Brevet FR2523938A1 — publié le 19830930

1.- "Dispositif pour préparer des couches de bobinage croisé pour des bobines renforcées de fibres à symétrie de rota- tion". L'invention concerne un dispositif pour prépa- rer des couches de bobinage croisé pour des bobines ren- forcées de fibres et à symétrie de rotation comportant un mandrin de bobinage rotatif et un chariot pouvant se dépla- cer dans un sens et dans l'autre parallèlement à l'axe du mandrin de bobinage, chariot portant un dispositif de dévia- tion des fils et un système pivotant poseur de fils avec un cylindre poseur ou, si la pose des fils se fait alterna- tivement, avec une paire de cylindres poseurs, destiné à poser plusieurs fils, imprégnés d'une résine synthétique, sur le mandrin de bobinage. Les bobines en matériau composite se présen- tant sous la forme de fils, par exemple en fibres de verre, fibres de Kevlar (R), fibres de carbone et un adhésif, par exemple une résine synthétique, sont généralement consti- tuées de couches à bobinage croisé et à bobinage parallèle. Les couches à bobinage parallèle, dans lesquel- les les fils sont déposés principalement dans le sens cir- conférentiel sur le mandrin de bobinage, avec une vitesse d'avancement relativement faible du chariot portant le cy- lindre poseur de fils, donnent des bobines de grande résis- tance mécanique dans le sens périphérique. Les couches à bobinage croisé, dans lesquelles les fils sont déposés sur le mandrin de bobinage en spirales à forte pente, avec une vitesse d'avancement relativement grande du chariot portant le cylindre poseur de fils, don- nent à la bobine une grande résistance mécanique dans le sens axial, et donc, aussi, une résistance à la flexion, Le bobinage croisé en spirale est habituellement mis en place selon des angles de pose compris entre environ A' = 450 et d%= 900, la mesure étant effectuée par rapport à la direc- tion circonférentielle du mandrin Comme l'enroulement en spirale doit être mis en place dans les deux directions, l'on a aussi bien l'angle de bobinage + o que l'angle de bobinage d Dans les procédés continus de bobinage croisé, le mandrin de bobinage tourne à une vitesse quasi constante, tandis que le chariot portant le cylindre poseur de fil se déplace dans un sens et dans l'autre le long du mandrin de bobinage Il en résulte, dans un sens, une pose spiralée d'angle de bobinage +co, et, dans l'autre sens, un angle de bobinage e Aux extrémités du mandrin de bobinage, le fil ou, quand on pose plusieurs fils, les fils, contournent simultanément les chapeaux en bout des mandrins, et, dans ce cas, le cylindre poseur de fil doit pivoter de l'angle 2 c;; ou bien encoret dans le cas d'une pose alternée avec deux cylindres de pose, ils doivent tourner de l'angle 2 ( 900 Cq). On conna t un système de pose de fils avec une paire de cylindres de pose pivotants, pour un fil unique. Selon la figure 5 de cette demande de brevet, le fil est amené, d'une manière sensiblement perpendiculaire à l'axe du mandrin de bobinage, à un cylindre de déviation, lequel est fixé sur la périphérie extérieure d'un cadre relié au chariot le cadre possède un alésage dans lequel est logé d'une manière pivotante un arbre creux dirigé vers le man- drin de bobinage La paire de cylindres de pose est disposée 3.- à l'extrémité du cylindre creux Le fil provenant du cylin- dre de déviation passe dans le cylindre creux et est posé sur le mandrin de bobinage alternativement par '1 m:t. l'autre des deux cylindres. Que la pose du fil se fasse à l'aide d'un cy- lindre de pose unique ou d'un cylindre de pose double, le pivotement du ou des cylindres à l'extrélité du mandrin, de même que le positionnement correct du ou des cylindres lors de la pose du fil, sont provoqués par la tension oa fil Cependant,-une telle disposition n'est fondamentale- ment stable que s'il existe, sur le système pivotant, des dispositifs faisant en sorte que les fils s'envident sur le cylindre poseur toujours sur la même position Ce n'est qu'à cette condition que les fils courants créent, par leur traction, un positionnement toujours correct du cylindre. Dans le cas le plus simple, un tel dispositif de stabilisa- tion se présente sous la forme d'une gorge ou d'une gorge pour chaque fil pratiquée dans le cylindre de pose Ces gor- ges assurent que les fils s'envident correctement sur le cylindre poseur - Lors de la pose de plusieurs fils, il se crie obligatoirement, entre les gorges du cylindre de pose, des espaces qui ont pour conséquence que les fils ne peuvent pas s'étaler suffisamment sur le cylindre de pose Il en résulte une limitation de l'étalement maximum possible Fur le mandrin de bobinage, de sorte que l'on n'obtient pas sur le mandrin de bobinage une surface suffisamment plane, mais bien plutôt une surface ondulée. L'invention a pour but de réaliser un disposi- tif du type décrit ci-dessus, de telle sorte que ce diepo- sitif permette de guider plusieurs fils, d'une manibre pré- cise, c'est-à-dire à une certaine distance prédéterminée les uns des autres, ces fils pouvant être posés sur le man- drin de bobinage avec une surface aussi plane que possible. L'invention concerne à cet effet, un dispositif 4,- caractérisé en ce que le cylindre poseur ou les cylindres poseurs possèdent une surface latérale sans gorges pour les fils à poser, un élément de guidage étant prévu sur le système pivotant de pose des fils qui fournit les fils à la distance réciproque voulue, à la surface latérale, sans gorge, du ou des cylindres poseurs. On trouvera dans la description ci-après, d'au- tres améliorations de l'invention. Grâce aux dispositions prises, les fils sont étalés de telle sorte qu'ils forment une bande quasi plane, de largeur déterminée avant même d'atteindre le mandrin de bobinage. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, qui repré- sentent des exemples de réalisation de l'inventions des- sins dans lesquels: la figure 1 présente un système poseur de fils, pivotant, avec un cylindre de guidage, un cylindre intermédiaire et un cylindre poseur, la figure 2 est une variante du système se- lon la figure 1, avec un cylindre de guidage, un cylindre poseur et un cylindre de pression, la figure 3 présente un système de pose à double cylindre, avec un guide-fil monté en amont, la figure 4 présente les profils d'un cylin- dre de guidage, d'un cylindre presseur et d'un cylindre poseur. Suivant la figure 1, le dispositif de déviation des fils, monté sur un chariot, non représenté, se compose d'un bras support 1 en forme de fourche, dont une membrane la supporte un cylindre 2, garni de gorges, et destiné à collecter et dévier les fils L'autre membrane lb possède un alésage destiné à recevoir un roulement à billes 4, dont la bague de roulement intérieur est reliée à une douille 5. Un support 6 raccordé à la douille 5 porte trois cylindres 5.- 3, 8 et 9, le cylindre 8 étant garni de gorges, tandis que les cylindres 3 et 9 possèdent une surface latérale sans gorges, dont la largeur correspond à la "largeur de bande' des fils à poser. Les différents fils P 1 à P 5 arrivent des bobi- nes d'alimentation, non représentées, chacun à uneêprge du cylindre 2; ils sont déviés par cette dernière et, le long de l'axe de pivotement A, sont amenés, en passant dans la douille 5, au cylindre 8, dont la périphérie est tangente à l'axe de pivotement A Les fils passent sur le cylindre 9, forment une boucle d'environ 1800, avant de dé- crire une autre boucle en passant sur le cylindre poseur 3 sans gorges A ce moment, ils sont étalés de telle sorte qu'ils prennent la forme d'une bande plate de fils P avant d'être posés sur le mandrin de bobinage 7 tournant dans le sens de la flèche B Le cylindre intermédiaire 9 a pour effet que les fils soient déviés plus souvent, et donc forment un meilleur étalement. Sur la figure 2, le support 26, formant un an- gle par rapport à l'axe de pivotement A, porte un cylindre de guidage 8 garni de gorges et un cylindre poseur 3 sans gorges, lequel coopère avec un cylindre presseur 10 Le cylindre presseur 10 est monté sur un levier articulé 27, lequel est tiré par un ressort 28 contre le support 26. Comme on le voit sur la figure, le cylindre presseur 10 est maintenu avec un diamètre avantageusement plus petit que le cylindre 3, de façon à obtenir une force de pres- sion élevée Il en résulte que l'étalement des fils est encore meilleur que dans l'exemple présenté sur la figure 1. La figure 3 présente un exemple de réalisation de l'invention, comportant une paire de cylindres poseurs 3 a, 3 b, montés aux extrémités d'un support 36 en forme de four- che Les fils Pl à P 5 sont déviés par les différents cylin - dres 2 a à 2 e et passent dans la douille 5 L'élément de sta- bilisation et de guidage est ici une grille à barreaux Il du type peigne placée entre les bras de la fourche du support 36 Sur la figure 3 a, qui représente une coupe le long de la ligne III-III de la figure 3, on voit les différenta barreaux lia qui guident les fils P et les maintiennent à une certaine distance les uns des autres, dans la position correcte. La figure 4 présente les profils des cylindres 89 10 et 3 Le cylindre 8 possède un nombre de gorges 8 a, b, c, d, e correspondant au nombre des fils Pl à P de sorte que les fils, guidés (pour la stabilisation) sont amenés au système pivotant Le cylindre poseur 3 possède un profil 3 c dont la largeur correspond à la largeur voulue pour la bande de fil P tandis que le rouleau presseur 10 possède une surface parfaitement plane De cette manière, on peut étaler les fils, c'est-à-dire aplatir leur section, au point qu'il ne s'avère pas nécessaire, dans la plupart des cas, d'effectuer un étalement supplémentaire sur le mandrin de bobinage. 7.- R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour réaliser des couches de bobinage croisé, pour des bobines renforcées de fibres à symétrie de rotation, comportant un mandrin de bobinage rotatif et un chariot pouvant se déplacer dans un sens et dans l'autre parallèlement à l'axe du mandrin de bobi- nage, chariot portant un dispositif de déviation des fils et un système pivotant poseur de fils avec un cylindre poseur ou, si la pose des fils se fait alternativement avec une paire de cylindres poseurs, destiné à poser plu- sieurs fils, imprégnés d'une résine synthétique, sur le mandrin de bobinage, dispositif caractérisé en ce que le cylindre poseur ( 3) ou les cylindres poseurs ( 3 a, 3 b) pos- sèdent une surface latérale ( 3 c) sans gorges pour les fils à poser (F 1 2)w un élément de guidage ( 8 ou 11) étant prévu sur le système pivotant de pose des fils ( 5, 6) qui fournit les fils, à la distance réciproque voulue, à la surface latérale, sans gorge, du ou des cylindres poseurs. 2 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, pour maintenir la distance entre les fils, l'élément de guidage se compose d'un cylindre ( 8) possédant, pour chaque fil, une gorge ( 8 ap b, c, dp e). 3. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'élément de guidage se compose, pour maintenir l'écartement entre les fils, d'un peigne ( 11) que traversent les fils. 4. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il possède un cylindre supplémentaire sans gorges ( 10) , qui exerce une pression sous l'effet d'un ressort sur le ou les rouleaux poseurs ( 3 ou 3 a, 3 b). 5. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le ou les cylindres poseurs possèdent un profil correspondant au profil de pose sur le mandrin de bobinage ( 5) souhaité.