Brevet FR2534232A1 — publié le 19840413

l.- " Dispositif pour réaliser dles couches de bobinage croisées pour des bobines, présentant une symétrie de révolution, et renforcées par des fibres," L'invention concerne un dispositif pour réa- liser des couches de bobinage croisées pour des bobines, présentant une symétrie de révolution, et renforcées par des fibres, avec un mandrin de bobinage rotatif et un cha- riot susceptible d'être déplacé d'un mouvement d'aller et retour parallèlement à l'axe de ce mandrin de bobinage, avec des galets d'alimentation en fibres montés à poste fixe et avec des galets pour déposer des fibres, suscepti- bles de pivoter autour de l'axe d'un dispositif pivotant communs au moins les galets pour déposer les fibres compor- tant des gorges pour le guidage et le dép 8 t simultané sur le mandrin de bobinage d'écheveaux de fibres imprégnées d'une résine synthétique et s'étendant parallèlement les unes aux autres. Des bobines en matériau composite constitué de fibres, par exemple de fibres de verre, de fibres de Kevlar, de fibres de carbone et d'une colle faite par exem- ple de résine synthétique, sont constituées en règle géné- rale, de couches de bobinage périphériques et de couches de bobinage croisées. Les couches de bobinage périphériques dans lesquelles les fibres sont déposées essentiellement selon la direction périphérique sur le mandrin de bobinage avec 2.- un déplacement relativement réduit du chariot, confèrent à la bobine une résistance élevée dans la direction péri- phérique. Les couches de bobinage croisées, pour les- quelles les couches-sont déposées sur le mandrin de bobi- nage selon des hélices à pente raide, avec un déplacement relativement important du chariot, confèrement à la bobine une résistance élevée en direction axiale et donc, en même temps, une résistance à la flexion Le bobinage croisé en forme d'hélice est habituellement déposé selon des angles de dépÈt d'environ Ox = 450 jusqu'à ci = 00, angles mesu- rés par rapport à la direction de l'axe du mandrin Comme ce bobinage en forme d'hélice doit être déposé selon deux directions, l'angle de bobinage + O Un système de dépÈt de fil du type de cons- truction initialement mentionné, avec une paire de galets de dép 8 t pivotants pour un fil unique, est représenté et décrit dans la demande de brevet P 30 29 890 9 Selon la figure 5 de cette demande de brevet, le fil'est-amené à peu près perpendiculairement à l'axe du mandrin de bobinage d'un galet de renvoi qui est fixé à la périphérie externe d'un cadre solidaire du chariot Ce cadre comporte un alé- sage dans lequel est monté pivotant, un arbre creux dirigé vers le mandrin de bobinage A l'extrémité de l'arbre creux, est rapportée la paire de galets de dépÈt Le fil en pro- venance du galet de renvoi passe à travers l'arbre creux et est alternativement déposé sur le mandrin de bobinage respectivement par l'un des deux galets. Pour écourter le temps de fabrication pour la réalisation de couches de bobinage croisées, il existe en principe la possibilité de déposer simultanément sur le mandrin de bobinage plusieurs écheveaux de fibres Il se présente toutefois dans ce cas, le problème que des vides non souhaitables apparaissent sur le mandrin de bobinage 3.- entre les différents écheveaux de fibres, du fait des ner- vires intermédiaires entre les gorges des galets de dépôt. L'invention a pour but de créer un dispositif du type initialement mentionné, tel que grâce à ce disposi- tif, plusieurs écheveaux de fibres peuvent être déposés sur le mandrin de bobinage simultanément et sans vide à l'instar d'une bande pleine, de façon à réduire ainsi le temps de fabrication pour la réalisation des couches de bo- binage croisées sans altérer la qualité en comparaison par rapport au dép 8 t d'un écheveau de fibre unique. Pour atteindre ce but, l'invention est carac- térisée en ce que: a) le dispositif pivotant dont l'axe de pivo- tement est perpendiculaire à l'axe du mandrin de bobinage, est équipé de quatre galets pour déposer des fibres, galets dont les axes parallèles les une aux autres forment, vus en section transversale, un trapèze isocèle, les deux ga- lets externes et les deux galets internes ayant les m 8 mes distances à l'axe du dispositif pivotant ou à l'axe du mandrin de bobinage, b) les deux galets sur l'un des c 8 tés de l'axe de pivotement et les deux galets sur l'autre côté de cet axe de pivotement, constituent respectivement une paire, dont les gorges sont alignées les unes sur les au- tres, les gorges de l'une des paires étant décalées par rapport aux gorges de l'autre paire, de la moitié de l'in- tervalle entre le centre des gorges et la largeur des ner- vures entre les gorges correspondant à peu près à la lar- geur des gorges, c) à chacune des deux paires des galets pour déposer les fibres, est associé au moins un galet d'alimen- tation en fibres, dont les axes sont perpendiculaires à l'axe du mandrin de bobinage, et ces galets amènent chacun, symétriquement par rapport à l'axe du dispositif pivotant, une série d'écheveaux de fibres à chacune des deux paires 4.- ou bien de galets pour déposer les fibres. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les deux galets internes sont réglables par rapport aux deux galets externes de façon que les séries d'écheveaux de fibres se déposant respectivement à partir d'un galet externe de l'une des paires et à partir du galet interne de l'autre paire, se trouvent approximativement dans le m 8 me plan délimitant l'angle de bobinage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les galets de chacune des deux paires, vus de dessus, se recouvrent dans une certaine mesure. Grâce à l'invention on obtient que les séries d'écheveaux de fibres déposées par le galet de l'une des paires de galets de dépôt, remplissent exactement les vi- des des séries d'écheveaux de fibres déposées par les ga- lets de l'autre paire de galets de dépôt, tous les écheveaux de fibres étant alors en pratique déposés simultanément au m 8 me emplacement du mandrin de bobinage et sous le m 8 me angle de bobinage. Un exemple de réalisation de l'invention va être exposé plus en détail en se référant aux dessiné dans lesquels: la figure 1 montre schématiquement en coupe transversale, un système de dépôt avec quatre galets de dé- p 8 t et trois galets d'alimentations la figure 2 est une vue de dessus des ga- lets de dép 8 t, vus selon la direction de la flèche "A" de la figure 1, La figure 1 montre un mandrin rotatif de bobinage 1, au-dessus duquel un chariot, non représenté, est susceptible de se déplacer d'un mouvement d'aller et retour, le long de l'axe 2 de ce mandrin de bobinage. Ce chariot porte un système de dépôt qui est essentielle- ment constitué d'un bras de support 3 avec des galets d'ali- mentation de fibres 4, 5, 6 montés sur ce bras, ainsi que 5.- d'un dispositif pivotant 7 S sur l'extrémité inférieure du- quel sont montés quatre galets de dépÈt 8, 9, 10 11, Le dispositif pivotant 7 est monté par l'intermédiaire d'un roulement à billes 12 dans un alésage du bras de support 3 de sorte que l'axe de pivotement 13 est perpendiculaire à l'axe 2 du mandrin de bobinage Comme on peut le voir en outre sur la figure 1, les axes 14, 15, 16, 17 des galets de dépôt sont montés parallèlement les uns aux autres sur le dispositif pivotant 7 de façon que, vus en section trans- versale, ils constituent les points d'angles d'un trapèze isocèle De cette façon, les deux galets externes 8 11 i et les deux galets internes 92 10, sont respectivement aux mêmes distances des axes 13 ou respectivement 2. Comme on peut le voir sur la figure 2, les deux galets 8, 9 du cÈté gauche de l'axe de pivotement 13 et les deux galets 10, 11 du c 8 té droits, de l'axe de pivo- tement 13, constituent respectivement une paire dont les gorges 18 a, 18 b sont alignées les unes sur les autres. Toutefois, les gorges 18 a de la paire de galets 8, 9 sont décalées par rapport aux gorges 18 b de la paire de galets , 11, de la moitié n/2 de la distance entre les milieux des gorges De ce fait, les écheveaux de fibres 20 b dépo- sés par la paire de galets 109 11, s'adaptent exactement dans les vides des écheveaux de fibres 20 a déposés par la paire de galets 8, 9, Dans l'exemple représenté, les nervu- res intermédiaires 21 a, 21 b entre les gorges 18 a, 18 bg ont à peu près la même largeur que les gorges En pratique toutefois, on donnera à la section transversale des gorges adaptées aux différents écheveaux de fibres 20 at 20 b, une largeur un peu plus grande qu'aux nervures, car les éche- veaux de fibres, selon la tension exercée par le mandrin de bobinage, peuvent quelque peu se contracter après avoir quitté les galets de dép 8 te A chacune des deux paires de galets de dépdt de fibres 8, 99 et 10, 11, est associé un galet d'alimenta- tion de fibres 5 et 6, dont les axes 22 et 23, sont perpen- diculaires à l'axe 2 du mandrin de bobinage O Pour obtenir une symétrie précise par rapport à l'axe de pivotement 13 des deux écheveaux de fibres 20 a et 20 b, amenés aux galets 8, 9, 10, 11, le galet de renvoi 4 est monté en amont du galet 5. Dans la position représentée sur la figure 1, le chariot avec le bras de support 3 se déplace de la gau- che vers la droite en direction de la flèche B Simultané- ment, le mandrin de bobinage 1 tourne autour de son axe 2 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre selon la flèche C De ce fait, la série d'écheveaux de fibres 20 a en provenance du galet 5, se dépose par l'intermédiaire du galet interne 9 à partir du galet externe 8 sur le man- drin de bobinage 2 selon l'angle de bobinage Oc Pour ob- tenir que la série d'écheveaux de fibres 20 b en provenance du galet 6 et déposée par le galet interne 10, soit dépo- sée sur le mandiin de bobinage 2 au même emplacement et sous le m 9 me angle cl que la série d'écheveaux de fibres 20 a, les galets internes 9, 10 sont montés dans le support 7 de façon à pouvoir être réglés en direction de l'axe de pivotement 13 par rapport aux galets externes 8, 11, si bien que par exemple, les galets 8 et 10 peuvent être ré- glés de façon telle que les séries d'écheveaux de fibres 20 a et 20 b, après avoir quitté les galets 8 et 10, se trou- vent dans le m 8 me plan. Après avoir atteint le point final droit, le chariot inverse sa marche et se déplace de la droite vers la gauche, selon la flèche en tirets D Lors de l'in- version de marche du chariot, la série d'écheveaux de fi- bres 20 b est prise en charge par le galet externe 11, tan- dis que la série d'écheveaux de fibres 20 a est déposée directement à partir du galet interne 9 Il en résulte l'angle de bobinage t" correspondant à la ligne en tirets. Pour obtenir une prise en charge correcte des séries 7.- d'écheveaux de fibres 20 a'et 20 b des galets internes sur les galets externes, lors de l'inversion à droite ou à gauche du chariot; les galets de chacune des deux paires de galets 8 9 et 10 11 l sont disposés de façon que, vus de dessus (flèche A), les galets internes 9 recouvrent quelque peu les galets externes 8 et que les galets inter- nes 10 recouvrent quelque peu les galets externes 11 o Dans l'exemple représenté, tous les galets ont le même diamètre. le principe de l'invention peut également 9 bien entendue être appliqué pour des diamètres de galets différents 9 ou bien lorsqu'un ou plusieurs galets sont remplacés par d'au- tres moyens de guidage assurant les mêmes fonctionse 8.- R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour réaliser des couches de bobinage croisées, présentant une symétrie de révolution, et renforcëëspar des fibres, avec un mandrin de bobinage rotatif et un chariot susceptible d'être déplacé d'un mou- vement d'aller et retour parallèlement à l'axe de ce man- drin de bobinage, avec des galets d'alimentation en fibres montés à poste fixe et avec des galets pour déposer des fibres, susceptibles de pivoter autour de l'axe d'un dis- positif pivotant commun, au moins les galets pour déposer les fibres comportant des gorges pour le guidage et le dépôt simultané sur le mandrin de bobinage d'écheveaux de fibres imprégnées d'une résine synthétique et s'éten- dant parallèlement les unes aux autres, dispositif carac- térisé en ce que: - a) le dispositif pivotant ( 7), dont l'axe de pivotement ( 13) est perpendiculaire à l'axe ( 2) du mandrin de bobinage ( 1), est équipé de quatre galets ( 8 9, 10, 11) pour déposer des fibres, galets dont les axes ( 14, 15, 16, 17) parallèles les uns aux autres forment, vus en section transversale, un trapèze isocèle, les deux galets externes ( 8, 11) et les deux galets internes ( 9, 10) ayant les mê- mes distances à l'axe ( 13) du dispositif pivotant ( 7) ou à l'axe ( 2) du mandrin de bobinage ( 1). b) Les deux galets ( 8, 9) sur l'un des c 8 tés de l'axe de pivotement ( 13) et les deux galets ( 10, il) sur l'autre c 8 té de cet axe de pivotement, constituent res- pectivement une paire, dont les gorges ( 18 a ou bien 18 b) sont alignées les unes sur les autres, les gorges ( 18 a) de l'une ( 8, 9) des paires étant décalées par rapport aux gorges ( 18 b) de l'autre paire ( 10, 11) de la moitié de -in- tervalle entre le centre des gorges# et la largeur des ner- vures entre les gorges correspondant à peu près à la lar- geur des gorges. c) à chacune des deux paires ( 8, 9 et 10, 11) 9,- des galets pour déposer les fibres, est associé au moins un galet d'alimentation en fibres ( 5 et 6), dont les axes ( 22, 23) sont perpendiculaires à l'axe ( 2) du mandrin de bobinage ( 1), et ces galets amènent chacun, symétriquement par rapport à l'axe ( 13) du dispositif pivotant ( 7)5, une série d'écheveaux ( 20 a et 20 b) de fibres à chacune des deux paires ( 8 9) ou bien ( 10, 11) de galets pour déposer les fibres. 2. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les deux galets internes ( 9, 10) sont réglables par rapport aux deux galets externes ( 8, 11) de façon que les séries d'écheveaux de fibres ( 20 a, 20 b) se déposant respectivement à partir d'un galet externe ( 8) de l'une des paires ( 8, 9) et à partir du galet interne ( 10) de l'autre paire ( 10, 11) se trouvent approximative- ment dans le même plan délimitant l'angle de bobinage (c) 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les galets ( 8, 9 ou bien 10, 11) de chacune des deux paires, vus de dessus, se recouvrent dans une certaine mesure.