying the anvil 42 is to obtain a mass effect or hammer blow which improves the speed of the cutting of the fiber web 3.
  • the movable element 4 is actuated directly or indirectly by mechanical element 7, for example a piston, which gives it a movement in the direction of the cutting blade 2, from an initial position shown in FIG.
  • the movement has a component perpendicular to the direction of travel D.
  • the movement is for example substantially perpendicular to the direction of travel.
  • the movement is advantageously perpendicular to the cutting edge 21.
  • the anvil 42 strikes the fiber band 3 and pushes it against the cutting edge 21 of the blade 2. According to a particular embodiment of the invention, if the anvil 42 is wide enough in the direction of movement D, it may also jam the fiber web 3 against the blade support 5 and then continue to the sharp edge 21. The fiber web 3 is stopped temporarily during cutting.
  • the flexibility of the band support 5 makes it possible to raise the fiber band 3 above the cutting blade 2 when the movable member 4 rises to the initial position.
  • FIG. 2 there is described a device 100 constituting a variant of the device 1 shown in Figure 1.
  • the device 100 is similar to the device 1. It differs only in that it comprises three band supports 5, 5 ', 5 "for supporting three strips of fibers 3, 3', 3" to be cut independently.
  • the device 100 also comprises three movable elements 4 (not shown).
  • FIG. 3 represents a device 200 according to a second embodiment of the invention.
  • the device 200 is similar to the device 1 shown in FIG. Only the differences will be described below.
  • the actuator of the movable element 4 is offset to save space at the application head of the fiber placement machine.
  • the movable element 4 is mounted on a mechanical element 7, such as a connecting rod.
  • the rod 7 is rotated about an axis 71 by at least one actuator. This configuration makes it possible to describe an arc ⁇ at the anvil 42.
  • the cutting blade 2 is inclined relative to the direction of travel by an angle ⁇ less than or equal to 90 °.
  • the cutting blade 2 is struck by the surface 41 of the anvil 42 at an angle ⁇ substantially equal to 90 ° when the rod 7 pivots about the axis 71.
  • the surface 41 pushes the fiber web 3 towards the cutting blade 2 which cuts it in contact with its cutting edge 21.
  • the surface 41 may jam the fiber web 3 against the web support 5 in the same cutting motion.
  • the web support 5 moves the fiber web 3 back to the scrolling position.
  • Locking devices 6 hold the cutting blade 2 relative to the frame 9.
  • the cutting blade 2 cuts off several bands of fibers thanks to several moving elements 4 and several connecting rods 7.
  • Figures 4 and 5 show a device 300 according to a third embodiment of the invention.
  • the device 300 is similar to the device 200 shown in FIG. 3. Only the differences will be described hereinafter.
  • the device 300 comprises, for example, two movable elements 4, 4 '(FIG. 5) making it possible to cut two strips of fibers 3 on the same cutting blade 2.
  • the mobile elements 4, 4' are driven by two connecting rods 7, T. mobile elements 4, 4 'being similar to each other, only the movable element 4 and its operation will be described.
  • the rod 7 is actuated by at least one piston (not shown) to pivot about its axis 71.
  • the movable element 4 is through and passes the fiber web 3 through an opening 44.
  • the movable element 4 slides along the cutting blade 2, the cutting edge 21 is in contact with the movable element 4.
  • L movable member 4 has a movement substantially perpendicular to the direction of travel D.
  • the cutting blade 2 is held in position by holding elements 6 to ensure the contact of the cutting edge 21 with the movable element 4.
  • the opening 44 includes a surface 41 which is opposite to the cutting blade 2 with respect to the fiber web 3 engaged in the opening.
  • the opening 44 is advantageously higher on the side of the entrance of the fiber web 3 in the direction of travel D, to prevent jamming of the fiber web between the frame 9 and the movable member 4 during sliding.
  • the frame 9 is chamfered on the inlet side of the fiber strips 3 in the direction of travel D to achieve the same result, that is to say to avoid a jamming of the fiber web 3 between the frame 9 and the movable element 4.
  • the upper part of the outlet orifice of the opening 44 can take different geometries to optimize the cutting of the fiber web 3. It can for example put the fiber web 3 in contact with the cutting blade 2 over its entire length. width in the transverse direction T simultaneously, or start with one side of the fiber web or start with the transverse ends of the fiber web 3 to go towards the center of the fiber web.
  • the rod 7 cooperates with the movable element 4, directly or via a mechanical part 72 to limit friction on the movable member 4, for example a bearing.
  • the rotational movement of the rod 7 about the axis 71 is thus transformed into movement of the movable element 4, here a rectilinear translation.
  • the top of the movable element 4, which is in contact for example with the bearing 72, is advantageously inclined relative to the running direction D so that the rod 7 can exert a force towards the cutting blade 2 ensuring better contact of the cutting edge 21 with the movable element 4.
  • the connecting rod pivots about the axis 71 and pushes the movable element 4 downwards towards the chassis 9.
  • the surface 41 comes into contact with the fiber web 3 and pushes towards the cutting edge 21 of the cutting blade 2 causing its cutting by guillotine effect.
  • the movable element 4 can rise in different ways, in particular by the action of a spring 8 located under the movable element 4 or by a connection between the movable element 4 and the connecting rod 7.
  • the movable elements 4, 4 ' are in at least two parts.
  • An upper part 45 and a lower part 46 delimit the opening 44.
  • the upper part 45 and the lower part 46 are movable towards each other, so that, when pressure is exerted on the upper part 45 of the movable element 4 by the rod 7, the parts close the opening 44 and block the fiber web 3.
  • the movable element 4 continues to descend, causing the fiber web 3 on the cutting edge 21 of the cutting blade 2 to obtain the shear by guillotine effect.
  • the movable member 4 rises and the two parts separate to define again the opening 44.
  • the upper part 45 and the lower part 46 can slide into one another to achieve this movement of towards each other, or realize any other construction for closing the opening 44 on the fiber web 3 when the rod 7 actuates the movable element 4.
  • the devices 1, 100 and 200, and their variants improve the cutting function of the fiber strips and have a small footprint, while ensuring an economic optimization of the wear elements of said device.
  • the club effect, provided by the movable element 4, is greater when it is the club that moves causing a cut of the fiber band 3 sharper and faster.
  • the use of a single cutting blade 2 for cutting several fiber strips with several moving elements 4 has the advantage of facilitating maintenance and being more economical to purchase.
  • the blade 2 replaces or turns in a single operation allowing the return of the fiber placement machine to work more quickly than using a multitude of blades.

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Abstract

Dispositif (300) de coupe d'au moins une bande de fibres (3), le dispositif comprenant : - un châssis (9), la bande de fibres étant destinée à circuler selon une direction de défilement (D) par rapport au châssis, - une lame de coupe (2) montée fixe par rapport au châssis et dotée d'au moins un bord tranchant (21), - au moins un élément mobile (4), mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l'élément mobile présentant une surface (41) non tranchante destinée à pousser la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et adaptée pour percuter le bord tranchant.

Description

Dispositif de coupe pour tête de placement de fibres
L'invention concerne le domaine technique des machines de placement de fibres composites comprenant une tête d'application de bandes de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de coupe de bande de fibres utilisé dans les têtes d'application desdites machines de placement de fibres.
Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux composants non miscibles, mais ayant une forte capacité de pénétration, dont les propriétés se complètent. Dans les domaines aéronautique et automobile, on utilise communément des matériaux composites composés d'un assemblage de fibres et de résine. Pour la fabrication de pièces, on utilise des bandes ou bandelettes déjà constituées de fibres et de résine et emmagasinées en rouleau. Les industriels utilisent ces rouleaux de bande de fibres pour fabriquer des pièces plus importantes en assemblant des bouts de bandes de fibres, de dimensions différentes, les uns sur les autres.
Pour automatiser cette fabrication, on utilise par exemple des robots ou des portiques sur lesquels on installe des têtes de placement de fibres. Le terme « fibres » peut aussi être utilisé dans le domaine technique pour désigner les bandes de fibres. Pour permettre d'acheminer et de placer les bouts de bandes de fibres au bon endroit sur la pièce à fabriquer, la tête de placement de fibres possède un ou des outils de coupe au plus près de l'application sur la pièce.
Dans ce domaine, on connaît un certain nombre de techniques de coupe mises au point par différents fournisseurs de machines de placement de fibres. Les buts recherchés par ces techniques sont la précision de coupe et la réduction de l'encombrement du système de coupe pour une bonne agilité de la tête de placement de fibres. La composante économique n'est en revanche pas traitée par les techniques actuelles du marché.
On connaît notamment des systèmes de coupe de bandes de fibres utilisant des lames de coupe pour chaque bande de fibres à couper. Ces lames sont mobiles et heurtent les bandes de fibres sur des enclumes pour les sectionner. Les lames sont changées régulièrement pour garantir une bonne coupe, car le tranchant des lames s'émousse rapidement sur les enclumes à l'usage. Leurs remplacements entraînent des pertes financières dues à l'indisponibilité de la machine de placement de fibres pour la production de pièces. De plus, les lames sont des éléments d'usures plus ou moins coûteux. Une autre technique connue est d'utiliser des lames rotatives pour améliorer la coupe et la durée de vie des lames dans les outils de coupe. Cette technique présente l'inconvénient d'être difficile à mettre en œuvre dans un espace réduit et nécessite la mise place d'une pince spéciale pour maintenir la bande sur la lame pendant la coupe.
Ainsi, un but de la présente invention est notamment de proposer un dispositif améliorant la fonction de coupe des bandes de fibres, tout en assurant une optimisation économique des éléments d'usure dudit dispositif.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de coupe d'au moins une bande de fibres, le dispositif comprenant :
- un châssis, la bande de fibres étant destinée à circuler selon une direction de défilement par rapport au châssis, par exemple sur le châssis ;
- une lame de coupe montée fixe par rapport au châssis et dotée d'au moins un bord tranchant ; et
- au moins un élément mobile, mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l'élément mobile présentant une surface non tranchante destinée à pousser la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et adaptée pour percuter le bord tranchant.
Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la lame de coupe s'étend dans un plan, la direction de défilement formant avec le plan un angle inférieur ou égal à 90°, l'élément mobile décrivant une trajectoire circulaire autour d'un axe pendant ledit mouvement, la surface formant de préférence un angle sensiblement égal à 90° avec le plan lorsque la surface percute le bord tranchant ;
- le châssis comprend un support de bande situé en amont de la lame de coupe selon la direction de défilement et sur lequel la bande de fibres est destinée à glisser, le support de bande étant apte à redresser la bande de fibre après la coupe ;
- la surface est adaptée pour bloquer la bande de fibres sur le support de bande par rapport au châssis ;
- le mouvement de l'élément mobile comprend un coulissement linéaire par rapport à la lame de coupe, l'élément mobile définissant une ouverture dans laquelle la bande de fibres est destinée à circuler, la bande de fibres étant sectionnée lorsque la surface passe sous le bord tranchant ; - l'élément mobile est adapté pour supporter la bande de fibres au niveau de l'ouverture au moins au début dudit mouvement ;
- le dispositif comprend un élément mécanique pour déplacer l'élément mobile selon ledit mouvement ;
- l'élément mobile comprend une pièce haute et une pièce basse mobiles l'une par rapport à l'autre et définissant au moins en partie l'ouverture, la bande de fibres étant destinée à être pincée entre la pièce haute et la pièce basse avant d'être sectionnée ; et
- le dispositif est adapté pour sectionner en outre au moins une deuxième bande de fibres, le dispositif comportant au moins un deuxième élément mobile, mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, le deuxième élément mobile étant destiné à pousser la deuxième bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la deuxième bande de fibres, et étant adapté pour percuter le bord tranchant.
L'invention concerne également un ensemble d'un dispositif tel que décrit ci- dessus et d'au moins une bande de fibres, la bande de fibres circulant selon la direction de défilement par rapport au châssis, la surface poussant la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et percutant le bord tranchant.
L'invention concerne aussi un procédé de coupe d'au moins une bande de fibres, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- circulation de la bande de fibres par rapport à un châssis, de préférence sur le châssis, selon une direction de défilement,
- fourniture d'une lame de coupe montée fixe sur le châssis et dotée d'au moins un bord tranchant, et
- déplacement d'au moins un élément mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l'élément mobile présentant une surface non tranchante poussant la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement, sectionnant la bande de fibres, et percutant le bord tranchant.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique, en perspective, d'une variante du dispositif représenté sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 5 est une vue en perspective et agrandie du dispositif représenté sur la figure 4, les éléments mobiles étant toutefois une variante de celui représenté sur la figure 4.
Les exemples de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés dans la présente description concernent la fabrication de pièces en composite par placement de fibres dans le secteur de l'aéronautique, mais ne sont en rien limitatifs. L'invention peut en effet s'appliquer à tous les secteurs industriels nécessitant la découpe de bande de fibres pour l'encollage de celles-ci afin de réaliser des pièces. L'invention s'applique par exemple au secteur de l'automobile.
En référence à la figure 1 , on décrit un dispositif 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif 1 comprend un châssis 9 sur lequel sont fixés une lame de coupe 2 et un support de bande 5.
Une bande de fibres 3 défile sur le support de bande 5 selon une direction de défilement D dans une position de défilement. La bande de fibres 3 passe au-dessus de ou devant la lame de coupe 2, et glisse sur le support de bande 5.
Dans la présente demande, « haut » et « bas », de même que « au dessus » et « en dessous », doivent s'entendre en rapport avec le haut et le bas de la figure à laquelle il est fait référence.
Le support de bande 5 est avantageusement flexible et permet de positionner la bande de fibre 3 au-dessus du châssis 9 de sorte qu'elle puisse reprendre son chemin dans la direction de défilement D sans percuter ledit châssis 9 ou la lame 2, même après la coupe.
Un élément mobile 4 est positionné au-dessus ou en vis-à-vis d'un bord tranchant
21 de la lame de coupe 2, la bande de fibres 3 passant entre la lame de coupe 2 et l'élément mobile 4. Cet élément mobile 4 est composé d'un corps 40 et d'une enclume 42.
L'enclume 42 présente au bord tranchant 21 une surface 41 qui recouvre la largeur de la bande de fibres 3 au niveau de la lame de coupe 2 et peut rentrer en contact avec le support de bande 5 lors des phases de coupe de la bande de fibres 3. La surface 41 est non tranchante. Elle peut être plane, concave ou convexe.
La lame de coupe 2 est fixée sur le châssis 9 par un dispositif de blocage 6, notamment une vis ou tout autre dispositif de blocage mécanique (ressort, aimants etc .). De manière avantageuse, la lame de coupe 2 possède deux bords tranchants 21 et 21 ' opposés l'un à l'autre. La lame de coupe 2 s'étend selon un plan Z perpendiculaire à la direction de défilement D dans cet exemple.
Lorsque le bord tranchant 21 est émoussé par la frappe répétée de l'enclume 42, il est possible de changer le sens de la lame de coupe 2 pour présenter à l'enclume le deuxième bord tranchant 21 ' en bon état.
Pour augmenter encore la durée de vie de la lame de coupe 2, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la lame de coupe 2 est déplacée selon une direction transversale T d'au moins une largeur de bande de fibres 3, afin de présenter une partie non émoussée du bord tranchant 21 , 21 ' au niveau de la frappe de l'enclume 42. Ainsi la partie émoussée de la lame de coupe 2 n'est plus sous la bande de fibres 3 à couper.
La direction transversale T est par exemple orthogonale à la direction de défilement D.
L'enclume 42 est constituée d'une matière compatible avec la coupe de la bande de fibres 3. C'est une pièce d'usure, mais elle est moins chère et plus durable que la lame de coupe 2. Dans une variante de réalisation de l'invention, l'enclume 42 peut aussi être utilisée dans au moins deux sens pour allonger sa durée de vie.
Un des avantages de l'élément mobile 4 portant l'enclume 42 est d'obtenir un effet de masse ou de coup de marteau qui améliore la rapidité du sectionnement de la bande de fibres 3.
L'élément mobile 4 est actionné directement ou indirectement par élément mécanique 7, par exemple un piston, qui lui donne un mouvement en direction de la lame de coupe 2, à partir d'une position initiale représentée sur la figure 1 . Le mouvement possède une composante perpendiculaire à la direction de défilement D. Le mouvement est par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement. Le mouvement est avantageusement perpendiculaire au bord tranchant 21 .
L'enclume 42 percute la bande de fibres 3 et la pousse contre le bord tranchant 21 de la lame 2. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, si l'enclume 42 est assez large selon la direction de défilement D, elle peut également coincer la bande de fibres 3 contre le support de lame 5 puis continuer sa course jusqu'au bord tranchant 21 . La bande de fibres 3 est arrêtée temporairement pendant la coupe. La flexibilité du support de bande 5 permet de remonter la bande de fibres 3 au- dessus de la lame de coupe 2 lorsque l'élément mobile 4 remonte vers la position initiale.
En référence à la figure 2, on décrit un dispositif 100 constituant une variante du dispositif 1 représenté sur la figure 1 .
Le dispositif 100 est analogue au dispositif 1 . Il diffère uniquement par le fait qu'il comprend trois supports de bande 5, 5', 5" permettant de supporter trois bandes de fibres 3, 3', 3" à couper indépendamment. Le dispositif 100 comprend aussi trois éléments mobiles 4 (non représentés).
La figure 3 représente un dispositif 200 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif 200 est analogue au dispositif 1 représenté sur la figure 1 . Seules les différences seront décrites ci-après.
L'actionneur de l'élément mobile 4 est déporté pour permettre de gagner de la place au niveau de la tête d'application de la machine de placement de fibres. Pour cela, l'élément mobile 4 est monté sur un élément mécanique 7, telle qu'une bielle.
La bielle 7 est mise en rotation autour d'un axe 71 par au moins un actionneur. Cette configuration permet de faire décrire un arc de cercle Γ à l'enclume 42.
La lame de coupe 2 est inclinée par rapport à la direction de défilement d'un angle a inférieur ou égal à 90°.
La lame de coupe 2 est percutée par la surface 41 de l'enclume 42 selon un angle β sensiblement égal à 90° lorsque la bielle 7 pivote autour de l'axe 71 .
Grâce à ce mouvement, la surface 41 pousse la bande de fibres 3 vers la lame de coupe 2 qui la sectionne au contact de son bord tranchant 21 . Dans un mode particulier de mise en œuvre de l'invention, la surface 41 peut coincer la bande de fibres 3 contre le support de bande 5 dans le même mouvement de coupe.
A la remontée de l'enclume 42, le support de bande 5 remonte la bande de fibres 3 dans la position de défilement.
Des dispositifs de blocage 6 maintiennent la lame de coupe 2 par rapport au châssis 9.
Selon un mode de réalisation particulier (figure 2), la lame de coupe 2 sectionne plusieurs bandes de fibres grâce à plusieurs éléments mobiles 4 et plusieurs bielles 7.
Les figures 4 et 5 représentent un dispositif 300 selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 300 est analogue au dispositif 200 montré sur la figure 3. Seules les différences seront décrites ci-après. Le dispositif 300 comporte par exemple deux élément mobiles 4, 4' (figure 5) permettant de couper deux bandes de fibres 3 sur une même lame de coupe 2. Les éléments mobiles 4, 4' sont entraînés par deux bielles 7, T. Les éléments mobiles 4, 4' étant analogues entre eux, seul l'élément mobile 4 et son fonctionnement seront décrits.
La bielle 7 est actionnée par au moins un piston (non représenté) pour pivoter autour de son axe 71 .
L'élément mobile 4 est traversant et laisse passer la bande de fibres 3 par une ouverture 44. L'élément mobile 4 coulisse le long de la lame de coupe 2 dont le bord tranchant 21 est en contact avec l'élément mobile 4. L'élément mobile 4 a un mouvement sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement D.
La lame de coupe 2 est maintenue en position par des éléments 6 de maintien pour garantir le contact du bord tranchant 21 avec l'élément mobile 4.
L'ouverture 44 comprend une surface 41 qui se trouve à l'opposé de la lame de coupe 2 par rapport à la bande de fibre 3 engagée dans l'ouverture. L'ouverture 44 est avantageusement plus haute du côté de l'entrée de la bande de fibres 3 selon la direction de défilement D, pour éviter un coincement de la bande de fibres entre le châssis 9 et l'élément mobile 4 lors du coulissement.
En variante (non représentée), le châssis 9 est chanfreiné du côté de l'entrée des bandes de fibres 3 selon la direction de défilement D pour aboutir au même résultat, c'est- à-dire éviter un coincement de la bande de fibres 3 entre le châssis 9 et l'élément mobile 4.
La partie haute de l'orifice de sortie de l'ouverture 44 peut prendre différentes géométries pour optimiser la coupe de la bande de fibres 3. Elle peut par exemple mettre la bande de fibres 3 en contact avec la lame de coupe 2 sur toute sa largeur selon la direction transversale T simultanément, ou commencer par un côté de la bande de fibres ou encore commencer par les extrémités transversales de la bande de fibres 3 pour aller vers le centre de la bande de fibres.
La bielle 7 coopère avec l'élément mobile 4, directement ou par l'intermédiaire d'une pièce mécanique 72 afin de limiter les frottements sur l'élément mobile 4, par exemple un roulement. Le mouvement de rotation de la bielle 7 autour de l'axe 71 est ainsi transformé en mouvement de l'élément mobile 4, ici une translation rectiligne.
Le haut de l'élément mobile 4, qui est en contact par exemple avec le roulement 72, est avantageusement incliné par rapport à la direction de défilement D pour que la bielle 7 puisse exercer une force vers la lame de coupe 2 garantissant un meilleur contact du bord tranchant 21 avec l'élément mobile 4. Lors de l'actionnement de la bielle 7 par un actionneur, la bielle pivote autour de l'axe 71 et pousse l'élément mobile 4 vers le bas, en direction du châssis 9. La surface 41 rentre en contact avec la bande de fibre 3 et la pousse vers le bord tranchant 21 de la lame de coupe 2 entraînant son sectionnement par effet guillotine.
Lorsque la bielle 7 revient à sa position initiale, l'élément mobile 4 remonte et endosse le rôle de support de bande pour repositionner la bande de fibres 3 dans la position de défilement.
L'élément mobile 4 peut remonter de différentes manières, notamment par l'action d'un ressort 8 situé sous l'élément mobile 4 ou par une liaison entre l'élément mobile 4 et la bielle 7.
Selon une variante du dispositif 300 représentée uniquement sur la figure 5, les éléments mobiles 4, 4' sont en au moins deux parties.
Une partie haute 45 et une partie basse 46 délimitent l'ouverture 44. Les partie haute 45 et la partie basse 46 sont mobiles l'une vers l'autres, de sorte que, lorsqu'on exerce une pression sur la partie haute 45 de l'élément mobile 4 par la bielle 7, les parties referment l'ouverture 44 et bloquent la bande de fibres 3. L'élément mobile 4 continue à descendre, entraînant la bande de fibres 3 sur le bord tranchant 21 de la lame de coupe 2 pour obtenir le cisaillement par effet guillotine.
Lorsque la bielle 7 remonte, l'élément mobile 4 remonte et les deux parties se séparent pour définir à nouveau l'ouverture 44. La partie haute 45 et la partie basse 46 peuvent coulisser l'une dans l'autre pour réaliser ce mouvement de l'une vers l'autre, ou réalisent toute autre construction permettant de fermer l'ouverture 44 sur la bande de fibres 3 lorsque la bielle 7 actionne l'élément mobile 4.
Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, les dispositif 1 , 100 et 200, ainsi que leurs variantes, améliorent la fonction de coupe des bandes de fibres et présentent un encombrement réduit, tout en assurant une optimisation économique des éléments d'usure dudit dispositif.
L'effet massue, apporté par l'élément mobile 4, est plus important lorsque c'est la massue qui se déplace entraînant une coupe de la bande de fibres 3 plus nette et plus rapide.
L'utilisation d'une lame de coupe 2 unique pour couper plusieurs bandes de fibres avec plusieurs éléments mobiles 4 a l'avantage de faciliter la maintenance et d'être plus économique à l'achat. La lame 2 se remplace ou se retourne en une seule opération permettant le retour en service de la machine de placement de fibres plus rapidement qu'en utilisant une multitude de lames.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) de coupe d'au moins une bande de fibres (3), le dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) comprenant :
- un châssis (9), la bande de fibres (3) étant destinée à circuler selon une direction de défilement (D) par rapport au châssis (9), par exemple sur le châssis (9),
- une lame de coupe (2) montée fixe par rapport au châssis (9) et dotée d'au moins un bord tranchant (21 ), et
- au moins un élément mobile (4), mobile par rapport au châssis (9) selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement
(D), l'élément mobile (4) présentant une surface (41 ) non tranchante destinée à pousser la bande de fibres (3) contre le bord tranchant (21 ) au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres (3), et adaptée pour percuter le bord tranchant (21 ).
2. - Dispositif (200) selon la revendication 1 , dans lequel la lame de coupe (2) s'étend dans un plan (Z), la direction de défilement (D) formant avec le plan (Z) un angle
(a) inférieur ou égal à 90°, l'élément mobile (4) décrivant une trajectoire (Γ) circulaire autour d'un axe (71 ) pendant ledit mouvement, la surface (41 ) formant de préférence un angle (P)sensiblement égal à 90° avec le plan (Z) lorsque la surface (41 ) percute le bord tranchant (21 ).
3.- Dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le châssis (9) comprend un support de bande (4 ; 5) situé en amont de la lame de coupe (2) selon la direction de défilement (D) et sur lequel la bande de fibres (3) est destinée à glisser, le support de bande (5) étant apte à redresser la bande de fibre (3) après la coupe.
4.- Dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) selon la revendication 3, dans lequel la surface
(41 ) est adaptée pour bloquer la bande de fibres (3) sur le support de bande (4 ; 5) par rapport au châssis (9).
5. - Dispositif (300) selon la revendication 1 , dans lequel le mouvement de l'élément mobile (4) comprend un coulissement linéaire par rapport à la lame de coupe (2), l'élément mobile (4) définissant une ouverture (44) dans laquelle la bande de fibres (3) est destinée à circuler, la bande de fibres (3) étant sectionnée lorsque la surface (41 ) passe sous le bord tranchant (21 ).
6. - Dispositif (300) selon la revendication 5, dans lequel l'élément mobile (4) est adapté pour supporter la bande de fibres (3) au niveau de l'ouverture (44) au moins au début dudit mouvement.
7. - Dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un élément mécanique (7) pour déplacer l'élément mobile (4) selon ledit mouvement.
8. - Dispositif (1 ; 300) selon la revendication 7, dans lequel l'élément mobile (4) comprend une pièce haute (45) et une pièce basse (46) mobiles l'une par rapport à l'autre et définissant au moins en partie l'ouverture (44), la bande de fibres (3) étant destinée à être pincée entre la pièce haute (45) et la pièce basse (46) avant d'être sectionnée.
9. - Dispositif (100 ; 200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications précédentes, adapté pour sectionner en outre au moins une deuxième bande de fibres (3'), le dispositif (100 ; 200 ; 300) comportant au moins un deuxième élément mobile (4'), mobile par rapport au châssis (9) selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement (D), le deuxième élément mobile (4') étant destiné à pousser la deuxième bande de fibres (3') contre le bord tranchant (21 ) au cours dudit mouvement pour sectionner la deuxième bande de fibres (3'), et étant adapté pour percuter le bord tranchant (21 ).
10. - Ensemble d'un dispositif (1 ; 100 ; 200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et d'au moins une bande de fibres (3), la bande de fibres (3) circulant selon la direction de défilement (D) par rapport au châssis (9), la surface (41 ) poussant la bande de fibres (3) contre le bord tranchant (21 ) au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres (3), et percutant le bord tranchant (21 ).
1 1 . - Procédé de coupe d'au moins une bande de fibres (3), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- circulation de la bande de fibres (3) par rapport à un châssis (9), de préférence sur le châssis (9), selon une direction de défilement (D),
- fourniture d'une lame de coupe (2) montée fixe sur le châssis (9) et dotée d'au moins un bord tranchant (21 ), et
- déplacement d'au moins un élément mobile (4) par rapport au châssis (9) selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement (D), l'élément mobile (4) présentant une surface (41 ) non tranchante poussant la bande de fibres (3) contre le bord tranchant (21 ) au cours dudit mouvement, sectionnant la bande de fibres (3), et percutant le bord tranchant (21 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005123355A1 (fr) * 2004-06-18 2005-12-29 Onamor Di Giorgi Francesco & C. Machine a decouper les materiaux fibreux
WO2007021570A1 (fr) * 2005-08-16 2007-02-22 The Boeing Company Dispositif et système de découpe de câble

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