EP4330170A1 - Dispositif de dévidement d'une bobine de fibres de carbone - Google Patents

Dispositif de dévidement d'une bobine de fibres de carbone

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Publication number
EP4330170A1
EP4330170A1 EP22735938.7A EP22735938A EP4330170A1 EP 4330170 A1 EP4330170 A1 EP 4330170A1 EP 22735938 A EP22735938 A EP 22735938A EP 4330170 A1 EP4330170 A1 EP 4330170A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
plate
wick
spool
reel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22735938.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Magnier
Stéphane VILLALONGA
Emmanuel FLOUVAT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4330170A1 publication Critical patent/EP4330170A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00—Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
    • B65H49/18—Methods or apparatus in which packages rotate
    • B65H49/20—Package-supporting devices
    • B65H49/32—Stands or frameworks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/602—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels for tubular articles having closed or nearly closed ends, e.g. vessels, tanks, containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B29C53/66—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
    • B65H2701/311—Slivers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/38—Thread sheet, e.g. sheet of parallel yarns or wires

Definitions

  • This document relates to a device for unwinding one or more coils with a view to carrying out in particular a winding of at least one wick of a coil around an object such as a hollow mandrel intended to form a reservoir which can for example receive pressurized fluid, such as in particular gaseous hydrogen.
  • This document also concerns a filament winding installation.
  • Filament winding is a method of implementation by molding composite materials in the form of parts having an axis of revolution (cylinder, cone, etc.). This process is suitable for mass production and is mainly used to manufacture parts subject to high mechanical stress (tanks, pipes, etc.).
  • FIG. 1 shows a filament winding installation 10, according to the known technique, comprising a mandrel 12 rotatably mounted on a frame 14 and around a substantially horizontal longitudinal axis A.
  • the installation 10 comprises a reel 16 movable in translation along the longitudinal axis A and carrying a plurality of coils 18 extending substantially perpendicularly to a panel of the reel and substantially horizontally.
  • Each reel 18 comprises a wick 20, which are brought together contiguously next to each other at a laying head 22 so as to form a layer.
  • the laying head 22 is integral with the reel 16 via a carriage 24 movable in translation along the longitudinal axis A.
  • the laying head can also move in a direction transverse to the axis of the mandrel, turn around said transverse axis, pivot around the longitudinal axis, or even move on the vertical axis.
  • the web Prior to the start-up of the filament winding installation, the web is attached to the mandrel. Tensioners of the reel are activated to put the fibers under tension, limit the fogging and compact the best successive layers deposited.
  • a layer is defined by a winding making it possible to deposit the layer on the whole of the surface of the mandrel which it is desired to cover.
  • the ATL process uses wide ribbons (generally from 100 to 300 mm). This technique allows removal on surfaces with a small radius of curvature and large dimensions such as the wing of a civil aircraft.
  • the AFP process performs a juxtaposition of tape less than 10 mm wide and an assembly at the head outlet of up to 32 tapes.
  • the main applications are the production of flat parts or parts with a large radius of curvature. The main idea is to replace the human hand for laying down successive folds with defined fiber orientations.
  • All current systems use calibrated prepreg tapes (fiber/resin) with a separation film between the layers on the storage reel. These calibrated tapes come from unidirectional pre-impregnated plies recut with the risk of partial cutting of the reinforcement on the edges. Material costs are high here and it is necessary to have a system for winding the separation film during draping operations.
  • This document thus proposes a device for unwinding at least one wick from a coil
  • a device for unwinding at least one wick from a coil comprising: a fixed frame; a plate carrying at least one spool holder extending along an axis substantially perpendicular to the plate and intended to receive a spool capable of rotating around said axis of the spool holder; a head for laying said at least one wick from said coil, the laying head being carried by the plate and extending along an axis parallel to the axis of said reel holder and in a direction opposite to said reel holder; an orifice formed through the plate and traversed by the axis of the laying head so as to allow the passage of said at least one roving from a coil towards the laying head; and in which the plate is rotatable around the axis of the depositing head on the frame.
  • the laying head is made integral in rotation with a support plate of the coil or coils.
  • the wick of each coil is thus fixed in the mark of the plate and of the laying head so that the risks of the roving twisting from its exit from the spool to the laying head are greatly limited.
  • the simultaneous rotation of the support plate for the coil(s) and the laying head freezes the positioning of the sheet, that is to say of all the rovings leaving the laying head, by example at the release rollers, regardless of the angular position of the laying head. It is possible to apply an axial prestress in the direction of the fibers, that is to say an axial tension, which can be several Newtons. This therefore leads to drastically limiting the appearance of twists, friction with the walls of the roller, twisting or folding of the wick or of each of the wicks on itself.
  • the laying head comprises a guide system for contactless laying, for example by filament winding, of one or more rovings on an object, said guide system comprising for example an eyelet or a set of rollers and/or rollers.
  • each spool holder cooperates with a deflection rod and a deflection roller, the deflection rod extending along an axis substantially perpendicular to the plate and being positioned so that a tangent plane to the rod intercepts a track of said return roller which has an axis of rotation substantially perpendicular to the axis of rotation of the spool holder.
  • said tangent plane is substantially perpendicular to the axis of rotation of the return roller.
  • the return rod can be positioned so that in operation a first wick part extends between the spool mounted on said spool holder and the return rod and a second wick part extends between the deflection rod and the deflection roller, the first wick part and the second wick part forming an angle less than 90°, preferably less than 45°.
  • This arrangement makes it possible to guarantee a good tension of the wick of the coil and makes it possible to further limit the formation of twists.
  • Each return rod can be mounted for rotation around its axis on the plate.
  • the roller(s) can be arranged opposite the hole in the plate.
  • the roller(s) can be carried by one and the same support projecting relative to the plate and carried by the latter.
  • the tray carries N reel carriers, N being between 1 and 4. In a particular configuration, the tray comprises 4 reel carriers.
  • the spool holders can be arranged around the hole in the plate.
  • Each spool holder can be mounted in rotation on the plate and coupled to a system for tensioning the spool of the spool when the spool is tightly mounted on the spool holder.
  • This document also relates to an installation for winding at least one wick of a coil, the installation comprising a device as described above and a robot for moving an object intended to be covered in all or part by said at least one wick of the coil.
  • FIG. 1 Figure 1, already described above, is a schematic perspective view of a filament winding installation according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a filament winding installation according to this document;
  • Figure 3 is a schematic view of the coil support plate from a first side, a coil being mounted on the plate;
  • FIG. 4 comprises a part A named FIG. 4A and a part B named FIG. 4B, representing two orientations of a foot for supporting and driving the plate in rotation;
  • Figure 5 is a view similar to that of Figure 3, without a coil mounted on the plate.
  • FIG. 2 illustrates a filament winding installation 26 comprising a robot 28 for moving an object 30 intended to be covered in whole or in part by one or more rovings M of coils 38.
  • the object in question is a hollow support 30 which may be made of metal and which is intended to form a reservoir, the deposition of wicks of carbon filaments making it possible to substantially increase the mechanical strength of the reservoir at high pressures.
  • the robot 28 comprises a rail 32 comprising two arms 34 for supporting the mandrel 30 which is rotatably mounted around an axis B.
  • the installation 26 also comprises a device 36 for unwinding one or more wicks M each coming from a coil 38.
  • This device 36 cooperates with the aforementioned robot 28 so as to deposit a layer 39, that is to say a plurality of wicks M arranged side by side.
  • the device 36 comprises a frame 40 comprising a vertical foot 41 housing means for controlling and controlling the rotational movement of a plate 42 and of a depositing head 44 (FIGS. 4A and 4B).
  • the tray 42 and the removal head 44 are integral with each other, the removal head 44 being arranged on one side of the foot 41 and the tray 42 on the other side.
  • the deposition head 42 extends along an axis F perpendicular to the plate 42 and from a first face of the latter.
  • the foot 41 houses a motor (not shown) whose substantially horizontal axis D of rotation rotates via a belt 50 a hollow shaft 52.
  • This shaft 52 rotatably mounted on the foot 41 via appropriate bearing systems and comprises at a first end an external plate 54 for fixing to a plate of the plate 42.
  • the shaft 52 extends along the same axis F as that of the laying head 44.
  • the shaft 52 may also comprise at a second end another external plate for fixing to a corresponding plate of the laying head 44.
  • Other means of coupling in rotation of the laying head to the shaft 52 can also be used without departing from the object of the present invention.
  • the plate 42 is formed by a substantially planar plate having a first face oriented towards the head 44 of deposit or towards the foot 41 and a second opposite face oriented opposite.
  • the plate 42 carries a plurality of reel holders 56. There are four in Figure 5 but there could be more or less.
  • Each spool holder 56 extends from the second face along an axis B substantially perpendicular to the plate 42 and is rotatably mounted around its axis B on the plate 52.
  • Each spool holder 56 is capable of receiving a spool 38 which is tightly mounted on the spool holder 56.
  • Each spool holder 56 is connected to a system for tensioning the wick of the spool 38.
  • This tensioning system comprises a motor 60 carried by the plate and arranged on the second face thereof, a belt for coupling in rotation the axis of the motor with the axis B of the reel holder 56 via pulleys.
  • Each tensioning system also includes a tensioning roller intended to tension the belt.
  • the plate 42 comprises a central orifice 67, the reel holders being arranged around said orifice.
  • This orifice 67 has an axis C which corresponds to the axis of the removal head 44 and allows the movement of the rovings of the coils 38 through the plate 42, through the shaft 52 of the foot 41 up to the head 44 of deposit.
  • each spool holder 56 is associated with a deflection rod 62 and a deflection roller 64.
  • Each return rod 62 comprises a hollow cylinder rotatably mounted on a support arm 66 secured to the plate 42 (figures).
  • the return rod 62 extends along an axis C substantially perpendicular to the plate 42, that is to say parallel to the axes B of the reel holders 56.
  • Each return rod 62 is associated with a roller and is positioned so as to that a plane tangent to rod 62 intercepts a track 64a of said deflection roller 64 with which said rod is associated (FIG. 5). More particularly, said tangent plane of each return rod 62 is substantially perpendicular to the axis of rotation of the return roller 64 associated with the return rod.
  • Each return roller has an axis of rotation substantially perpendicular to the axis of rotation of the spool holder 56.
  • the return rollers 64 are all carried by a single and same support projecting from the plate 42 from the second face and carried by it.
  • each return rod 62 is positioned so that in operation a first wick part M1 extends between the coil 38 mounted on said coil holder 56 and the rod 62 of deflection and a second part M2 of wick extends between the rod 62 of deflection and the roller 64 of deflection, the first part M1 of wick and the second part M2 of wick forming an angle a less than 90°, preferably less than 45°.
  • the wick rotates in the plane of the plate 42 as it enters the deflection roller 64.
  • the wicks of the different coils find themselves arranged side by side so as to form a wick intended to be applied to a mandrel at the level of the laying head.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif (36) de dévidement d'au moins une mèche (M) d'une bobine (38) comprenant : - un bâti (40) fixe; - un plateau (42) portant au moins un porte-bobine (56) s'étendant selon un axe (B) sensiblement perpendiculaire au plateau (42) et destiné à recevoir une bobine (38) apte à tourner autour dudit axe du porte-bobine (56); - une tête (44) de dépose de ladite au moins une mèche (M) de ladite bobine (38), la tête (44) de dépose étant portée par le plateau (42) et s'étendant selon un axe parallèle à l'axe (B) dudit porte-bobine (56) et dans un sens opposé audit porte-bobine (56); - un orifice formé au travers du plateau (42) et traversé par l'axe de la tête (44) de dépose de manière à permettre le passage de ladite au moins une mèche (M) d'une bobine (38) vers la tête (44) de dépose; - et dans lequel le plateau (42) est rotatif autour de l'axe (F) de la tête (44) de dépose sur le bâti.

Description

Description
Titre : Dispositif de dévidement d’une bobine de fibres de carbone
[0001] Le présent document concerne un dispositif de dévidement d’une ou de plusieurs bobines en vue de réaliser notamment un enroulement d’au moins une mèche d’une bobine autour d’un objet tel qu’un mandrin creux destiné à former un réservoir pouvant par exemple recevoir du fluide sous pression, tel que notamment de l’hydrogène gazeux. Le présent document concerne également une installation d’enroulement filamentaire.
Technique antérieure
[0002] L’enroulement filamentaire est un procédé de mise en oeuvre par moulage de matériaux composites sous forme de pièces possédant un axe de révolution (cylindre, cône, etc.). Ce procédé est adapté aux productions massives et est utilisé principalement pour fabriquer des pièces soumises à de fortes contraintes mécaniques (réservoirs, tuyaux, etc.).
[0003] La figure 1 représente une installation 10 d’enroulement filamentaire, selon la technique connue, comprenant un mandrin 12 monté en rotation sur un bâti 14 et autour d’un axe longitudinal A sensiblement horizontal. L’installation 10 comprend un dévidoir 16 mobile en translation le long de l’axe longitudinal A et portant une pluralité de bobines 18 s’étendant sensiblement perpendiculairement à un panneau du dévidoir et sensiblement horizontalement. Chaque bobine 18 comprend une mèche 20, lesquelles sont rassemblées de manière jointive les unes à côté des autres au niveau d’une tête 22 de dépose de manière à former une nappe. La tête 22 de dépose est solidaire du dévidoir 16 par l’intermédiaire d’un chariot mobile 24 en translation le long de l’axe longitudinal A.
[0004] Dans certaines configurations (non représentées), la tête de dépose peut également se déplacer dans une direction transverse à l’axe du mandrin, tourner autour dudit axe transverse, pivoter autour de l’axe longitudinal, voire se déplacer sur l’axe vertical. [0005] En préalable à la mise en route de l’installation d’enroulement filamentaire, la nappe est attachée au mandrin. Des tensionneurs du dévidoir sont activés pour mettre les fibres sous tension, limiter l’embuvage et compacter au mieux les couches successives déposées. Une couche est définie par un enroulement permettant de déposer la nappe sur l’ensemble de la surface du mandrin que l’on souhaite recouvrir. Il est possible de créer une couche de type hélicoïdal avec la nappe qui est déposée en constituant des hélices afin de recouvrir l’ensemble de la surface du cylindre et les zones souhaitées dans les fonds hémisphériques. Il est possible de faire une couche de type circonférentielle où la nappe est déposée quasi transversalement à l’axe du mandrin sur la totalité ou sur une partie de la zone cylindrique du mandrin. [0006] La structuration par enroulement filamentaire permet d’empiler une succession de couches hélicoïdales et ou circonférentielles afin d’atteindre les performances mécaniques désirées de l’objet. En général, la machine est pilotée par une commande numérique. Cette commande numérique est souvent programmée par un opérateur utilisant des logiciels dédiés à l’enroulement filamentaire.
[0007] On connaît des machines de dépose contact qui permettent la dépose de rubans de faible longueur sans risque de vrillage. Cependant, ces machines ne permettent pas une dépose et un maintien de fibre longue continue sous tension ou contrainte mécanique axiale dans le sens de la fibre qui soit imposée et régulée. [0008] Les procédés connus de ce type sont l’ATL pour Automated Tape Layer et l’AFP pour Automated Fiber Placement.
[0009] Le procédé ATL utilise des rubans de grande largeur (généralement de 100 à 300 mm). Cette technique permet la dépose sur des surfaces à faible rayon de courbure et de grande dimension de type voilure d’avion civil. Le procédé AFP réalise une juxtaposition de ruban de moins de 10 mm de largeur et un assemblage en sortie de tête allant jusqu’à 32 rubans.
[0010] Les principales applications sont la réalisation de pièces planes ou à grand rayon de courbure. L’idée principale est de remplacer la main de l’homme pour la dépose de plis successifs avec des orientations de fibre définies. [0011] Tous les systèmes actuels utilisent des rubans préimprégnés calibrés (fibre/résine) avec un film de séparation entre les couches sur la bobine de stockage. Ces rubans calibrés sont issus de nappes préimprégnées unidirectionnelles redécoupées avec le risque de découpe partielle du renfort sur les bords. Les coûts matière sont ici importants et il est nécessaire d’avoir un système d’enroulement du film de séparation lors des opérations de drapage.
[0012] Il n’est pas possible d’appliquer une tension continue (ou contrainte) en traction (dans le sens de la fibre) sur les mèches puisque le ou les mèches constituant la nappe sont coupées à chaque extrémité de la pièce réalisée.
[0013] A ce jour les développements successifs dans le domaine de la mise en oeuvre des matériaux composites sont poussés par les besoins importants exprimés dans les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique. Le développement des technologies de stockage de l’hydrogène (par exemple à 700 bar de pression de service) avec l’augmentation de la capacité gravimétrique (c’est-à-dire le rapport entre la quantité d’hydrogène stockée et la masse du conteneur), pousse aux limites d’utilisation les matériaux composites. [0014] Les procédés classiques d’enroulement filamentaire, (machines dédiées), et ceux plus robotisé (machines versatiles) n’ont jamais pris en compte la totalité de l’impact du procédé dans la perte de performance. Dans la plupart des cas le support des bobines se trouve éloigné de la tête de dépose et les mèches passent par un nombre important de renvois et de galets avant d’arriver à la tête de dépose. Chaque changement de direction et ou de rotation entraîne par frottement avec les parois du galet, la possibilité de vrillage ou de pliage de la mèche sur elle-même. Cette vrille (twist en anglais) est une source importante de perte de performance du matériau du fait de la détérioration et ou de la rupture prématurée de certains filaments constitutifs d’une mèche. De plus la modification de la géométrie est propice lorsque l’on stratifie plusieurs couches à l’apparition de porosités ou de surplus locaux de matrice et ou de fibre de renforcement.
[0015] Les machines de dépose contact sont les seules à apporter une réponse partielle à ce problème technique.. Le niveau de mise en tension est nul ou très faible (a contrario de la technique d’enroulement filamentaire) car l’application par contact ne permet pas la mise en précontrainte (sous tension) du matériau.
Résumé
[0016] Le présent document propose ainsi un dispositif de dévidement d’au moins une mèche d’une bobine comprenant : un bâti fixe ; un plateau portant au moins un porte-bobine s’étendant selon un axe sensiblement perpendiculaire au plateau et destiné à recevoir une bobine apte à tourner autour dudit axe du porte-bobine ; une tête de dépose de ladite au moins une mèche de ladite bobine, la tête de dépose étant portée par le plateau et s’étendant selon un axe parallèle à l’axe dudit porte- bobine et dans un sens opposé audit porte-bobine ; un orifice formé au travers du plateau et traversé par l’axe de la tête de dépose de manière à permettre le passage de ladite au moins une mèche d’une bobine vers la tête de dépose ; et dans lequel le plateau est rotatif autour de l’axe de la tête de dépose sur le bâti. [0017] Selon la présente configuration, la tête de dépose est rendue solidaire en rotation d’un plateau de support de la ou des bobines. La mèche de chaque bobine est ainsi figée dans le repère du plateau et de la tête de dépose de sorte que les risques de vrilles de la mèche depuis sa sortie de la bobine jusqu’ à la tête de dépose sont fortement limités. [0018] La rotation simultanée du plateau de support de la ou des bobines et de la tête de dépose fige le positionnement de la nappe, c’est-à-dire de l’ensemble des mèches en sortie de la tête de dépose, par exemple au niveau de galets de libération, quelle que soit la position angulaire de la tête de dépose. Il est possible d’appliquer une précontrainte axiale dans le sens des fibres, c’est-à-dire une tension axiale, qui peut être de plusieurs Newton. Cela conduit donc à limiter drastiquement l’apparition de vrilles, de frottement avec les parois du galet, de vrillage ou de pliage de la mèche ou de chacune des mèches sur elle- même.
[0019] Il est ainsi possible de conserver l’utilisation d’une bobine commerciale standard sans film séparateur entre les couches qui est moins onéreuse qu’une nappe calibrée.
[0020] Par ailleurs, cette combinaison permet de réaliser un bon centrage de chaque mèche en direction de la tête de dépose et réduit les vrilles du fait de l'agencement de la bobine, de la présence d'un galet (couplé à cette bobine orientée de cette manière) et de la rotation du support. [0021] De préférence, la tête de dépose comprend un système de guidage pour la dépose sans contact, par exemple par enroulement filamentaire, d’une ou plusieurs mèches sur un objet, ledit système de guidage comprenant par exemple un oeillet ou un ensemble de galets et/ou rouleaux.
[0022] Selon une autre caractéristique, chaque porte-bobine coopère avec une tige de renvoi et un galet de renvoi, la tige de renvoi s’étendant selon un axe sensiblement perpendiculaire au plateau et étant positionnée de manière à ce qu’un plan tangent à la tige intercepte une piste dudit galet de renvoi lequel présente un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du porte-bobine.
[0023] De cette manière, la mèche qui sort de la tige de renvoi vient directement se loger sur une piste du galet de renvoi, la mèche étant ensuite renvoyée par ledit galet de renvoi au travers de l’orifice du plateau vers la tête de dépose.
Préférentiellement, ledit plan tangent est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du galet de renvoi.
[0024] La tige de renvoi peut être positionnée de manière à ce qu’en fonctionnement une première partie de mèche s’étende entre la bobine montée sur ledit porte-bobine et la tige de renvoi et une seconde partie de mèche s’étende entre la tige de renvoi et le galet de renvoi, la première partie de mèche et la seconde partie de mèche formant un angle inférieur à 90°, de préférence inférieur à 45°. [0025] Cet agencement permet de garantir une bonne tension de la mèche de la bobine et permet de limiter encore davantage la formation de vrille.
[0026] Chaque tige de renvoi peut être montée en rotation autour de son axe sur le plateau.
[0027] Le ou les galets peuvent être agencés en vis-à-vis de l’orifice du plateau. Le ou les galets peuvent être portés par un seul et même support en saillie relativement au plateau et porté par celui-ci.
Le plateau porte N porte-bobines, N étant compris entre 1 et 4. Dans une configuration particulière, le plateau comprend 4 portes-bobines.
Les portes-bobines peuvent être agencés autour de l’orifice du plateau.
Chaque porte-bobine peut être monté en rotation sur le plateau et couplé à un système de mise en tension de la mèche de la bobine lorsque la bobine est monté serrée sur le porte- bobine.
[0028] Le présent document concerne encore une installation d’enroulement d’au moins une mèche d’une bobine, l’installation comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus et un robot de déplacement d’un objet destiné à être recouvert en tout ou partie par ladite au moins une mèche de la bobine.
[0029] Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en oeuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
Brève description des dessins
[0030] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 , déjà décrite précédemment, est une vue schématique en perspective d’une installation d’enroulement filamentaire selon la technique antérieure ;
[Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique en perspective d’une installation d’enroulement filamentaire selon le présent document ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique du plateau de support de bobines depuis une première face, une bobine étant montée sur le plateau ;
[Fig. 4] la figure 4 comprend une partie A nommée figure 4A et une partie B nommée figure 4B, représentant deux orientations d’un pied de support et d’entrainement en rotation du plateau ; [Fig. 5] la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 3, dépourvu de bobine montée sur le plateau.
Description des modes de réalisation
[0031] On se réfère maintenant à la figure 2 qui illustre une installation 26 d’enroulement filamentaire comprenant un robot 28 de déplacement d’un objet 30 destiné à être recouvert en tout ou partie par une ou plusieurs mèches M de bobines 38. L’objet en question est un support 30 creux qui peut être en métal et qui est destiné à former un réservoir, la dépose de mèche de filaments de carbone permettant d’augmenter sensiblement la résistance mécanique du réservoir à des hautes pressions. [0032] Le robot 28 comprend un rail 32 comportant deux bras 34 de support du mandrin 30 lequel est monté en rotation autour d’un axe B.
[0033] L’installation 26 comprend également un dispositif 36 de dévidement d’une ou de plusieurs mèches M provenant chacune d’une bobine 38.
[0034] Ce dispositif 36 coopère avec le robot 28 précité de manière à réaliser une dépose d’une nappe 39, c’est-à-dire d’une pluralité de mèches M agencées côte à côte. Le dispositif 36 comprend un bâti 40 comportant un pied 41 vertical logeant des moyens de commande et de pilotage du déplacement en rotation d’un plateau 42 et d’une tête 44 de dépose (figures 4A et 4B). Le plateau 42 et la tête 44 de dépose sont solidaires l’un de l’autre, la tête 44 de dépose étant agencé d’un côté du pied 41 et le plateau 42 de l’autre côté. La tête de dépose 42 s’étend suivant un axe F perpendiculaire au plateau 42 et depuis une première face de celui-ci.
[0035] Le pied 41 loge un moteur(non représenté) dont l’axe D de rotation sensiblement horizontal entraîne en rotation par l’intermédiaire d’une courroie 50 un arbre 52 creux . Cet arbre 52, monté rotatif sur le pied 41 via des systèmes de palier appropriés et comprend à une première extrémité une platine 54 externe de fixation à une platine du plateau 42. L’arbre 52 s’étend suivant le même axe F que celui de la tête de dépose 44. L’ arbre 52 peut aussi comprendre à une seconde extrémité une autre platine externe de fixation à une platine correspondante de la tête 44 de dépose. D’autres moyens de couplage en rotation de la tête de dépose à l’arbre 52 peuvent aussi être utilisés sans sortir de l’objet de la présente invention.
[0036] Le plateau 42 est formée par une plaque sensiblement plane comportant une première face orientée vers la tête 44 de dépose ou vers le pied 41 et une seconde face opposée orientée à l’opposé. [0037] Le plateau 42 porte une pluralité de portes-bobines 56. On en dénombre quatre sur la figure 5 mais il pourrait y en avoir plus ou moins. Chaque porte-bobine 56 s’étend depuis la seconde face selon un axe B sensiblement perpendiculaire au plateau 42 et est monté en rotation autour de son axe B sur le plateau 52. Chaque porte-bobine 56 est apte à recevoir une bobine 38 laquelle est montée serrée sur le porte-bobine 56. Chaque porte- bobine 56 est relié à un système de mise en tension de la mèche de la bobine 38. Ce système de mise en tension comprend un moteur 60 porté par le plateau et agencé sur la seconde face de celui-ci, une courroie de couplage en rotation de l’axe du moteur avec l’axe B du porte-bobine 56 par l’intermédiaire de poulies. Chaque système de mise en tension comprend également un galet tenseur destiné à mettre en tension la courroie.
[0038] On observe que le plateau 42 comprend un orifice central 67, les portes-bobines étant agencés autour dudit orifice. Cet orifice 67 présente un axe C qui correspond à l’axe de la tête 44 de dépose et permet la circulation des mèches des bobines 38 au travers du plateau 42, au travers de l’arbre 52 du pied 41 jusqu’à la tête 44 de dépose. [0039] Comme on peut le voir, chaque porte-bobine 56 est associé à une tige de renvoi 62 et à un galet de renvoi 64.
[0040] Chaque tige 62 de renvoi comprend un cylindre creux monté en rotation sur un bras 66 de support solidaire du plateau 42 (figures). La tige 62 de renvoi s’étend selon un axe C sensiblement perpendiculaire au plateau 42, c’est-à-dire parallèle aux axes B des portes- bobines 56. Chaque tige 62 de renvoi est associé à un galet et est positionnée de manière à ce qu’un plan tangent à la tige 62 intercepte une piste 64a dudit galet 64 de renvoi auquel est associé ladite tige (figure 5). Plus particulièrement, ledit plan tangent de chaque tige 62 de renvoi est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du galet 64 de renvoi associé à la tige de renvoi. [0041] Chaque galet de renvoi présente un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du porte-bobine 56. Les galets 64 de renvoi sont tous portés par un seul et même support en saillie du plateau 42 depuis la seconde face et porté par celui-ci.
[0042] Comme cela est illustré sur la figure 3, chaque tige 62 de renvoi est positionnée de manière à ce qu’en fonctionnement une première partie M1 de mèche s’étende entre la bobine 38 montée sur ledit porte-bobine 56 et la tige 62 de renvoi et une seconde partie M2 de mèche s’étende entre la tige 62 de renvoi et le galet 64 de renvoi, la première partie M1 de mèche et la seconde partie M2 de mèche formant un angle a inférieur à 90°, de préférence inférieur à 45°.
[0043] On notera que la mèche effectue une rotation dans le plan du plateau 42 à son entrée dans le un galet de renvoi 64. De cette manière, les mèches des différentes bobines se retrouvent agencées côte à côte de manière à former une mèche destinée à être appliqué sur un mandrin au niveau de la tête de dépose.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif (36) de dévidement d’au moins une mèche (M) d’une bobine (38) comprenant : un bâti (40) fixe ; - un plateau (42) portant au moins un porte-bobine (56) s’étendant selon un axe (B) sensiblement perpendiculaire au plateau (42) et destiné à recevoir une bobine (38) apte à tourner autour dudit axe du porte-bobine (56) ; une tête (44) de dépose de ladite au moins une mèche (M) de ladite bobine (38), la tête (44) de dépose étant portée par le plateau (42) et s’étendant selon un axe parallèle à l’axe (B) dudit porte-bobine (56) et dans un sens opposé audit porte- bobine (56) ; un orifice formé au travers du plateau (42) et traversé par l’axe de la tête (44) de dépose de manière à permettre le passage de ladite au moins une mèche (M) d’une bobine (38) vers la tête (44) de dépose ; - et dans lequel le plateau (42) est rotatif autour de l’axe (F) de la tête (44) de dépose sur le bâti.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel chaque porte- bobine (56) coopère avec une tige (62) de renvoi et un galet (64) de renvoi, la tige (62) de renvoi s’étendant selon un axe (C) sensiblement perpendiculaire au plateau (42) et étant positionnée de manière à ce qu’un plan tangent à la tige (62) intercepte une piste dudit galet (64) de renvoi lequel présente un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l’axe (B) de rotation du porte-bobine (56).
[Revendication 3] Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit plan tangent est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation du galet (64) de renvoi.
[Revendication 4] Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la tige (62) de renvoi est positionnée de manière à ce qu’en fonctionnement une première partie de mèche (M1) s’étende entre la bobine (38) montée sur ledit porte-bobine (56) et la tige (62) de renvoi et une seconde partie (M2) de mèche s’étende entre la tige (62) de renvoi et le galet (64) de renvoi, la première partie (M1) de mèche et la seconde partie (M2) de mèche formant un angle inférieur à 90°, de préférence inférieur à 45°.
[Revendication 5] Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel chaque tige (62) de renvoi est montée en rotation autour de son axe (C) sur le plateau (42).
[Revendication 6] Dispositif selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel le ou les galets (64) sont agencés en vis-à-vis de l’orifice du plateau (42).
[Revendication 7] Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le plateau porte N porte-bobines (56), N étant compris entre 1 et 4.
[Revendication 8] Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les portes-bobines (56) sont agencés autour de l’orifice (67) du plateau (42).
[Revendication 9] Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel chaque porte-bobine (56) est monté en rotation sur le plateau (42) et couplé à un système de mise en tension de la mèche (M) de la bobine (38) lorsque la bobine (38) est montée serrée sur le porte-bobine (56).
[Revendication 10] Installation d’enroulement d’au moins une mèche (M) d’une bobine (38), l’installation comprenant un dispositif selon l’une des revendications précédentes et un robot de déplacement d’un objet destiné à être recouvert en tout ou partie par ladite au moins une mèche (M) de la bobine (38).
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