WO2020021167A1 - Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles particulieres - Google Patents

Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles particulieres Download PDF

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Publication number
WO2020021167A1
WO2020021167A1 PCT/FR2019/000111 FR2019000111W WO2020021167A1 WO 2020021167 A1 WO2020021167 A1 WO 2020021167A1 FR 2019000111 W FR2019000111 W FR 2019000111W WO 2020021167 A1 WO2020021167 A1 WO 2020021167A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flexible
blade
tube
flexible blade
passage
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/000111
Other languages
English (en)
Inventor
Loïc GAILLARD
Corentin PIVAULT
Original Assignee
Coriolis Group
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coriolis Group filed Critical Coriolis Group
Publication of WO2020021167A1 publication Critical patent/WO2020021167A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/382—Automated fiber placement [AFP]
    • B29C70/384—Fiber placement heads, e.g. component parts, details or accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/12—Tubes

Definitions

  • the present invention relates to a machine for applying fibers for the production of parts made of composite materials, and more particularly to the means for conveying particular fibers of such a machine for routing the fibers between means for storing fibers and the application head.
  • the invention also relates to a process for manufacturing parts made of composite materials using a corresponding machine.
  • Fiber application machines are known, commonly called fiber placement machines, for the application in contact with a draping tool, such as a male or female mold, of a wide strip formed of several flat fibers.
  • a draping tool such as a male or female mold, of a wide strip formed of several flat fibers.
  • continuous, ribbon type dry or impregnated with thermosetting or thermoplastic resin, in particular carbon fibers, made up of a multitude of carbon threads or filaments.
  • These machines include a system for moving a fiber application head, said head comprising an application roller intended to come into contact against the mold for applying the strip and means for guiding the fibers on said application roller. , fiber storage means, and means for routing the fibers from said storage means to the application head.
  • conveying means comprising first flexible tubes, each flexible tube being capable of receiving a fiber in its internal passage.
  • the first flexible tubes are fixed at their ends to upstream and downstream fastening systems, and have sufficient length and flexibility so as not to limit the movements of the head movement system.
  • Each flexible tube is provided with at least one longitudinal flexible blade of rectangular cross section, said flexible blade being disposed substantially parallel to the plane of transport of the fiber received in the internal passage of the flexible tube.
  • Such flexible tubes form simple means of conveyance in design, size and cost reduced, making it possible to obtain high running speeds, to deport the storage means of the displacement system, to eliminate the motorized slack recovery systems for the spools of fibers, to isolate the fibers from the outside, and to simplify the displacement system of the application head, in particular to use a displacement system such as a poly-articulated arm of the six-axis robot type.
  • the flexible blade associated with each tube limits or prohibits transverse bending of the tube in the plane of the blade, which makes it possible to eliminate, or at least limit, the risks of inversion of the fiber disposed in the internal passage of the flexible tube in parallel to the blade, in particular during certain movements of the robot, due to excessive bending of the flexible tubes and / or excessive friction of the fibers in the flexible tubes.
  • the flexible tube can perform bending movements in a direction perpendicular to the plane of the blade and twisting movements to allow movement of the fiber placement head in all directions.
  • the assembly of the first flexible tube and a separate blade is achieved by a second flexible tube, this assembly system keeps the blade substantially in contact with the flexible tube while allowing relative longitudinal displacement of the flexible blade relative to the first tube.
  • the second flexible holding tube provides a slide-type connection between the first flexible conveying tube and the flexible blade.
  • the flexible blade is fixedly assembled by its end portions to the fixing systems, without freedom of movement, and the first tube is assembled by one of its end portions to a fastening system with freedom of longitudinal movement, and is assembled without freedom of movement by its other end portion to the other fastening system.
  • the flexible tubes provided with their flexible blade can be subjected to significant bending and twisting forces which can lead to deterioration, in particular as regards the assembly of the flexible blades to the fastening systems.
  • the object of the present invention is to provide a machine provided with routing means guaranteeing good routing of the fibers, and which are simple to produce and robust.
  • the present invention provides a fiber application machine comprising a fiber application head, preferably comprising an application roller and means for guiding the fibers on said application roller, preferably a movement system for moving the fiber application head, fiber storage means, and fibers delivery means from said storage means to the application head, said delivery means comprising at least a first tube flexible connecting for example the storage means to the application head, each first flexible tube being able to receive a fiber in its internal passage, and being provided with at least one flexible longitudinal blade, preferably of rectangular cross section and having a longitudinal main axis, said flexible tube and said flexible blade being joined by their end portions to fastening systems, characterized ée in that the flexible blade is mounted by at least one of its end portions to a fastening system pivotally about a pivot axis parallel to its main longitudinal axis.
  • the flexible blade is mounted on at least one of the fastening systems with freedom of rotation, so that in the event of torsional movements, the blade can pivot.
  • This pivoting assembly avoids excessive stresses at the end portion of the flexible blade which can cause deterioration of the blade, and thus makes it possible to propose a more robust routing system.
  • This pivoting mounting is preferably at least carried out at the level of a downstream fixing system which is mounted at the level of the application head.
  • each end portion of the flexible blade pivotally mounted on a fastening system is also mounted substantially fixed in longitudinal translation to said fastening system, a functional clearance that can be maintained to ensure sliding for pivoting.
  • each fastening system comprises a support or cassette for each first flexible tube, each support having a main through passage in which the first flexible tube is mounted by an end portion, and a secondary passage in which is mounted flexible blade by an end portion.
  • said secondary passage preferably of rectangular cross section, has a section defining a cylindrical housing, the end portion of the flexible blade being provided with a cylindrical protuberance positioned in said cylindrical housing. pivoting of the blade on the fixing system, and possibly the blocking in longitudinal translation on the fixing system.
  • said cylindrical protuberance is formed by two flat cylindrical parts assembled to each other by riveting on the end portion of the flexible blade.
  • the main axis of the secondary passage is inclined relative to the main axis of the main passage, so as to obtain a gradual flattening of the flexible blade against the first flexible tube at the outlet of the fixing system , and thus avoid a walking effect which can induce a concentration of stresses.
  • each first flexible tube and its associated flexible blade are placed in a second flexible tube, so that said second flexible tube holds said flexible blade against the first flexible tube, while allowing relative longitudinal displacement of the blade. flexible compared to the first flexible tube.
  • the first flexible tube is assembled without freedom of movement by its upstream end portion to the upstream fixing system, which is for example assembled with the storage means, and is assembled with a freedom of longitudinal movement by its portion of downstream end to the downstream fixing system, which is for example assembled to the application head.
  • the flexible blade is mounted without freedom of movement by its upstream end portion to the upstream fastening system, which is for example assembled with the storage means, and is pivotally mounted and fixed in longitudinal translation to the downstream fastening system , which is for example assembled at the application head.
  • the flexible blade is pivotally mounted and fixed in longitudinal translation by its end portions to the upstream and downstream fixing systems.
  • At least one of the fastening systems comprises secondary stiffening means comprising - At least one secondary flexible blade, preferably of rectangular cross section, mounted on the fixing system, bearing against the first flexible tube opposite the flexible blade, and pivotally mounted about an axis of pivoting parallel to its main longitudinal axis; and or
  • At least one secondary flexible blade mounted on the fixing system, bearing against the flexible blade opposite the first flexible tube, and able to pivot with the flexible blade pivotally mounted by its end portion to said attachment system, said secondary blade then being pivotally mounted with the blade flexible to the attachment system.
  • each fixing system comprises secondary stiffening means acting against the first flexible tube opposite said flexible blade and possibly against the flexible blade to at least limit the longitudinal bending of the first flexible tube in one direction perpendicular to the plane of the blade at the outlet of said fastening systems.
  • Said secondary stiffening means may comprise for each fastening system, at least one pair of first secondary flexible blades, preferably of rectangular cross section, mounted on the fastening systems, one of which bears against the flexible blade, and l the other comes to bear against the first flexible tube opposite the flexible blade.
  • a pair of second secondary flexible blades can bear against the first secondary flexible blades.
  • the first flexible tube has a longitudinal portion of substantially planar outer surface, along which the flexible blade is held by the second flexible tube.
  • the first flexible tube has a substantially rectangular cross section, the flexible blade being held by the second flexible tube along one of the two large sides of the first flexible tube.
  • the second flexible tube has a substantially rectangular cross section.
  • said flexible blade is metallic, and / or the first flexible tube is made of plastic material, preferably of high density polyethylene, better still high density antistatic polyethylene, and preferably the second flexible tube is made of plastic material.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a part made of composite material comprising the application of continuous fibers to an application surface, characterized in that the application of fibers is carried out by means of a machine application of fibers as described above, by relative displacement of the application head relative to the layup surface according to deposition paths.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a placement machine according to the invention.
  • FIG. 2 is a partial schematic perspective view of the conveying means illustrating a flexible conveying tube and the upstream and downstream fixing systems according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic sectional view along the plane III-III of Figure 2;
  • Figures 4 is a partial enlarged view of Figure 4 at the upstream fastening system
  • FIG. 5 is an enlarged partial exploded view of the downstream fastening system of Figure 2.
  • Figure 6 is a partial enlarged view of Figure 4 at the downstream fixing system.
  • the placement machine comprises a displacement system 1 formed by a poly-articulated arm 11, of the six-axis robot type, known per se, mounted movably on a linear axis 12, an application head 2 mounted at the end wrist l ia of the poly-articulated arm, fiber storage means 3, routing means for routing fibers from said storage means to the application head.
  • the poly-articulated arm 11 is fixed by its base 112 on a carriage 13 slidably mounted on the linear axis 12, said linear axis consisting of two parallel rails 121 fixed to the ground.
  • the carriage is fitted with drive means, for example of the motorized roller type, controlled by a control unit for the movement of the placement head along these rails.
  • the fiber application head 2 also called fiber placement head, comprises, in a known manner, an application roller 21 capable of coming into contact with a mold for applying a strip formed of several fibers, for example prepregs resin.
  • the machine is intended for the application of fibers, for example of the carbon fiber type, packaged in the form of coils.
  • the storage means are formed of a creel, schematically represented under the reference 3, to receive the spools of fibers.
  • the creel is also mounted on a follower carriage 31, placed on the rails 121 and mechanically connected to the carriage 13 carrying the robot.
  • the conveying means comprise first flexible tubes, called conveying tubes, equipped with flexible stiffening blades.
  • the fibers are individually conveyed in these conveying tubes from the creel 3 to the fiber placement head 2.
  • the tubes are gathered in a bundle, shown diagrammatically under the references 4A in FIG. 1, and are placed in the internal passage d 'a flexible sheath 5.
  • each conveying tube 41 has a wall of rectangular cross section, with two short sides and two long sides.
  • the wall has an inner surface and a substantially planar outer surface.
  • Each conveying tube is fitted externally over substantially its entire length with a flexible metal blade 42, also called foil.
  • the metal blade and the conveying tube are placed in a second flexible tube, called a holding tube 44, of substantially rectangular section so as to keep the blade substantially parallel to the outer surface of a long side of the conveying tube, and substantially in contact with said surface, while allowing relative longitudinal displacement of the blade relative to the conveying tube.
  • the holding tube 44 is here a flexible tube ringed, of substantially rectangular section, as described in the aforementioned patent document.
  • the blade has a width less than or equal to that of a large side, preferably less.
  • the conveying tube equipped with its blade and placed in the retaining tube is designated by the reference 4.
  • Each conveying tube is intended to receive a flat fiber in its internal passage 412 of rectangular section, substantially parallel to its long sides , and therefore parallel to the metal blade.
  • the metal blade prohibits any transverse bending of the flexible tube in the plane of the blade, but allows longitudinal bending of the flexible tube in a direction perpendicular to the plane of the blade as well as torsions of the flexible tube.
  • the flexible tubes will deform by bending perpendicular to the plane of the blade and / or twisting, so that the fiber remains well flat parallel to the metal blade.
  • each routing tube is assembled so fixed, that is to say fixed without freedom of movement, by its end portion to the upstream fixing system 6, and assembled movably in longitudinal translation, namely fixed with a freedom of longitudinal movement, to the downstream fixing system 8.
  • the blade associated with the routing tube is fixedly assembled, by its upstream end portion to the upstream fastening system 6, and assembled by its downstream end portion fixedly in longitudinal translation and rotatably movable to the fastening system downstream 8.
  • the upstream fixing system 6 is similar to that described in the aforementioned patent document, and comprises for each conveying tube an upstream support 7 in the form of a parallelepiped plate, also called upstream cassette, having two opposite main faces, an upstream edge 72a, a downstream edge 72b, an upper edge 72c and a lower edge 72d.
  • the cassette has a main longitudinal passage 73, of rectangular cross section, opening on the upstream and downstream edges 72a, 72b, in which a conveying tube 41 is mounted by its portion. upstream end 41a.
  • the cassettes are for example fixedly mounted by their lower edge 72d on a support plate (not shown), in the form of one or more rows, the cassettes being arranged flat against each other by their main faces, the support plate being mounted on the creel.
  • the section of the main passage 73 is defined so that the delivery tube is locked in rotation in said main passage.
  • the upstream end portion 41a of the tube has a flange 413 coming to bear against the upstream edge 72a of the cassette, the flange coming, for example, from being housed in a recess of said upstream edge, and a eyelet plate (not shown) fixed to the aforementioned support plate, bears against the upstream edges of the cassettes 7.
  • the cassette can be fitted with a channel 79 opening into the main passage 73 at an opening of the tube d routing to inject an air flow from upstream to downstream in the internal passage of the tube.
  • the cassette is provided with a first longitudinal secondary passage 74a, parallel to the main passage, opening onto the downstream edge 72b of the cassette, and in which the upstream end portion 42a of the flexible blade is mounted, parallel to the long sides of the routing tube.
  • the flexible blade is blocked in longitudinal translation in this first secondary passage by means of a screw 75a, screwed from the lower edge 72d of the cassette and passing through a hole in the upstream end portion of the blade.
  • secondary flexible blades are mounted on the cassette on both sides. 'other of the conveying tube, and come to bear on one side against the conveying tube, and on the other side against the flexible blade.
  • Two secondary flexible blades arranged flat against each other are mounted in the first secondary passage receiving the flexible blade 42: a first secondary blade 76a is disposed flat against the main face of the flexible blade which is opposite to the tube d routing, and a second secondary blade 76b, shorter than the first secondary blade, is disposed flat against the first secondary blade.
  • the secondary blades 76a, 76b of cross section substantially identical to that of the flexible blade, have holes through which the aforementioned screw 75a passes for their blocking in the first secondary passage 74a.
  • One or more pressure screws 78a screwed from the lower edge of the cassette can also be provided to bear against the second secondary blade 76b to complete the blocking of the three blades 42, 76a, 76b in the secondary passage 74a.
  • first secondary blade 77a a first secondary blade 77a
  • second secondary blade 77b a second secondary blade 77b
  • third secondary blade 77c are mounted in a second secondary passage 74b arranged parallel to the main passage, on the side of the conveying tube opposite the flexible blade 42.
  • the blocking of the secondary blades 77a, 77b, 77c in the second secondary passage is achieved by means of a screw 75b screwed from the upper edge and passing into holes 771a, 771b of the secondary blades, as well as possibly by one or more pressure screws 78b bearing against the second secondary blade 77b.
  • the first secondary blade 77a comes flat against the long side of the conveying tube which is opposite to the flexible blade 42, the second secondary blade shorter than the first secondary blade, being disposed flat against the first secondary blade, the third secondary blade shorter than the second secondary blade, being arranged flat against the second secondary blade.
  • the upstream cassette is produced by means of a main plate 70a provided on a main face with grooves, and a plate (not shown) coming to be mounted against said main face. , so that said grooves form with said wafer the main passage 73 and the secondary passages 74a, 74b mentioned above.
  • the main plate is provided with tapped holes for screwing the screws 75a, 75b, 78a, 78b for blocking the blades.
  • the upstream fixing system 8 comprises for each routing tube a downstream support 9, also called downstream cassette.
  • each downstream cassette in the form of a parallelepiped plate, has two opposite main faces, an upstream edge 92a, a downstream edge 92b, an upper edge 92c and a lower edge 92d.
  • the downstream cassette has a longitudinal main passage 93, of longitudinal axis A1, of rectangular cross section, opening on the upstream and downstream edges 92a, 92b, in which a conveying tube is mounted by its downstream end portion 41b.
  • the downstream cassettes are fixedly mounted by their lower edge on a support structure of the fiber placement head, forming one or more rows, the downstream cassettes being arranged flat against each other by their main faces.
  • the downstream end portion 41b of the tube is slidably mounted in the main passage 93.
  • the section of the main passage 93 allows the routing tube to be blocked in rotation in said main passage, the downstream end portion of the tube being able to freely move. move longitudinally in this main passage.
  • the cassette is provided with a first secondary passage 94a and a second secondary passage 94b arranged on either side of the main passage, opening onto the upstream edge 92a of the cassette, and whose axes A2 and A3 are inclined by relative to the axis Al, the secondary passages approaching the main passage in the direction of the upstream edge 92a.
  • the downstream end portion 42b of the flexible blade as well as two secondary flexible blades are mounted in the first secondary passage, movably in rotation and locked in longitudinal translation.
  • the first main passage comprises a first section 941a of rectangular section of axis A2, extending from the upstream edge, and extending by a second section defining a cylindrical housing 942a of axis A2, of diameter greater than the height of the first section, so as to form a shoulder 943a.
  • the housing is defined between a cylindrical wall 945a, a bottom wall 944a and said shoulder 943a.
  • the downstream cassette is produced by means of a main plate 90a provided on a main face with grooves, and a plate (not shown) which is mounted against said main face so that said grooves form with said plate the main passage 93 and the secondary passages 94a, 94b mentioned above.
  • the plate is provided with a through opening 981a (Fig. 6) leading to a recess 982 at each main face of the main plate.
  • Two half-pieces 983a, 984a are positioned in the recesses and assembled to each other by means of screws 986, the half-pieces comprising cylindrical surfaces 985 forming the cylindrical wall 945a of the housing.
  • a first secondary blade 96a is disposed flat against the main face of the flexible blade which is opposite to the tube routing
  • a second secondary blade 96b, shorter than the first secondary blade is disposed flat against the first secondary blade, the secondary blades having a cross section substantially identical to that of the flexible blade.
  • the assembly formed by the flexible blade 42 and the two secondary blades 96a, 96b is equipped at its end with a cylindrical protuberance 991a formed by two cylindrical parts 992a, 993a with a flat surface assembled to one another via a rivet 994a, a first cylindrical part 992a is placed flat via its flat on the flexible blade and the second cylindrical part 993a is placed flat on the second secondary blade, the two cylindrical parts are riveted to each other by means of a rivet 994a passing through a through opening of the cylindrical parts and holes of the flexible blade and of each secondary blade.
  • the cylindrical surfaces of the two cylindrical parts have coincident axes of revolution which correspond substantially to the main longitudinal axis of the first secondary blade placed in the middle of the stack of blades.
  • the cylindrical protuberance positioned in the cylindrical housing ensures the pivoting mounting of the blades in the cassette around a pivot axis which corresponds to the longitudinal axis of the second secondary blade which is substantially coincident with the main axis A2 of the secondary passage, as well as the blocking in longitudinal translation, with a functional clearance, for example of +/- 0.4mm, the bases of the cylindrical flat parts abutting against the shoulder and the bottom wall of the housing.
  • the pivoting of the blades is limited by the rectangular section of the first portion 941a of the passage, for example of approximately +/- 20 °.
  • the pivoting assembly avoids a concentration of stresses at the upstream edge during torsional movements of the flexible blade and secondary blades, and thus limit the risks of premature deterioration of the flexible blade and secondary blades.
  • G inclination of the secondary passage relative to the main passage for example by an angle of the order of 5 °, makes it possible to gradually bring the flexible blade against the conveying tube and thus to avoid an effect of walking at the upstream edge which can lead to a concentration of stresses, especially when the blades bend.
  • the holding tube 44 extends over the major part of the conveying tube, its maintenance in longitudinal position on the conveying tube is achieved by means of two sections 45, 46 of corrugated tube, of greater cross section. Each section is on one side fitted and optionally glued to the end portion of the retaining tube and is on the other side fitted on the secondary blades of a cassette for longitudinally locking the retaining tube and gradually bending the flexible blade and the secondary blades to bring them against the conveying tube.
  • first secondary blade 97a a first secondary blade 97a
  • second secondary blade 97b a second secondary blade 97b
  • third secondary blade 97c are mounted flat against each other in the second secondary passage 94b disposed on the side of the tube d routing opposite to the flexible blade 42.
  • the first secondary blade comes flat against the long side of the conveying tube which is opposite to the flexible blade 42, the second secondary blade shorter than the first secondary blade, being disposed flat against the first blade secondary, the third secondary blade shorter than the second secondary blade, being arranged flat against the second secondary blade.
  • These secondary blades are also pivotally mounted in the second secondary passage 94b, the blades being equipped with a cylindrical protuberance 991b which is positioned in a cylindrical housing of the second secondary passage.
  • the protrusion is formed by two cylindrical parts riveted together on either side of the stack of the three secondary blades.
  • the second passage comprising a first section of rectangular section extending by the cylindrical housing formed by means of two cylindrical flat parts.
  • the positioning of the cylindrical protuberance in the cylindrical housing allows the pivoting mounting of the secondary blades around a pivot axis corresponding to the axis A3, coincident with the longitudinal axis of the second secondary blade placed in the middle of the stack, as well as the longitudinal translation locking of the blades, as described above.
  • the first secondary blades of the upstream and downstream cassettes which come against the conveying tube overlap.
  • the first secondary blade 77a of the upstream cassette 7 which bears against the conveying tube extends to the first secondary blade 97a of the downstream cassette, and its free end part is positioned under the part d free end of the first secondary blade 97a of the downstream cassette.
  • the delivery tubes are threaded from the downstream cassette of the application head, the end part of the first secondary blade of the downstream cassette is then placed between the delivery tube and the end part of the first secondary blade of the upstream cassette.
  • the first secondary blades of the upstream and downstream cassettes which come against the conveying tube are replaced by the same flexible blade which extends from one cassette to the other, said flexible blade being fixed in end to a cassette and being able to slide longitudinally and pivot in a passage of the other cassette.
  • the cassettes do not include secondary stiffening blades.
  • the downstream cassette can then comprise only one secondary passage, the flexible blade being provided with a cylindrical protuberance, for example formed by two cylindrical flat parts assembled on the flexible blade, for example by riveting, the protuberance being placed in a housing corresponding cylindrical secondary passage so that the blade is able to pivot about an axis pivot which is in this case substantially coincident with the longitudinal axis of the blade.

Landscapes

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Abstract

La présente demande concerne une machine d'application de fibres comprenant une tête d'application de fibres, des moyens de stockage de fibres, et des moyens d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application, lesdits moyens d'acheminement comprenant au moins un premier tube flexible (41), chaque premier tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne, et étant muni d'au moins une lame flexible (42) longitudinale présentant un axe principal longitudinal, ledit tube flexible et ladite lame flexible étant assemblés par leur portions d'extrémité (41b, 42b) à des systèmes de fixation (8). La lame flexible (42) est montée par au moins une de ses portions d'extrémité (42b) à un système de fixation (8) de manière pivotante autour d'un axe de pivotement (A2) parallèle à son axe principal longitudinal.

Description

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

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine d'application de fibres comprenant
- une tête (2) d'application de fibres,
- des moyens (3) de stockage de fibres, et
- des moyens (4) d'acheminement des fibres desdits moyens de stockage vers la tête d'application, lesdits moyens d’acheminement comprenant au moins un premier tube flexible (41), chaque premier tube flexible étant apte à recevoir une fibre dans son passage interne (412), et étant muni d’au moins une lame flexible (42) longitudinale présentant un axe principal longitudinal, ledit tube flexible et ladite lame flexible étant assemblés par leur portions d’extrémité (41a, 41b, 42a, 42b) à des systèmes de fixation (6, 8),
caractérisée en ce que la lame flexible (42) est montée par au moins une de ses portions d’extrémité (42a, 42b) à un système de fixation (6, 8) de manière pivotante autour d’un axe de pivotement (A2) parallèle à son axe principal longitudinal.
2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque portion d’extrémité (42a, 42b) de la lame flexible (42) montée pivotante sur un système de fixation (6, 8) est en outre montée sensiblement fixe en translation longitudinale audit système de fixation.
3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque système de fixation (6, 8) comprend un support (7, 9) pour chaque premier tube flexible (41), chaque support présentant un passage principal (73, 93) traversant dans lequel est monté le premier tube flexible par une portion d’extrémité (41a, 41b), et un passage secondaire (74a, 94a) dans lequel est montée la lame flexible (42) par une portion d’extrémité (42a, 42b).
4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit passage secondaire (74a, 94a) présente un tronçon définissant un logement cylindrique (942a), la portion d’extrémité (42b) de la lame flexible étant munie d’une protubérance cylindrique (991a) positionnée dans ledit logement cylindrique.
5. Machine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que Taxe principal (A2) du passage secondaire (94a) est incliné par rapport à
Taxe principal (Al) du passage principal, de manière à obtenir une mise à plat progressive de la lame flexible (42) contre le premier tube flexible (41) en sortie du système de fixation.
6. Machine selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’au moins l’un des systèmes de fixation comprend des moyens de rigidifïcation secondaires (76a, 76b, 76c, 96a, 96b, 77a, 77b, 77c, 97a, 97b ;) comprenant
- au moins une lame flexible secondaire (97a, 97b, 97c) montée sur le système de fixation (6, 8), venant en appui contre le premier tube flexible (41) à l’opposé de la lame flexible, et montée de manière pivotante autour d’un axe de pivotement (A3) parallèle à son axe principal longitudinal ; et/ou
- au moins une lame flexible secondaire (96a, 96b) montée sur le système de fixation, venant en appui contre la lame flexible (42) à l’opposé du premier tube flexible (41 ), et apte à pivoter avec la lame flexible montée de manière pivotante par sa portion d’extrémité audit système de fixation.
7. Procédé de fabrication d’une pièce en matériau composite comprenant l’application de fibres continues sur une surface d’application, caractérisé en ce que l’application de fibres est réalisée au moyen d’une machine d’application de fibres selon l’une des revendications 1 à 6, par déplacement relatif de la tête d’application par rapport à la surface de drapage selon des trajectoires de dépose.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160270A1 (fr) 2011-05-20 2012-11-29 Coriolis Composites Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles
FR3044954A1 (fr) * 2015-12-09 2017-06-16 Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E V

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160270A1 (fr) 2011-05-20 2012-11-29 Coriolis Composites Machine d'application de fibres avec tubes flexibles d'acheminement de fibres munis de lames flexibles
FR3044954A1 (fr) * 2015-12-09 2017-06-16 Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E V

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116018252A (zh) * 2020-09-03 2023-04-25 法孚机械加工系统股份有限公司 自动穿线的纤维放置头

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