Brevet FR2704536A3 — publié le 19941104

FR 2704536 A3 19941104 FR 9403148 A 19940317 "Dispositif de fabrication de bobines symétriques en rotation, renforcées par des fibres". L'invention a pour objet un dispositif de fabrication de bobines symétriques en rotation, renforcées par des fibres, comportant a) une broche d'enroulement, allongée, équipée de tourillons à ses extrémités, b) pour chaque tourillon, un appui constitué par un palier de rotation supporté par un socle, c) un entraînement en rotation de la broche d) au moins un chariot se déplaçant parallèlement à l'axe longitudinal de la broche, constitué d'un ou de plusieurs dispositifs d'alimentation fournissant les fibres simples ou multiples, imprégnées de résine durcissable, qui sont enroulées sur la broche, Un dispositif correspondant servant à bobiner des corps creux à fibres liées, tels que par exemple des rotors de centrifugeuses, est connu par le document DE 30 29 890 C2 Lorsque la broche de bobinage croît en longueur, il apparaît des flexions de la broche. Il en résulte, pendant le bobinage, un foulage du composite fibre-resine et par conséquent une tendance à la délamination des différentes couches du composite Cet effet est particulièrement important avec les broches longues et minces car celles-ci présentent évidemment de fortes flexions. Pour réduire ces flexions, on peut utiliser des dispositifs produisant mécaniquement ou hydrauliquement, la tension axiale de la broche. Les forces axiales nécessaires sont toutefois élevées et imposent, du fait de la réaction s'exerçant du côté de l'entraînement de la broche, une réalisation coûteuse de celui-ci. L'invention a pour but, dans un dispositif de bobinage de ce genre, en utilisant des moyens simples à construire et sans perturber le dépôt des fibres sur la broche pendant le bobinage, de réduire la flexion de cette broche et ainsi de s'opposer à la délamination des couches du composite à base de fibre. Ce but est atteint en ce qu'il est prevu entre les deux paliers d'appui un ou plusieurs paliers magnétiques constituant les paliers intermédiaires de soutien s'opposant à la flexion de la broche d'enroulement. D'autres améliorations sont caractérisées en ce que - d'une part la broche d'enroulement présente, en face des paliers de soutien, une chambre annulaire dans laquelle est logé un anneau magnétique constitué d'un assemblage d'aimants individuels, d'autre part le socle porte, en regard de l'anneau magnétique dont il est séparé par une fente, un contre aimant correspondant sous forme -d'une coque de palier magnétique, constituée également d'un assemblage d'aimants individuels, les pôles des aimants individuels de l'anneau et de la coque situés en regard de la fente étant orientés de la même manière, la longueur de la fente étant réglable par déplacement de la coque - au moins les aimants individuels de l'anneau magnétique sont faits d'un matériau magnétique à haute densité magnétique, tel que du Sm2C017 ou-du NdFeB - la broche d'enroulement au niveau des paliers de soutien comporte deux éléments assemblés sous tension axiale, la partie contenant la chambre annulaire périphérique dans laquelle sont collés les aimants individuels constituent ensemble l'anneau magnétique - les aimants de la coque du palier de soutien sont des électroaimants - en fonction de la force magnétique nécessaire au niveau de palier ainsi que de la largeur donnée à la fente, la coque de palier s'étend sur un angle d'enveloppement allant jusqu'à 1200 Un exemple de réalisation est décrit plus en détail ci-après, à l'aide des dessins annexés, à savoir : - La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de bobinage équipé des paliers magnétiques de soutien selon l'invention. - La figure 2 représente une coupe de la broche d'enroulement, au niveau d'un palier magnétique. - La figure 3 est une vue de coupe, selon la ligne A-A de la figure 2. Selon la figure 1, le dispositif servant à réaliser des bobines symétriques en révolution renforcées par des fibres est constitué d'une broche allongée d'enroulement 1, dont les extrémités en forme de tourillons 2, 3 sont en appui respectivement dans des paliers de rotation 4, 5. Au palier 4 est raccordé un ensemble d'entraînement 6 qui fait tourner la broche autour de son axe longitudinal Les paliers 4, 5 et l'entraînement 6 sont portés par un socle 7. Par ailleurs, le dispositif comprend un chariot 9, coulissant sur un guide 8 parallèlement à 11 axe de la broche 1 et qui constitue un dispositif 10 d'amenée des fibres permettant le bobinage sur la broche à enroulement 1 de fibres simples ou multiples 11 imprégnées de résine durcissable. Comme on peut le voir sur la -figure 1, il est prévu, entre les paliers o et 5 deux paliers magnétiques de soutien 12a et 13a jouant le rôle de paliers intermédiaire s'opposant à la flexion de la broche d'enroulement I. Les coques 12b et 13b de ces paliers sont également portées par le socle 1. Selon les figures 2 et 3, la broche d'enroulement au niveau des paliers magnétiques est constituée de deux éléments la et lb alignés jointivement et reliés, avec tension axiale, par vissage l'une sur l'autre des parties ld, le. L'élément lb porte, en creux, une chambre annulaire périphérique lc à l'intérieur de laquelle des aimants individuels 12c formant ensemble un anneau magnétique 12a sont fixés par une couche adhésive 14. Après collage des aimants 12c et assemblage sous tension des éléments la et lb de la broche, ceux-ci subissent une opération de tournage. En dessous de l'anneau magnétique 12a, le socle porte une coque de palier magnétique 12b, s'étendant sur 1200 et également constituée d'aimants individuels 12a. La coque de palier magnétique 12b et l'élément lb de la broche avec son anneau magnétique 12a sont séparés par une fente 15, dont l'importance peut être réglée par déplacement de la coque 12b. Les aimants individuels 12c sont faits d'un matériau magnétique à haute densité énergétique, tel que du Sm2CO17 ou du NdFeB (connus sous les dénominations commerciales "Vacomax" et "Vacodyn" respectivement) . Les aimants sont disposés de manière que leurs pôles en regard de la fente 15 soient orientés de la même manière. Pour realiser la coquille de palier, on peut utiliser également des électroaimants alimentés indépendamment et à courant d'excitation réglable, comme décrit par exemple dans le document. DE-32 12 834 C2 concernant un rouleau de flexion avec compensation magnétique de la flexion Dans les broches d'enroulement ayant plusieurs mètres de longueur et des diamètres entre 50 et 100 mm par exemple, la flexion peut atteindre plusieurs millimètres. Le nombre des paliers de soutien se détermine, cas par cas, en fonction de la flexion maximale admissible et des forces magnétiques servant à la compensation. L'angle a selon lequel les coques 12b, 13b enveloppent la broche d'enroulement 1 au niveau des paliers de soutien, est déterminé également en fonction de la force magnétique nécessaire au niveau du palier et de la largeur donnée à la fente 15 ; cet angle atteint avantageusement 120 . REVNDIOATIONS 1) Dispositif de fabrication de bobines symétriques en rotation renforcées par des fibres, comportant a) une broche d'enroulement, allongée, équipée de tourillons à ses extrémités, b) pour chaque tourillon, un appui constitué par un palier de rotation supporté par un socle, c) un entraînement en rotation de la broche d) au moins un chariot se déplaçant parallèlement à l'axe longitudinal de la broche, constitué d'un ou de plusieurs dispositifs d'alimentation fournissant les fibres simples ou multiples, imprégnées de résine durcissable, qui sont enroulées sur la broche, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre les deux paliers d'appui (4, 5) un ou plusieurs paliers magnétiques (12a/b ; 13ale) constituant les paliers intermédiaires de soutien s'opposant à la flexion de la broche d'enroulement (1) . 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que d'une part la broche d'enroulement (1) présente, en face des paliers de soutien, une chambre annulaire (lc) dans laquelle est logé un anneau magnétique (12a) constitué d'un assemblage d'aimants individuels (12c), d'autre part le socle porte, en regard de l'anneau magnétique (12a) dont il est séparé par une fente (15), un contre aimant correspondant sous forme d'une coque de palier magnétique (12b), constituée également d'un assemblage d'aimants individuels (12c), les pôles des aimants individuels (12c) de l'anneau (12a) et de la coque (12b) situés en regard de la fente étant orientés de la même manière, la longueur de la fente (15) étant réglable par déplacement de la coque (12b). 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins les aimants individuels (12c) de l'anneau magnétique (12a) sont faits d'un matériau magnétique à haute densité magnétique, tel que du Sm2C017 ou du NdFeB. 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la broche d'enroulement (1) au niveau des paliers de soutien comporte deux éléments assemblés sous tension axiale (la, lb), la partie (lb) contenant la chambre annulaire périphérique (lc) dans laquelle sont collés les aimants individuels (12c) constituent ensemble l'anneau magnétique (12a). 5) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les aimants de la coque du palier de soutien sont des électroaimants. 6) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en fonction de la force magnétique nécessaire au niveau de palier ainsi que de la largeur donnée à la fente (15), la coque de palier s'étend sur un angle d'enveloppement (a) allant jusqu'à 1200.