FR3108109A1 - Laminating machine comprising a movable ring carrying an applicator for depositing fiber and method of implementing such a machine - Google Patents
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Abstract
La présente innovation est une machine de stratification, visant à envelopper une âme de matériaux composites. Cette machine est conçue de façon à permettre l’enroulement d’un fil de renfort (d’origine synthétique, minérale, naturelle : fil de verre, de carbone, de lin, etc.) imprégné d’une matrice (polymère thermodurcissable ou thermoplastique) autour d’une âme (représentant le volume de la pièce et supportant la ou les couches des dits matériaux composites). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 The present innovation is a laminating machine, aimed at wrapping a core of composite materials. This machine is designed so as to allow the winding of a reinforcing thread (of synthetic, mineral, natural origin: glass, carbon, linen thread, etc.) impregnated with a matrix (thermosetting or thermoplastic polymer ) around a core (representing the volume of the part and supporting the layer (s) of said composite materials). Figure for the abstract: Fig. 1
Description
La présente innovation est une machine de stratification, visant à envelopper une âme de matériaux composites. Cette machine est conçue de façon à permettre l’enroulement d’un fil de renfort (d’origine synthétique, minérale, naturelle : fil de verre, de carbone, de lin, etc.) imprégné d’une matrice (polymère thermodurcissable ou thermoplastique) autour d’une âme (représentant le volume de la pièce et supportant la ou les couches des dits matériaux composites).The present innovation is a lamination machine, aimed at wrapping a core of composite materials. This machine is designed to allow the winding of a reinforcing thread (of synthetic, mineral, natural origin: glass, carbon, linen thread, etc.) impregnated with a matrix (thermosetting polymer or thermoplastic ) around a core (representing the volume of the part and supporting the layer or layers of said composite materials).
La stratification désigne un procédé qui permet d’assurer la cohésion entre plusieurs couches de matériaux superposées. La stratification regroupe un ensemble d’opérations, souvent réalisées manuellement.Stratification refers to a process that ensures cohesion between several layers of superimposed materials. Stratification brings together a set of operations, often carried out manually.
Un matériau composite est un matériau issu de la combinaison d’au minimum deux matériaux non miscibles qui possède des propriétés mécaniques que les constituants pris seuls n’ont pas. On peut discerner trois méthodes de réalisation d’une pièce en matériau composite :
- Procédé manuel : L’application de la matrice se fait à la main. Il y a d’abord une étape de mise en forme de l’âme, puis l’opérateur applique une couche de renforts et verse la résine qu’il étale (par exemple à l’aide de spatules, de pinceaux ou de rouleaux), de telle sorte que le renfort en soit complètement imprégné. Après cela, une étape de finition peut être effectuée pour éliminer les irrégularités de la pièce afin d’obtenir une surface lisse au touché.
- Le placement de fibre : Cette technique utilise un bras poly-articulé avec plusieurs axes pour placer la fibre et appliquer la matrice couche par couche. Contrairement à l’enroulement filamentaire, c’est le système de pose qui se déplace sur le renfort qui lui est fixe. Les fibres sont de préférence continues unidirectionnelles plates et se présentent sous forme de mèches. Ce procédé requiert une tête d’application et un système de déplacement par rapport au support fixe. Les machines disposent généralement d’un châssis qui se déplacer longitudinalement selon un axe. Cela rend possible la fabrication de structures plus complexes.
- L’enroulement filamentaire : les matériaux composites sont composés d’un renfort rigide supportant les efforts et d’une matrice qui joue le rôle de liant et assure la transmission des efforts au renfort. Quand le liant est un polymère organique, on parle de CMO (composite à matrice organique) et la matrice est appelée résine. Chez les CMO on trouve d’un côté les matrices thermodurcissables, rigides, qui s’appliquent par passage du renfort dans un bain de résine catalysée. De l’autre, on trouve les matrices thermoplastiques, plus flexibles, qui sont enroulées autour du renfort fixé sur un mandrin mis en rotation. Le système de guidage des fibres se déplace d’avant en arrière pendant la rotation du mandrin, de sorte que ces fibres soient enroulées uniformément. D’une façon plus générale, l’enroulement filamentaire est utilisé pour fabriquer des pièces présentant une symétrie de révolution : tubes, réservoirs, bouteilles de gaz, enveloppes cylindriques de fusée ou de missiles, arbres d’orientation automobile, etc... Il s’agit d’une technique automatisée précise et à haute uniformité dans la distribution bien adaptée aux grands volumes de production. La fibre organique est utilisée à l’état de fil et non de tissu comme c’est le cas chez les artisans, ce qui réduit les coûts en matériaux. En revanche, toute absence, même légère, de symétrie de révolution rend problématique l’utilisation de ce procédé.
- Manual process: The application of the matrix is done by hand. First there is a step of shaping the core, then the operator applies a layer of reinforcements and pours the resin which he spreads (for example using spatulas, brushes or rollers) , so that the reinforcement is completely impregnated with it. After that, a finishing step can be carried out to eliminate the irregularities of the part in order to obtain a smooth surface to the touch.
- Fiber placement: This technique uses a poly-articulated arm with several axes to place the fiber and apply the matrix layer by layer. Unlike filament winding, it is the laying system that moves on the reinforcement that is fixed to it. The fibers are preferably continuous flat unidirectional and are in the form of rovings. This method requires an application head and a system for moving relative to the fixed support. The machines generally have a frame that moves longitudinally along an axis. This makes it possible to manufacture more complex structures.
- Filament winding: composite materials are composed of a rigid reinforcement supporting the forces and of a matrix which acts as a binder and ensures the transmission of the forces to the reinforcement. When the binder is an organic polymer, it is called CMO (organic matrix composite) and the matrix is called resin. With CMOs, there are, on the one hand, rigid, thermosetting matrices, which are applied by passing the reinforcement through a bath of catalyzed resin. On the other hand, there are the more flexible thermoplastic matrices, which are wound around the reinforcement fixed on a rotating mandrel. The fiber guide system moves back and forth as the mandrel rotates, so those fibers are evenly wound. More generally, filament winding is used to manufacture parts with rotational symmetry: tubes, tanks, gas cylinders, cylindrical rocket or missile casings, automobile orientation shafts, etc. It This is an accurate, high uniformity automated technique in dispensing well suited to large production volumes. The organic fiber is used in the state of thread and not of fabric as is the case with artisans, which reduces material costs. On the other hand, any absence, even slight, of symmetry of revolution makes the use of this method problematic.
La présente invention a pour but l’automatisation du procédé manuel décrit plus haut. L’automatisation de celui-ci ne peut pas être faite par enroulement filamentaire car cette technique s’applique uniquement à des âmes ayant une symétrie de révolution. L’automatisation de celui-ci pourrait être faite par le placement de fibre, néanmoins, cette technique trop couteuse ne serait pas économiquement viable.The object of the present invention is to automate the manual process described above. The automation of this cannot be done by filament winding because this technique applies only to cores having a symmetry of revolution. The automation of this could be done by the placement of fiber, however, this too expensive technique would not be economically viable.
La machine a pour but l’enroulement d’un fil de renfort (d’origine synthétique, minérale, ou naturelle) imprégné d’une matrice (thermoplastique ou thermodurcissable) autour d’une âme quelconque de façon automatisée.The purpose of the machine is to wind a reinforcing thread (of synthetic, mineral or natural origin) impregnated with a matrix (thermoplastic or thermosetting) around any core in an automated manner.
Son application se situe dans le domaine de la dépose de couches de matériaux composites sur tous les types d’âmes: préformes, tubulures, dispositifs aérodynamiques ou hydrodynamiques (comme par exemple les pales d’hélice, pales de rotor, pales d’éolienne ou hydrolienne), flotteurs (notamment pour le nautisme et sports de glisse).Its application lies in the field of depositing layers of composite materials on all types of cores: preforms, pipes, aerodynamic or hydrodynamic devices (such as propeller blades, rotor blades, wind turbine blades or tidal turbine), floats (particularly for boating and sliding sports).
Les conditions sur le volume autour duquel le fil est enroulé seront détaillées après avoir expliqué le mode d’enroulement du fil autour dudit volume.The conditions on the volume around which the wire is wound will be detailed after explaining the method of winding the wire around said volume.
Les dessins annexés illustrent l’invention, appliquée à la dépose de couches de matériaux composites sur une planche de glisse :The attached drawings illustrate the invention, applied to the depositing of layers of composite materials on a gliding board:
Une âme (3), autour de laquelle est enroulé un fil, présente des première et deuxième extrémités (3.1), (3.2). Selon une application, l’âme (3) correspond à l’âme d’une planche de glisse.A core (3), around which a wire is wound, has first and second ends (3.1), (3.2). According to one application, the core (3) corresponds to the core of a gliding board.
Pour la suite de la description, on entend par fil, un ou plusieurs fil(s), une ou plusieurs mèches.For the remainder of the description, yarn is understood to mean one or more yarn(s), one or more rovings.
Un dispositif d’enroulement comprend deux supports (1), (2), orientés verticalement, supportant des première et deuxième attaches (1’), (2’) auxquelles sont reliées les première et deuxième extrémités (3.1), (3.2) de l’âme (3) lors de l’enroulement. A titre d’exemple et de manière non limitative, les première et deuxième attaches (1’), (2’) se présentent sous la forme de pointes qui pénètrent dans l’âme (3).A winding device comprises two supports (1), (2), oriented vertically, supporting first and second fasteners (1'), (2') to which are connected the first and second ends (3.1), (3.2) of the core (3) during winding. By way of example and in a non-limiting way, the first and second fasteners (1'), (2') are in the form of points which penetrate into the core (3).
Lors de l’enroulement, les première et deuxième attaches (1’), (2’) sont fixes. Toutefois, leurs positions le long des supports pourraient être ajustées en hauteur entre chaque enroulement.During winding, the first and second attachments (1'), (2') are fixed. However, their positions along the supports could be adjusted in height between each winding.
Quel que soit le mode de réalisation, l’âme (3) est maintenue immobile lors de l’enroulement du fil.Whatever the embodiment, the core (3) is kept immobile during the winding of the wire.
Pour la suite de la description, une direction longitudinale X ou direction d’enroulement est parallèle à un axe d’enroulement passant par les première et deuxième attaches (1’), (2’) ou les première et deuxième extrémités de l’âme (3). La direction Z est verticale.For the remainder of the description, a longitudinal direction X or winding direction is parallel to a winding axis passing through the first and second attachments (1'), (2') or the first and second ends of the core (3). The Z direction is vertical.
Selon une configuration, parmi les premier et deuxième supports (1), (2), le premier support (1) est fixe et positionné sur un rail (4). Le deuxième support (2) peut coulisser le long du rail (4) de manière à pouvoir ajuster l’écartement entre les premier et deuxième supports (1), (2) en fonction de la longueur de l’âme (3). Ainsi, le deuxième support (2) est relié au rail (4) par une liaison lui permettant de coulisser le long du rail (4) et d’être immobilisé par rapport au rail (4) lorsque la distance entre les deux supports (1), (2) est réglée.According to one configuration, among the first and second supports (1), (2), the first support (1) is fixed and positioned on a rail (4). The second support (2) can slide along the rail (4) so as to be able to adjust the spacing between the first and second supports (1), (2) according to the length of the web (3). Thus, the second support (2) is connected to the rail (4) by a connection allowing it to slide along the rail (4) and to be immobilized with respect to the rail (4) when the distance between the two supports (1 ), (2) is set.
Le rail (4) repose généralement au sol. La longueur du rail (4) est fixe, de plus, les deux supports (1), (2) ne peuvent pas être fixés en dehors du rail (4). Ainsi, l’écart entre les deux supports (1), (2) ne peut excéder la longueur du rail (4).The rail (4) generally rests on the ground. The length of the rail (4) is fixed, moreover, the two supports (1), (2) cannot be fixed outside the rail (4). Thus, the gap between the two supports (1), (2) cannot exceed the length of the rail (4).
Le positionnement des deux supports (1), (2) sur le rail horizontal (4) est préalablement réglé de sorte que les deux attaches (1’) et (2’), assurant la liaison entre les deux supports (1) et (2) et l’âme (3), coïncident avec les deux extrémités (3.1), (3.2) de l’âme (3) afin de la fixer.The positioning of the two supports (1), (2) on the horizontal rail (4) is previously adjusted so that the two fasteners (1') and (2'), providing the connection between the two supports (1) and ( 2) and the core (3), coincide with the two ends (3.1), (3.2) of the core (3) in order to fix it.
Le dispositif d’enroulement comprend un premier chemin de guidage rectiligne parallèle à la direction d’enroulement. Selon un mode de réalisation, le rail (4) assure la fonction du premier chemin de guidage.The winding device comprises a first rectilinear guide path parallel to the winding direction. According to one embodiment, the rail (4) performs the function of the first guide path.
Le dispositif d’enroulement comprend également un premier chariot (5) mobile le long du premier chemin de guidage, un deuxième chemin de guidage (6) décrivant une boucle autour de l’âme (3), supporté par le premier chariot (5) ainsi qu’un deuxième chariot mobile (7) le long du deuxième chemin de guidage.The winding device also comprises a first carriage (5) movable along the first guide path, a second guide path (6) describing a loop around the core (3), supported by the first carriage (5) as well as a second movable carriage (7) along the second guide path.
Ainsi, le premier chariot (5) se déplace parallèlement à l’axe d’enroulement et le deuxième chariot se déplace autour de l’axe d’enroulement, soit autour de l’âme (3). Selon une configuration, la course du premier chariot (5) est strictement comprise entre les positions des deux supports (1) et (2). La base (5.1) du premier chariot (5) est motorisé de façon à lui permettre de se déplacer sur le premier chemin de guidage, selon deux sens, à une vitesse de déplacement réglable.Thus, the first carriage (5) moves parallel to the winding axis and the second carriage moves around the winding axis, i.e. around the core (3). According to one configuration, the stroke of the first carriage (5) is strictly between the positions of the two supports (1) and (2). The base (5.1) of the first carriage (5) is motorized so as to allow it to move on the first guide path, in two directions, at an adjustable speed of movement.
Selon un mode de réalisation, le deuxième chemin de guidage (6) est circulaire ou ovale. Il présente un diamètre intérieur de l’ordre du double de la distance séparant l’axe d’enroulement et le premier chemin de guidage.According to one embodiment, the second guide path (6) is circular or oval. It has an inside diameter of the order of twice the distance separating the winding axis and the first guide path.
Selon un mode de réalisation, le deuxième chemin de guidage (6) est orientable. Il est relié au premier chariot (5) par une embase (5.3) elle-même reliée à une liaison pivotante (5.2) configuré pour faire pivoter le deuxième chemin de guidage (6) autour d’un axe de pivotement vertical passant par l’axe d’enroulement. orienté verticalement. Selon cette configuration, le deuxième chemin de guidage (6) s’inscrit dans un plan d’enroulement pivotant autour de l’axe de pivotement formant un angle α avec un plan (OX, OZ) contenant les axes d’enroulement et de pivotement. Selon un mode de réalisation, le dispositif d’enroulement comprend une motorisation pour contrôler l’orientation du plan d’enroulement en faisant pivoter le deuxième chemin de guidage (6) par rapport au premier chariot (5).According to one embodiment, the second guide path (6) is adjustable. It is connected to the first carriage (5) by a base (5.3) itself connected to a pivoting connection (5.2) configured to cause the second guide path (6) to pivot around a vertical pivot axis passing through the winding axis. vertically oriented. According to this configuration, the second guide path (6) is part of a winding plane pivoting around the pivoting axis forming an angle α with a plane (OX, OZ) containing the winding and pivoting axes . According to one embodiment, the winding device comprises a motorization to control the orientation of the winding plane by pivoting the second guide path (6) relative to the first carriage (5).
Selon un mode de réalisation, le deuxième chemin de guidage (6) comprend une couronne qui présente un rail de circulation (6.1) positionné sur sa surface extérieure. Cette couronne est suffisamment rigide au regard du procédé qu’elle réalise.According to one embodiment, the second guide path (6) comprises a crown which has a circulation rail (6.1) positioned on its outer surface. This crown is sufficiently rigid with regard to the process it performs.
Le deuxième chariot (7) est motorisé de façon à pouvoir se déplacer sur le deuxième chemin de guidage (6) selon une vitesse de déplacement ajustable. La trajectoire du deuxième chariot (7) est un cercle de rayon proche de celui du deuxième chemin de guidage (6).The second carriage (7) is motorized so as to be able to move on the second guide path (6) according to an adjustable speed of movement. The trajectory of the second carriage (7) is a circle with a radius close to that of the second guide path (6).
Le dispositif d’enroulement comprend une tête d’application (9) directement en contact avec l’âme (3) en fonctionnement configurée pour y plaquer au moins un fil (11). Selon un mode de réalisation, la tête d’application (9) comprend un système de polymérisation permettant la polymérisation d’une matrice thermodurcissable ou la fusion d’une matrice thermoplastique suivant le type de matrice utilisée pour le fil (11).The winding device comprises an application head (9) directly in contact with the core (3) in operation configured to apply thereto at least one wire (11). According to one embodiment, the application head (9) comprises a polymerization system allowing the polymerization of a thermosetting matrix or the melting of a thermoplastic matrix depending on the type of matrix used for the wire (11).
Le dispositif d’enroulement comprend au moins une réserve (10) à partir de laquelle est dévidé le fil (11). Selon une configuration, la réserve (10) est positionnée sur le deuxième chariot (7) et le dispositif d’enroulement comprend au moins un guide pour faire cheminer le fil (11) de la réserve (10) jusqu’à l’entrée de la tête d’application (9).The winding device comprises at least one reserve (10) from which the wire (11) is unwound. According to one configuration, the reserve (10) is positioned on the second carriage (7) and the winding device comprises at least one guide for routing the wire (11) from the reserve (10) to the entry of the application head (9).
Le dispositif d’enroulement comprend au moins un bras articulé (8.1), (8.2) qui présente une première extrémité reliée au deuxième chariot (7) et une deuxième extrémité reliée à la tête d’application (9). Chaque bras articulé (8.1), (8.2) est construit de sorte à pouvoir s’adapter pour qu’à tout moment la tête d’application (9) soit en contact avec la surface de l’âme (3). Selon une configuration, chaque bras articulé (8.1), (8.2) comprend un système de rappel qui tend à écarter la deuxième extrémité de la première extrémité afin de maintenir la tête d’application (9) plaquée contre l’âme (3).The winding device comprises at least one articulated arm (8.1), (8.2) which has a first end connected to the second carriage (7) and a second end connected to the application head (9). Each articulated arm (8.1), (8.2) is constructed so as to be able to adapt so that at all times the application head (9) is in contact with the surface of the core (3). According to one configuration, each articulated arm (8.1), (8.2) comprises a return system which tends to separate the second end from the first end in order to maintain the application head (9) pressed against the core (3).
Chaque bras articulé (8.1), (8.2) comprend au moins deux segments.Each articulated arm (8.1), (8.2) comprises at least two segments.
Pour le premier bras (8.1), le premier segment (8.1.2) est relié au deuxième chariot (7) par une articulation (8.1.1) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à une première direction. Le deuxième segment (8.1.4) est relié au premier segment (8.1.2) par une articulation (8.1.3) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à la première direction et à la tête d’application (9) par une articulation (8.1.5) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à la première direction. Ainsi, le premier arbre (8.1) peut se déformer dans un plan perpendiculaire à la première direction.For the first arm (8.1), the first segment (8.1.2) is connected to the second carriage (7) by an articulation (8.1.1) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to a first direction. The second segment (8.1.4) is connected to the first segment (8.1.2) by an articulation (8.1.3) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to the first direction and to the application head ( 9) by an articulation (8.1.5) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to the first direction. Thus, the first shaft (8.1) can deform in a plane perpendicular to the first direction.
Pour le deuxième bras (8.2), le premier segment (8.2.2) est relié au deuxième chariot (7) par une articulation (8.2.1) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à une deuxième direction. Le deuxième segment (8.2.4) est relié au premier segment (8.2.2) par une articulation (8.2.3) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à la deuxième direction et à la tête d’application (9) par une articulation (8.2.5) de type liaison pivot autour d’un axe de pivotement parallèle à la deuxième direction. Ainsi, le deuxième bras (8.2) peut se déformer dans un plan perpendiculaire à la deuxième direction.For the second arm (8.2), the first segment (8.2.2) is connected to the second carriage (7) by an articulation (8.2.1) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to a second direction. The second segment (8.2.4) is connected to the first segment (8.2.2) by an articulation (8.2.3) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to the second direction and to the application head ( 9) by an articulation (8.2.5) of the pivot connection type around a pivot axis parallel to the second direction. Thus, the second arm (8.2) can deform in a plane perpendicular to the second direction.
Selon une configuration, les première et deuxième directions sont approximativement perpendiculaires. Ainsi, le premier bras (8.1) se déforme dans un premier plan de déformation perpendiculaire à un deuxième plan de déformation dans lequel se déforme le deuxième bras (8.2).According to one configuration, the first and second directions are approximately perpendicular. Thus, the first arm (8.1) deforms in a first deformation plane perpendicular to a second deformation plane in which the second arm (8.2) deforms.
Selon une configuration, le premier plan de déformation du premier bras (8.1) est parallèle ou confondu avec le plan d’enroulement dans lequel est inscrit le deuxième chemin de guidage. Le deuxième plan de déformation du deuxième bras (8.2) est perpendiculaire au plan d’enroulement dans lequel est inscrite le deuxième chemin de guidage.According to one configuration, the first deformation plane of the first arm (8.1) is parallel or coincident with the winding plane in which the second guide path is inscribed. The second deformation plane of the second arm (8.2) is perpendicular to the winding plane in which the second guide path is inscribed.
Les bras articulés (8.1), (8.2) sont construits de sorte que pour une révolution du deuxième chariot (7) autour du deuxième chemin de guidage (6), la tête d’application (9) parcourt exactement la surface de la section de l’âme (3) correspondant à l’intersection entre l’âme (3) et le plan d’enroulement.The articulated arms (8.1), (8.2) are constructed so that for one revolution of the second carriage (7) around the second guide path (6), the application head (9) exactly traverses the surface of the section of soul (3) matching at the intersection between the core (3) and the winding plane.
Il existe des contraintes à respecter sur le volume géométrique, représentant l’âme (3) autour duquel le fil (11) est enroulé. Considérons la section de l’âme (3) contenue dans le plan d’enroulement et la droite passant par le centre de ladite section et étant dirigée par le vecteur orthogonal à l’axe Z et contenue dans le plan d’enroulement, il faut que le maximum du nombre d’intersections entre les perpendiculaires à la droite considérée et la section considérée soit inférieur ou égale à deux pour que le fil (11) soit enroulé. En effet, si le nombre d’intersections est strictement supérieur à deux la section fait un retour sur elle-même suivant l’axe d’enroulement et le fil (11) a de grandes chances d’être tendu entre deux sommets sans coïncider partout avec la surface de la section considérée.There are constraints to be respected on the geometric volume, representing the core (3) around which the wire (11) is wound. Consider the section of the core (3) contained in the winding plane and the straight line passing through the center of said section and being directed by the vector orthogonal to the Z axis and contained in the winding plane, it is necessary that the maximum number of intersections between the perpendiculars to the line considered and the section considered is less than or equal to two for the wire (11) to be wound. Indeed, if the number of intersections is strictly greater than two, the section returns to itself along the winding axis and the wire (11) has a good chance of being stretched between two vertices without coinciding everywhere. with the surface of the section considered.
Un exemple d’application du dispositif d’enroulement, ainsi décrit, est l’enroulement de renforts, de type fil de fibre de verre, autour d’une planche de glisse, afin de réaliser l’étape de la construction appelée stratification. Les figure
Le premier chariot (5.1) est préalablement placé sur le premier chemin de guidage, contre le premier support (1).The first carriage (5.1) is placed beforehand on the first guide path, against the first support (1).
L’âme (3) qui est dans ce cas une planche de glisse est préalablement fixée entre les premier et deuxième supports (1) et (2) avec les première et deuxième attaches (1’) et (2’).The core (3), which in this case is a gliding board, is fixed beforehand between the first and second supports (1) and (2) with the first and second attachments (1') and (2').
Le cycle d’enroulement se fait en deux parties. La première partie du cycle d’enroulement est l’ensemble des événements suivants :The winding cycle is done in two parts. The first part of the winding cycle is the set of following events:
L’angle α entre le plan d’enroulement formé par le chemin de guidage (6) et l’axe d’enroulement X est fixé à +45°.The angle α between the rolling plane formed by the guide path (6) and the rolling axis X is fixed at +45°.
Le deuxième chariot (7) se déplace à vitesse constante le long du deuxième chemin de guidage (6). Le premier chariot (5.1) parcourt à pas constant le premier chemin parallèlement à l’axe d’enroulement dans un premier sens du premier support 1 jusqu’au deuxième support (2). Voir
Le pas du premier chariot est pris faible devant l’écart entre les premier et deuxième supports (1) et (2). Le fil (11) s’enroule donc suivant une hélice sur l’âme (3). Le déplacement du premier chariot (5.1) ainsi que la vitesse du deuxième chariot (7) sont réglés de sorte qu’à chaque avancée du premier chariot (5.1) une spire de l’hélice soit réalisée. Voir
La première partie d’un cycle d’enroulement se termine lorsque le premier chariot (5.1) arrive au niveau du deuxième support (2).The first part of a winding cycle ends when the first carriage (5.1) arrives at the level of the second support (2).
La deuxième partie du cycle d’enroulement commence par le changement d’orientation du plan d’enroulement à l’aide de la liaison pivotante reliant le deuxième chemin de guidage et le premier chariot (5.1). L’angle α est maintenant fixé à -45° (ou 135°).The second part of the winding cycle begins with the change of orientation of the winding plane using the pivoting link connecting the second guide path and the first carriage (5.1). The angle α is now fixed at -45° (or 135°).
La vitesse du deuxième chariot (7) est toujours la même.The speed of the second carriage (7) is always the same.
La valeur du pas du premier chariot (5.1) est toujours la même mais cette fois le premier chariot (5.1) se déplace le long du premier chemin de guidage parallèlement à l’axe d’enroulement dans un deuxième sens, opposé au premier sens, du deuxième support (2) jusqu’au premier support (1). Voir
La deuxième partie du cycle d’enroulement se termine lorsque le premier chariot (5.1) arrive au niveau du premier support 1.The second part of the winding cycle ends when the first carriage (5.1) arrives at the level of the first support 1.
Cela termine alors le cycle d’enroulement.This then completes the winding cycle.
Le cycle d’enroulement est répété une unique fois ou plusieurs fois selon la quantité de renfort voulu. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ces valeurs pour l’angle α. De même, les valeurs de l’angle α et/ou du pas du premier chariot peuvent varier d’un cycle à l’autre.The winding cycle is repeated once or several times depending on the amount of reinforcement desired. Of course, the invention is not limited to these values for the angle α. Similarly, the values of the angle α and/or the pitch of the first carriage can vary from one cycle to another.
Claims (6)
Un premier support (1) présentant une première attache (1’) à laquelle est reliée la première extrémité de l’âme (3) en fonctionnement,
Un deuxième support (2) présentant une deuxième attache (2’) à laquelle est reliée la deuxième extrémité de l’âme (3) en fonctionnement, un axe d’enroulement passant par les première et deuxième attaches (1’, 2’),
Une tête d’application (9) configurée pour déposer un fil sur l’âme (3),
Un premier chemin de guidage (4), parallèle à l’axe d’enroulement,
Un deuxième chemin de guidage (6) décrivant une boucle entourant l’axe d’enroulement, solidaire d’un premier chariot (5) mobile le long du premier chemin de guidage,
Un deuxième chariot (7) mobile le long du deuxième chemin de guidage (6),
Au moins un bras articulé (8.1, 8.2) présentant une première extrémité reliée au deuxième chariot (7) et une deuxième extrémité relié à la tête d’application (9), ledit bras (8.1, 8.2) étant déformable et configuré pour maintenir la tête d’application (9) en contact avec l’âme (3).Device for winding a reinforcing thread around a core (3) comprising first and second ends, characterized in that it comprises:
A first support (1) having a first attachment (1') to which the first end of the core (3) is connected in operation,
A second support (2) having a second attachment (2') to which the second end of the core (3) is connected in operation, a winding axis passing through the first and second attachments (1', 2') ,
An application head (9) configured to deposit a thread on the core (3),
A first guide path (4), parallel to the winding axis,
A second guide path (6) describing a loop surrounding the winding axis, integral with a first carriage (5) movable along the first guide path,
A second carriage (7) movable along the second guide path (6),
At least one articulated arm (8.1, 8.2) having a first end connected to the second carriage (7) and a second end connected to the application head (9), said arm (8.1, 8.2) being deformable and configured to hold the application head (9) in contact with the core (3).
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| FR2002370A FR3108109B1 (en) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | Lamination machine comprising a mobile ring carrying an applicator for depositing fiber and method of implementing such a machine |
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2020
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