Brevet FR2827211A1 — publié le 20030117

La présente invention concerne un dispositif pour mouler en continu des articles et produits tubulaires en matériaux composites, et elle concerne en particulier l'action mécanique d'avancement du produit ou article, indépendamment de sa composition, forme ou application. Par moulage en continu , on entend normalement un procédé selon lequel le produit généré et durci avance de façon autonome et sans solutions de continuité avec la même forme et les mêmes caractéristiques que celles préétablies simultanément à l'action continue d'application de différents matériaux qui constituent justement le composite. La présente invention propose une application utile, en particulier dans les produits ou articles tubulaires de petit diamètre, où-selon la technique connue-on utilise normalement des âmes d'acier fixes, qui exigent ensuite d'être enlevées et impliquent inévitablement un rythme de production discontinu. A part la forme cylindrique mentionnée ci-dessus, la présente invention se prête à la production continue de produits ou articles tubulaires ayant une section de forme et épaisseur quelconques (elliptique, symétrique ou non, quadrangulaire, polygonale, etc.) La présente invention exploite les technologies connues d'application des composants qui forment le matériau composite, qui peuvent être à position fixe, ou bien à position mobile ; en particulier, la présente invention concerne la solution mécanique qui permet l'avancement continu du produit tubulaire souhaité. La présente invention est particulièrement consacrée à la production de matériaux composites où l'enroulement de fibres ou matériaux continus est avantageux aux fins de la résistance ultime du produit. En particulier, elle est indiquée pour la production de produits tubulaires ayant une forme cylindrique (tubes) qui trouvent évidemment une large utilisation dans le transport des fluides en général. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront évidents dans la description détaillée suivante, effectuée à simple titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin joint, qui représente le dispositif selon l'invention. Le dispositif selon l'invention est constitué d'un arbre rotatif 1, mis en rotation par exemple par un moteur M, ayant un sens de rotation FI, sur lequel sont disposés radialement des éléments 4. Ces éléments 4 sont les éléments de moulage, en quantité variable et déterminée par la dimension du produit à générer, et en constituent la forme. Les éléments de moulage 4 sont disposés radialement sur l'arbre rotatif 1 et sont réunis et maintenus en position sur ledit arbre 1, ils sont libres de se déplacer dans le sens axial et fixés entre eux au moyen de supports 3 à une came 2. Le profil de la came 2 est tel que, pendant une révolution complète de l'arbre 1, chacun des éléments de moulage 4 subit un ou plusieurs mouvements axiaux d'aller et retour, ou bien un avancement de la came 2 vers l'extérieur et un retour de l'extérieur vers la came 2. Le mouvement axial d'aller qui correspond au sens d'avancement du produit selon la direction F4, implique un nombre d'éléments de moulage 4 supérieur à la phase de retour qui, déterminée par le profil de la came 2, implique, pendant chaque rotation de l'arbre 1, un nombre inférieur d'éléments de moulage 4. Les éléments de moulage 4 sont singulièrement construits avec une légère conicité, afin de favoriser le sens voulu d'avancement d'un ruban flexible 5 qui est enroulé sur les éléments 4 et devient l'âme intérieure sur laquelle il convient d'appliquer les différents matériaux du composite, comme cela sera expliqué par la suite. A chaque rotation de l'arbre 1, le ruban flexible 5 (d'épaisseur ou largeur ou type de matériau quelconques) reçoit, du fait de la différence de frottement et grâce à la conicité des éléments 4, une poussée vers le sens d'aller souhaité qui détermine-une fois chaque rotation de l'arbre 1 effectuée-un enroulement hélicoïdal avec un pas d'avancement prédéterminé, constant et directement lié au profil de la came 2. En mettant la came 2 en rotation similaire (direction F2) au sens de rotation de l'arbre 1, il est possible de diminuer le pas d'avancement du ruban flexible 5, jusqu'à éliminer tout effet d'avancement hélicoïdal du ruban flexible 5 quand la came 2 est mise en rotation avec le même nombre de tours que l'arbre 1. En mettant la came 2 en rotation contraire au sens de rotation de l'arbre 1 (direction F3), il est possible d'augmenter le pas d'avancement du ruban flexible 5, jusqu'à doubler le pas hélicoïdal de celui-ci quand la came 2 tourne au même nombre de tours que l'arbre 1. Ces possibilités de variation en plus ou en moins du pas hélicoïdal du ruban flexible 5 se traduisent par une plus grande facilité de guidage du dispositif pendant la phase d'optimisation des paramètres d'enroulement et de moulage du produit tubulaire. Sur le schéma joint, sont indiquées les bobines de fibre 6 dont les fils s'enroulent sur un ruban flexible 5 pour être ensuite imprégnés de résine s'écoulant d'une cuvette 7. Ainsi, le produit tubulaire est généré et-en poursuivant l'avancement le long de la direction indiquée par la flèche F4-le produit généré durcit avant d'abandonner la série d'éléments de moulage 4 qui le soutiennent et qui poursuivent l'action d'avancement décrite ci-dessus. Le ruban flexible 5 avec le produit désormais durci, abandonne donc les éléments de moulage 4 tandis que l'action de production continue dans la zone d'enroulement, résinage et durcissement. Naturellement, tout en maintenant le principe de l'invention, de grandes modifications pourront être apportées à ce qui est décrit et illustré, sans pour autant sortir du cadre de protection de ladite invention. Le produit tubulaire, objet de la présente invention, peut être réalisé au moyen de n'importe quel type de résine thermoplastique ou thermodurcissable, de matériau de ciment en général, de fibres ou de matériaux continus ou précoupés, extrudés et pré-extrudés en général, poussières ou sables additionnels. L'application peut s'effectuer au moyen d'un enroulement continu ou discontinu, radial ou croisé des fibres ou matériaux continus visés ci-dessus, par coulée simple ou forcée, vaporisation, projection ou immersion. Le produit tubulaire peut être durci au moyen de réchauffeurs, de systèmes de refroidissement, d'accélérations chimiques ou d'autres systèmes connus en soi. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour mouler en continu et avec un pas d'avancement variable des articles et produits tubulaires en matériaux composites, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps rotatif axial (1), plusieurs éléments de moulage (4) et une came (2) sur laquelle tournent lesdits éléments de moulage (4), en coulissant dans le sens axial le long du corps rotatif (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ruban flexible (5) s'enroule sur les éléments de moulage (4) pendant la rotation du corps rotatif (1). 3. Dispositif selon les revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ladite came (2) est rotative indépendamment de la rotation du corps rotatif axial (1). 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de distribution, en mesure de disposer des fibres ou matériaux continus (6) sur le ruban flexible (5) pendant la rotation du corps rotatif (1).