Brevet FR2894510A1 — publié le 20070615

Double tête de nappage de fibres à système de compactage unique L'invention concerne une machine de nappage ou de drapage d'une nappe de fibres sur un moule. Il est connu, par exemple par le document US 4842684, de déposer automatiquement sur un moule ou outillage de dépose, grâce à un robot muni d'une tête de drapage, un ruban ou une nappe de fibres pour la fabrication de pièces diverses telles que des ailes d'avion, à partir d'un ruban composite constitué d'éléments de fibres (carbone, verre, Kevlar , etc.) encollées, par imprégnation d'une résine thermodurcissable ou thermo-plastique, et supportées sur un ruban de support en papier ou en film plastique. Le ruban composite est dévidé d'une bobine pour passer sur la tête de drapage où le ruban de fibres préimprégnées est séparé du ruban de support, ce dernier étant renvoyé sur un mandrin d'enroulement, tandis que le préimprégné est appliqué sur le moule ou les couches précédentes déjà déposées, par un système de compactage constitué généralement d'un rouleau ou un sabot applicateur lié à la tête de drapage. Pour assurer au mieux le guidage du préimprégné, la séparation du préimprégné et de son support doit se faire le plus près possible du rouleau de dépose de la tête de drapage, disposé transversalement au ruban. De plus, la tête de drapage doit être mobile selon plusieurs axes de manière à s'adapter aux formes de plus en plus complexes des pièces à réaliser selon cette technique. Compte tenu des formes des pièces réalisées, et notamment de leurs bords, il convient non seulement de déposer des tronçons de ruban pleine largeur, à quatre cotés, mais également des tronçons de formes diverses, obtenus par découpe complexe du ruban. Pour les découpes traversantes de formes simples, on utilise un 2 2894510 processus de dépose monophase qui comprend la découpe in situ des bandes à déposer et leur dépose immédiate par la même machine. Un couteau mécanique ou à ultrasons coupe le ruban préimprégné directement sur son papier support sans couper ce dernier qui sera réenroulé sur le mandrin après 5 pelage. Pour les bandes à découper de forme complexe, on utilise un procédé biphase, selon lequel la découpe se fait en amont dans le procédé, avec une première machine spécialisée et où les tronçons successifs prédécoupés sont disposés sur un ruban de support ou entre deux protecteurs et enroulés sur 10 une cassette installée sur la tête de drapage. La Demanderesse a mis au point une machine de nappage à tête double, comme montré dans le document FR 05 07 159, dont chacun des deux ensembles de dépose peut être utilisé alternativement lors d'un cycle de dépose. Ces deux ensembles peuvent par exemple correspondre à des 15 processus de dépose différents ou à des largeurs de bandes différentes (usuellement de 50 à 300 mm). On peut ainsi avoir sur la double tête, en autres combinaisons possibles : - monophase 300 mm et biphase 150 mm biphase 150 mm et biphase 50 mm 20 - biphase 150 mm et monophase 150 mm. - monophase 150mm et monophase 300mm Une machine à tête double réduit les temps de fabrication. Bien que cette machine donne parfaitement satisfaction, la Demanderesse a résolu de l'améliorer encore. 25 Selon la présente invention, alors que dans la machine précédente, chaque ensemble de dépose est associé avec son propre rouleau de compactage, il est proposé maintenant de doter la double tête d'un ensemble 3 2894510 de compactage commun aux deux ensembles de dépose et situé entre eux deux. Cet ensemble de compactage unique et commun est capable de compacter toutes les largeurs de bandes utilisées sur ces têtes, sans 5 démontage. Autrement dit, l'invention a pour objet une double tête de nappage comportant deux ensembles de dépose pour deux circuits de bandes disposés respectivement de part et d'autre d'un plan moyen de la double tête, chaque ensemble de dépose comportant une cassette ou une bobine pour la bande et 10 des moyens pour amener la bande vers un poste de dépose situé à proximité immédiate dudit plan moyen, des moyens de compactage de bande à l'aide d'un rouleau ou d'un sabot étant prévus au niveau du poste de dépose, caractérisée en ce que les moyens sont sous forme d'un dispositif de compactage unique commun aux deux ensembles de dépose et situé dans ledit 15 plan moyen. Dans une première version, plus particulièrement destinée aux cas où les bandes utilisées par les deux ensembles sont de même largeur, on a un seul rouleau de compactage. Dans une seconde version, plus particulièrement destinée aux cas où 20 les largeurs de bandes peuvent être différentes, on propose au moins deux rouleaux de compactage qui sont utilisables et échangeables par simple permutation, notamment par rotation autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe de dépose. L'un des rouleaux est en position de compactage tandis que l'autre ou les autres sont en position escamotée. 25 Il est à noter que ce principe de rouleaux permutables conforme â un aspect de l'invention s'applique aussi à une tête unique pour changer rapidement de largeur sans démonter le rouleau en place. L'invention permet par un dispositif unique, simple et 4 2894510 d'encombrement limité l'enchaînement rapide des opérations de dépose quel que soient le procédé et la largeur de bande nécessaire et en conséquence permet d'augmenter le taux de disponibilité et de dépose du moyen tout en procurant l'adaptabilité nécessaire (compliance) inhérente au processus de 5 dépose. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté de la tête double de nappage conforme à 10 l'invention. - la figure 2 est une vue en perspective de la partie de dépose de la tête double de la figure 1. La tête double de nappage est montée sur un dispositif de support, mobile selon différents axes, en bas d'une poutre suspendue verticalement à 15 un portique mobile au-dessus de l'outillage de dépose (ceci est l'orientation la plus habituelle, mais il va de soi que l'invention s'applique à une double tête placée dans n'importe quelle orientation). La tête comporte deux ensembles distincts A et B de dépose de bandes, entièrement de part et d'autre d'un plan XX vertical (sur la figure 1) passant par le lieu de dépose 20 (non représenté) sur la pièce à napper, et sensiblement orthogonal à la direction d'avance de la tête sur la pièce. Chaque ensemble de dépose comprend une cassette ou une bobine 10 qu'on n'aperçoit que partiellement sur la figure 1, à partir de laquelle est déroulé le ruban composite 11, qui passe ensuite sur un dévidoir et arrive dans un dispositif 12 prolongé par un 25 plateau 13; dans ce dispositif 12, le film séparateur 14 est séparé et renvoyé sur la bobine 15. Le ou les films de support 16 et 14 sont, eux aussi, renvoyés au niveau de séparateurs vers l'arrière sur un ou deux mandrins d'enroulage, de sorte que seule la bande préimprégnée 17A, 17B s'avance 5 2894510 jusqu'au point de dépose défini par un rouleau 20A d'un dispositif de compactage unique 21 pour les deux ensemble de dépose A et B situés de part et d'autre du plan XX dans lequel se trouve le rouleau 20A (aux épaisseurs matérielles près) en position de compactage. On ne décrira pas 5 plus chaque circuit de bande qui est classique, avec notamment un poste de découpe et éventuellement un dispositif à chariot mobile tel que celui qui est décrit dans le document antérieur de la Demanderesse FR 05 07159. On a représenté sur la figure 2 une bande 17B de largeur inférieure à celle de la bande 17A. Le rouleau de compactage 20A représenté en position 10 basse de compactage correspond à la largeur de la bande large 17A. Un second rouleau de compactage 20B correspondant à la largeur de la bande étroite 17B est placé en position escamotée sur le même dispositif de compactage unique 21 qui porte le rouleau 20A. Le support 21 est un bloc portant sur deux côtés opposés les rouleaux 15 20A et 20B, et monté rotatif autour d'un axe sensiblement horizontal YY, comme symbolisé par la flèche F, dans un support principal 22 lui-même mobile verticalement grâce à deux vérins 23 avec guidage intégré dont le corps est solidaire de la double tête. Grâce à la rotation du bloc support 21, associée à système d'indexage 20 et/ou de fixation angulaire, on peut passer aisément d'un rouleau à l'autre pour présenter le rouleau de largeur adaptée à la largeur de bande qui va être utilisée. La mobilité verticale du rouleau assure l'effort de compactage normal à la surface de dépose et la compliance verticale nécessaire par rapport au 25 positionnement réel de la surface de la pièce. Enfin chaque rouleau 20A, 20B est monté dans le support 21 par un dispositif 24 permettant un mouvement angulaire élastique du rouleau, pour 6 2894510 fournir la compliance angulaire nécessaire par rapport au positionnement réel de la surface de la pièce. Autrement dit, le système de l'invention permet d'assurer les deux fonctions de compliance : 5 -piloter la compliance normale surface par rapport au positionnement réel de la surface de la pièces. -fournir grâce à un mouvement angulaire élastique l'information nécessaire au pilotage de la compliance angulaire par rapport au positionnement réel de la surface de la pièce dans l'espace de la machine de 10 dépose. 7 REVENDICATIONS 1) Double tête de nappage comportant deux ensembles de dépose (A, B) pour deux circuits de bandes disposés respectivement de part et d'autre d'un plan moyen (XX) de la double tête, chaque ensemble de dépose (A, B) comportant une cassette ou une bobine (10) pour la bande et des moyens pour amener la bande vers un poste de dépose situé à proximité immédiate dudit plan moyen, des moyens de compactage (21) de bande à l'aide d'un rouleau ou d'un sabot étant prévus au niveau du poste de dépose, caractérisée en ce que les moyens sont sous forme d'un dispositif de compactage unique (21) commun aux deux ensembles de dépose et situé dans ledit plan moyen. 2) Double tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de compactage comprend au moins deux rouleaux permutables (20A, 20B), l'un en position de compactage, l'autre ou les autres en position escamotée. 3) Double tête selon la revendication 2, caractérisée en ce que les rouleaux (20A, 20B) sont montés sur un bloc support rotatif pivotant autour d'un axe horizontal (YY).20