Brevet FR2666539A1 — publié le 19920313

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un corps creux en matière renforcée par fibres, se composant de fibres enroulées, orientées dans plusieurs directions et incorporées dans une nappe de matière plastique durcissable ou fixable par fusion, avec au moins une attache, des languettes, des brides ou analogues appelées dans la suite "attaches" - intégrées sans interruption dans la matière renforcée par fibres et faisant saillie du corps creux en matière renforcée par fibres, procédé dans lequel sur un corps d'enroulement est formée une gaine enroulée, imprégnée de matière plastique et fermée dans la direction péri- phérique, l'attache est dégagée par des découpures et est mise en saillie et l'ébauche du corps creux en matière renforcée par fibres, terminée de formage, est durcie, comme cela est connu d'après le brevet allemand DE-36 30 594. Dans le procédé du type défini ci-dessus, des fibres imprégnées d'une matière plastique durcissa- ble sont enroulées de façon croisée autour d'un corps enrouleur allongé servant au formage Pour la création d'attaches, de languettes, de brides ou analogues fai- sant saillie ultérieurement du corps creux en matière renforcée par fibres et appelées dans la suite des "attaches" -, après l'enroulement des fibres sur le corps creux dans la zone de l'attache à former, cette attache est dégagée par des découpures et elle est mise en forme Pour terminer, la partie précitée est durcie. Ce procédé est cependant très long et est par conséquent coûteux du fait qu'on opère l'enroulement seulement avec une fibre individuelle En outre, lors de la mise en saillie des attaches et du fait des rayons qui sont maintenant différents pour les couches de fibres enroulées initialement avec la fibre, il se produit dans leurs parties incurvées des déformations ou des plis des différentes couches de fibres, qui empêchent ou évitent un contact intime des différentes couches. L'invention a en conséquence pour but de perfectionner le procédé défini ci-dessus de telle sorte qu'il soit possible de fabriquer un corps creux en matière renforcée par fibres, comportant des attaches et exempt de plis dans la zone de base des attaches. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion par le fait que le procédé comporte la combinaison des caractéristiques suivantes: a) pour l'enroulement de la gaine enroulée, plusieurs couches d'au moins une bande préimprégnée, comportant des groupes de fibres orientées parallèlement, se croisant et liés par la bande, sont enroulées l'une sur l'autre; b) le noyau de formage contient, pour la ou pour chaque attache, respectivement un support (support d'attache) faisant déjà saillie pendant l'opération d'enroulement en correspondance avec la forme d'attache en saillie, en vue du formage et du maintien de cette attache; c) immédiatement après l'application de la bande préimprégnée sur le noyau de formage ou bien sur le corps enroule se formant et séparément pour chaque couche de bande, respectivement une découpure correspondant à la position et au contour de l'attache associée est formée dans la bande préimprégnée; d) à chaque révolution du noyau de formage et pour chaque attache, la découpure de dégagement d'attache correspondante est formée séparément et est appliquée de façon exempte de plis sur le support associé ( support d'attache) ou bien sur les couches de matière préim- prégnée déjà mises en place en cet endroit. Du fait du découpage, correspondant à la forme et à la position des attaches, de la bande pré- imprégnée, c'est-à-dire d'une nappe fibreuse préimpré- gnée et/ou pourvue de fibres fixables par fusion, immé- diatement avant l'arrivée sur le corps enroulé, chaque découpure de dégagement d'attache formée dans chaque couche de l'enroulement peut être mise en place et appli- quée de façon exempte de plis, déjà pendant l'opération d'enroulement, sur son support correspondant support d'attache disposé sur le corps enroulé ou bien sur la découpure de dégagement d'attache pré- cédente de façon à créer une structure stratifiée. Du fait que ces étapes opératoires sont effectuées pendant un cycle de travail et avec des bandes préimpré- gnées, le temps de fabrication est encore réduit d'une manière avantageuse par rapport à la technique d'enrou- lement de fils. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en relation avec le dessin annexé qui représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Dans ce dispositif est disposée une bobine 1 formée d'une nappe fibreuse 2, qui constitue, après imprégnation avec une matière plastique durcissable, la bande préimprégnée 16, qui est destinée à la fabri- cation d'un corps creux en matière renforcée par fibres, dans ce cas une poutre porteuse pour la suspension d'un moteur ou d'une transmission dans un véhicule automobile La nappe fibreuse 2, qui est constituée. de plusieurs fibres préfabriquées et orientées dans des directions multiples et qui a été enroulée sous la forme de la bobine d'alimentation 1, est tirée dans la direction du produit à fabriquer Par l'intermédiaire du premier rouleau de renvoi 3, la nappe fibreuse 2 est amenée dans l'installation d'imprégnation, consti- tuée dans ce cas par un bac 5 qui contient une masse de matière plastique durcissable 14 et un rouleau d'imprégnation 11 maintenu dans celle-ci et qui dévie à nouveau la bande vers le haut en direction du second rouleau de renvoi 3 ' Le second rouleau de renvoi 3 ' assure le transfert de la bande préimprégnée de matière plastique 16 jusqu'à l'unité de découpage 4 Cette unité de découpage 4 est espacée d'une distance connue A de la ligne d'application 15 ( représentée ici par une ligne en trait mixte), le long de laquelle la bande préimprégnée 16 est appliquée contre le corps enroulé 6 du produit à fabriquer Au moyen de l'unité de découpage 4, la bande préimprégnée 16 est découpée en relation avec la position et le contour correspondants de l'attache associée 9 Le profil antérieur des côtés 12, 12 ' de la bande imprégnée a été représenté en poin- tillés Après l'unité de découpage 4, la bande 16 arrive sur le noyau de formage 10, qui comporte pour chaque attache 9 respectivement un support support d'attache 7 servant au formage et au maintien de l'attache 9, ce support correspondant à la forme d'attache à prévoir et faisant déjà saillie pendant l'enroulement. Lors de la fabrication du corps creux en matière renfor- cée par fibres, le noyau de formage 10 tourne autour de son axe de rotation 13, le corps enroulé 6 étant alors déroulé par l'intermédiaire du noyau de formage à partir des bandes imprégnées découpées 16 Lors de ce déroulement, chaque découpure de dégagement d'at- tache qui a été auparavant découpée par l'unité de découpage 4 est disposée de façon particulière et est appliquée, au moyen de l'unité d'application 8, contre le support d'attache 7 associé ou bien contre les décou- pures de dégagement de l'attache 9 qui ont déjà été formées De cette manière, chacune des bandes préimpré- gnées est reliée complètement aux bandes préimprégnées enroulées situées avant et après, notamment également dans la zone de base des attaches Dans quelques cas, il est possible, pour réduire les encrassements ou bien pour se passer du bac 5, d'utiliser à la place de l'imprégnation avec une matière plastique durcissable 5 des nappes fibreuses qui ont été préimprégnées de matière plastique ou bien qui sont pourvues de fibres de matière plastique pouvant être fixées par fusion et qui sont consolidées, avec apport de chaleur, par application contre le corps enroulé 6 On obtient ainsi de très10 bonnes propriétés pour des sollicitations différentes du produit Il s'est avéré particulièrement avantageux de pouvoir adapter ainsi la construction des différents produits à chaque cas idéal en ce qui concerne la géométrie, sans avoir à tenir compte d'autres com-15 plications rencontrées jusqu'à maintenant En outre il est possible d'automatiser dans une large mesure une installation opérant conformément à ce procédé, en agençant par exemple l'unité de découpage 4 sous la forme d'une unité à rayon laser, jet d'eau ou analogue, commandée par un robot industriel Naturellement, lors de la commande de l'unité de découpage 4, il faut veil- ler à ce que l'épaisseur de paroi du corps enroulé 6, et par conséquent également sa circonférence, augmen- tent à chaque révolution Lorsque l'épaisseur de paroi finale ou bien l'épaisseur de paroi envisagée pour le corps creux en matière renforcée par fibres est atteinte, la bande préimprégnée 16 est découpée perpen- diculairement à sa direction de transport, le corps creux enroulé est durci et ensuite le noyau de formage 10 est enlevé. Comme matières de base pour la nappe fibreuse 2 ou les bandes préimprégnées 16, on peut utiliser à cet égard des fibres de verre, de carbone et/ou d'ara- mite, tandis que le noyau de formage 10 est avantageuse- ment fabriqué à partir de matières plastiques chargées ou non chargées et également de métaux. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un corps creux en matière renforcée par fibres, se composant de fibres enroulées, orientées dans plusieurs directions et incor- porées dans une nappe de matière plastique durcissable ou fixable par fusion, avec au moins une attache, des languettes, des brides ou analogues appelées dans la suite " attaches " intégrées sans interruption dans la matière renforcée par fibres et faisant saillie du corps creux en matière renforcée par fibres, procédé dans lequel sur un corps d'enroulement est formée une gaine enroulée, imprégnée de matière plastique et fermée dans la direction périphérique, l'attache est dégagée par des découpures et est mise en saillie et l'ébauche du corps creux en matière renforcée par fibres, terminée de f ormage, est durcie, caractérisé par la combinaison des particularités suivantes: a) pour l'enroulement de la gaine enroulée, plusieurs couches d'au moins une bande préimprégnée ( 16), compor- tant des groupes de fibres orientées parallèlement, se croisant et liés par la bande, sont enroulées l'une sur l'autre; b) le noyau de formage ( 10) contient, pour la ou pour chaque attache ( 9), respectivement un support ( support d'attache 7) faisant déjà saillie pendant l'opération d'enroulement en correspondance à la forme d'attache en saillie, en vue du formage et du maintien de cette attache ( 9); c) immédiatement après l'application de la -bande - préimprégnée ( 16) sur le noyau de formage ( 10) ou bien sur le corps enroulé ( 6) se formant:- et séparément pour chaque couche de bande, respective- ment une découpure correspondant à la position et au contour de l'attache associée ( 9) est formée dans la bande préimprégnée ( 16); d) à chaque révolution du noyau de formage ( 10) et pour chaque attache ( 9), la découpure de dégagement d'attache correspondante est formée séparément et est5 appliquée de façon exempte de plis sur le support asso- cié (support d'attache 7) ou bien sur les couches de matière préimprégnée déjà misesen place en cet endroit.