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WO2004067264A1 - Procede de depose sur un support de couches fibreuses inclinees - Google Patents

Procede de depose sur un support de couches fibreuses inclinees Download PDF

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WO2004067264A1
WO2004067264A1 PCT/FR2004/000141 FR2004000141W WO2004067264A1 WO 2004067264 A1 WO2004067264 A1 WO 2004067264A1 FR 2004000141 W FR2004000141 W FR 2004000141W WO 2004067264 A1 WO2004067264 A1 WO 2004067264A1
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WO
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strip
support
axis
separator
roller
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/000141
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Inventor
Christophe Arnould
Lucien Fantino
François Monget
Original Assignee
Eads Space Transportation Sa.
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Publication date
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Definitions

  • these structures are asked to have an aerodynamic function, that is to say to ensure good gas flow and therefore to keep an unchanged shape despite the effects of ablation due to the high temperatures.
  • the materials used for these types of structures are often thermostructural composite materials composed for example of SiO2, “Nextel”, SiC or carbon fibers (for the highest temperatures) arranged in the form of wires, 2D fabrics or even preforms 3D textiles.
  • the matrices can be ceramic based on SiO2, SiC or C, or else based on resins with a high coke content such as phenolic or furan resins, or certain silicone resins which, during pyrolysis, give carbon, as the case may be. or silica.
  • the present invention relates more particularly to structures made up or covered with a succession of inclined layers formed of fibers embedded in a suitable matrix, the layers forming an angle ⁇ determined with respect to the grazing aerodynamic flow. This type of architecture is well known.
  • US 31 40968 describes a process for producing a structure, commonly known as a "clino", consisting of a helical winding around a mandrel of a strip, in successive layers all inclined at a certain degree relative to a generator of the mandrel, the first winding turn being carried out by pressing on a starting block giving the angle of inclination of the successive layers.
  • aclino consisting of a helical winding around a mandrel of a strip, in successive layers all inclined at a certain degree relative to a generator of the mandrel, the first winding turn being carried out by pressing on a starting block giving the angle of inclination of the successive layers.
  • the material wound on the mandrel is a strip of prepreg fibers and more precisely a strip of fabric, the warp and weft threads of which make with the axis of the strip an angle different from 0 and 90 ° respectively. It is indeed necessary that during the winding of the strip on the mandrel, this strip can be deformed, the edge on the mandrel side of the strip being subjected to contraction and the outer edge to extension.
  • the present invention aims to improve the manufacture of structures in "clino" materials, in particular the quality and control of the deposition and deformation of the fibrous strip on the winding support constituted either by the surface of the object to be coated, either by a mandrel with the shapes and dimensions of the part to be produced, even for small radii of curvature.
  • the invention also aims to make it possible to vary at will the angle ⁇ of inclination of the layers relative to the deposition surface or on the contrary to keep constant the angle ⁇ of inclination relative to a deposition surface with profile scalable.
  • the roller with multiple rollers has an axis which can be slightly inclined, of the order of a few degrees, relative to a plane containing the axis of rotation of the support and passing through the center of said roller.
  • a continuous strip formed of butted sections without additional thickness is produced by proceeding to manufacture the strip-separator assembly, for example in the following manner.
  • the strips of a determined width are cut at an angle, which are then butted together, as well as the associated separator sections, and to the right of each junction between separator sections is attached to each face of the assembly an adhesive element overlapping the facing separators. Then, the strip-separator assembly thus formed is re-cut along narrow strips parallel to the axis of said assembly.
  • the deposition on the mandrel 1 of the fibrous strip to form the inclined layers 2 is difficult because it is necessary to be able to deform this strip in a controlled manner.
  • a suitable system is also required for the presentation and deformation of this strip in order to obtain layers 2 of constant thickness, without localized wrinkling and with the lowest possible porosity of the stack of layers. Removal is even more difficult if it is necessary, on the same cylindrical surface such as 1 a, to vary the angle ⁇ , or if the longitudinal profile of the mandrel 1 varies as is the case in FIG. 1 .
  • the fibrous strip 5 can be of any known type, including the fringed or braided type.
  • the depositing station 1 0 disposed above the mandrel 1 comprises an applicator device responsible for pressing the strip 5 against the preceding inclined layer which has just been deposited on the mandrel and consisting of a cylindrical roller 1 1 carried by a device shown schematically in Figure 1, ensuring three degrees of freedom to said roller 1 1.
  • the roller 1 1 is, for example, mounted swiveling on an axis 1 2
  • Figure 1 attached to the end of a lever 1 3 rotatably mounted about an axis 1 4 orthogonal or vertical plane containing the axis 3 of the mandrel 1.
  • the axis 14 is carried by a winding carriage 1 5 itself carried by a beam 1 6 parallel to the axis 3 of the mandrel, the carriage 1 5 being capable of moving both vertically (double arrow W) by relation to the beam
  • the possible inclination of the axis of the roller 11 resulting from the possibility of pivoting the latter around the axis 14 allows the deposition of layers (2, 2 ′) at a constant or variable inclination relative to to a cylindrical deposition surface, or a deposition at a constant inclination relative to a surface of evolving profile, either in stages as illustrated in FIG. 1, or continuously.
  • the roller 11 advantageously consists of a stack of rollers 11 'of small thickness and likewise diameter illustrated by FIG. 3.
  • the individual rollers 11 ′ are free to rotate on the common axis 12 and are provided with a non-stick coating. Thus, each of the rollers 11 'adapts its rotation speed as a function of its location along the axis 12 and whatever the radius of the mandrel, evolving as in FIG. 3, or not.
  • a heating device 19 can be provided immediately upstream of the depositing station 10 making it possible to increase the tackiness of the resin for impregnating the fibers of the strip 5, as well as the deformation of the latter when depositing on the mandrel.
  • the fibrous strip 5 is a continuous strip formed of butted sections without extra thickness, said sections being made of a fabric of fibers preimpregnated with a suitable resin, with warp threads and frame having an orientation relative to the longitudinal axis of the strip 5 different from 0 ° and 90 ° respectively.
  • FIGS. 5a and 5c illustrate a method for producing such a continuous strip 5.
  • FIG. 5b shows two strips 21 abutted with their respective separators 22 and 23 also abutted, at the junction between the two bands 21 being placed astride the external face of the separators 22, 23 an adhesive element 24.
  • the strip-separator assembly thus formed is cut again (FIG. 5c) along narrow strips parallel to the longitudinal edges of said assembly.

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Abstract

L'objet de l'invention est un procédé de dépose sur un support de couches fibreuses successives inclinées (2), à partir d'une bande continue bobinée (5) sur ledit support, consistant :-à disposer au préalable la bande fibreuse continue (5) entre deux séparateurs (6, 7), à acheminer par un système de délivrance appropriée (8) l'ensemble bande-séparateurs (4) à un poste de guidage-présentation (9) où le séparateur dit interne (6) recouvrant la face de la bande (5) destinée à être plaquée sur la couche qui vient d'être déposée est détaché de la bande, puis à déposer la bande (5) et son séparateur dit externe (7) sur ladite couche à l'aide d'un dispositif applicateur (11) pressant la bande contre ladite couche précédente, l'entraînement de la bande étant assuré par la rotation du support (1), cependant que la traction exercée sur ladite bande (5) et son séparateur externe (7) est contrôlée à la fois par le couple moteur appliqué audit support et par le freinage (F) dudit système de délivrance (8) de l'ensemble bande-séparateurs (4), le séparateur externe (7) étant détaché de la bande (5) déposée après accompagnement de cette dernière sur une fraction de tour.

Description

PROCEDE DE DEPOSE SUR UN SUPPORT DE COUCHES FIBREUSES INCLINEES
La présente invention concerne des structures soumises à des échauffements très importants, telles que par exemple des boucliers de rentrée de véhicules spatiaux ou des éléments d'un système de propulsion tels qu'un divergent de tuyère. Ces structures sont particulièrement sollicitées, car, outre leur résistance à des températures qui peuvent atteindre ou dépasser 3000°C, elles doivent conserver de bonnes propriétés mécaniques, ceci étant particulièrement le cas pour les divergents de tuyère qui ont aussi une fonction structurale de reprise de la poussée mais également pour les boucliers qui « freinent » le véhicule.
De plus, on demande à ces structures d'avoir une fonction aérodynamique, c'est-à-dire d'assurer un bon écoulement des gaz et donc de conserver une forme inchangée malgré les effets de l'ablation due aux températures élevées. Les matériaux utilisés pour ces types de structures sont souvent des matériaux composites thermostructuraux composés par exemple de fibres de SiO2, « Nextel », SiC ou de carbone (pour les plus hautes températures) disposés sous forme de fils, de tissus 2D ou même de préformes textiles 3D. Les matrices peuvent être céramiques à base de SiO2, SiC ou C, ou bien à base de résines à haut taux de coke comme les résines phénoliques ou furaniques, ou certaines résines silicones qui, lors de la pyrolyse, donnent suivant le cas, du carbone ou de la silice. La présente invention concerne plus particulièrement les structures constituées ou recouvertes d'une succession de couches inclinées formées de fibres noyées dans une matrice appropriée, les couches formant un angle α déterminé par rapport au flux aérodynamique rasant. Ce type d'architecture est bien connu.
US 31 40968 décrit un procédé permettant de réaliser une structure, communément appelée « clino », consistant en un enroulement hélicoïdal autour d'un mandrin d'une bande, suivant des couches successives toutes inclinées d'un certain degré par rapport à une génératrice du mandrin, le premier tour d'enroulement étant réalisé en appui sur une cale de départ donnant l'angle d'inclinaison des couches successives.
Le matériau enroulé sur le mandrin est une bande de fibres préimprégnées et plus précisément une bande de tissu dont les fils de chaîne et de trame font avec l'axe de la bande un angle différent de 0 et de 90° respectivement. Il faut en effet que lors de l'enroulement de la bande sur le mandrin, cette bande puisse se déformer , le bord côté mandrin de la bande étant soumis à contraction et le bord externe à extension.
Une première difficulté de cette technique est la réalisation d'une bande apte à un tel bobinage. Les fournisseurs de fibres ou de tissus destinés à un tel usage, généralement des tissus 2d 0/90, délivrent leurs produits sous forme de rouleaux. Il faut, dès lors, découper en biais dans ces rouleaux des morceaux de bande selon l'orientation des fibres que l'on souhaite et, ensuite, mettre bout à bout ces morceaux soit par couture, soit par un adhésif, soit en utilisant le pouvoir collant de la résine d'imprégnation des fibres comme dans US 3 140 968.
Toutefois, ces diverses méthodes présentent l'inconvénient de provoquer des surépaisseurs localisées au droit des zones de jonction des tronçons de bande. Pour remédier à ce problème, d'autres solutions ont été imaginées.
Ainsi, dans FR 2 569 237 et US 3 960 626, il est proposé des bandes spéciales à franges et dans US 3 583 275 les bandes sont des tresses. Cependant, ces solutions sont trop spécifiques et marginales et s'avèrent coûteuses.
Par ailleurs, les structures « clino », qu'elles soient de révolution ou non, ont souvent un profil en long, c'est-à-dire pris dans un plan contenant l'axe de symétrie de la structure ou l'axe de rotation du support sur lesquels est bobinée la structure, variable.
Or, lors de la dépose par bobinage sur un support d'une bande fibreuse généralement pré-imprégnée, pour la réalisation d'un « clino », il est fait appel à un galet presseur destiné à assurer la maîtrise des espaces entre les différentes couches, c'est-à-dire la maîtrise de l'épaisseur des plis, en sorte d'obtenir la plus faible porosité possible du produit fini.
Un tel galet presseur pose des problèmes dans le cas de dépose sur une surface dont la génératrice n'est pas parallèle à l'axe de rotation du support.
En effet, quand on veut faire rouler un galet cylindrique sur une surface non-plane, on génère des glissements et éventuellement des arrachements de fibres de la bande.
Une solution consisterait à constituer le galet cylindrique à l'aide de rondelles empilées sur un axe, ce qui permettrait d'avoir des rotations différentielles des diverses rondelles, mais de tels galets sont inutilisables pour la dépose de bandes fibreuses pré-imprégnées du fait qu'ils se salissent très rapidement, des fragments de fibres et de résine se glissant entre les rondelles et rendant rapidement inutilisable ledit galet.
Enfin, il faut souligner la difficulté de réaliser en « clino » des pièces de révolution de petit diamètre pouvant descendre à 50 mm, voire 30 mm du fait de la déformation très importante à faire subir aux bandes, le problème étant le même pour des pièces non de révolution mais à petit rayon de courbure. Les produits réalisés par les techniques connues sont de qualité moyenne car il se forme des strates plissés et, au final, les propriétés thermiques, ablatives et mécaniques sont mal maîtrisées et dispersées. La présente invention vise à améliorer la fabrication de structures en matériaux « clino », notamment la qualité et le contrôle de la dépose et de la déformation de la bande fibreuse sur le support de bobinage constitué soit par la surface de l'objet à revêtir, soit par un mandrin aux formes et dimensions de la pièce à réaliser, même pour de petits rayons de courbure. L'invention vise également à permettre de faire varier à volonté l'angle α d'inclinaison des couches par rapport à la surface de dépose ou au contraire à conserver constant l'angle α d'inclinaison par rapport à une surface de dépose à profil évolutif.
L'invention vise également à automatiser le dépôt de la bande fibreuse. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de dépose sur un support de couches fibreuses successives inclinées, à partir d'une bande continue bobinée sur ledit support, caractérisé en ce qu'il consiste : à disposer au préalable la bande fibreuse continue entre deux séparateurs, à acheminer par un système de délivrance appropriée l'ensemble bande-séparateurs à un poste de guidage- présentation où le séparateur dit interne recouvrant la face de la bande destinée à être plaquée sur la couche qui vient d'être déposée est détaché de la bande, puis à déposer la bande et son séparateur dit externe sur ladite couche à l'aide d'un dispositif applicateur pressant la bande contre ladite couche précédente, l'entraînement de la bande étant assuré par la rotation du support, cependant que la traction exercée sur ladite bande et son séparateur externe est contrôlée à la fois par le couple moteur appliqué audit support et par le freinage dudit système de délivrance de l'ensemble bande-séparateurs, le séparateur externe étant détaché de la bande déposée après accompagnement de cette dernière sur une fraction de tour. Un tel procédé permet de déposer une bande fibreuse en tension sur le support bobiné sans générer de déformation liée à cette dépose en tension du fait que l'effort de traction sur la bande exercé par le couple moteur appliqué au support rotatif est transmis au séparateur externe qui reste plaqué contre la bande au moment de son contact avec le support via le dispositif applicateur-presseur, ledit séparateur continuant à plaquer la bande en cours de dépose au moins sur une fraction de tour et contribuant ainsi à une bonne maîtrise des espaces entre les différentes couches, c'est-à-dire une épaisseur de pli constante, sans plissage et avec la plus faible porosité de l'empilage des couches.
La régulation de la tension exercée sur la bande peut être contrôlée automatiquement par un asservissement prenant en compte la nature de la bande à déposer, le diamètre du support à bobiner, la tension de la bande étant d'autant plus importante que ledit diamètre diminue. Cette régulation peut être opérée en prenant en compte comme paramètre, le couple moteur appliqué au support rotatif, le freinage exercé sur la bande au niveau du système de délivrance de l'ensemble bande-séparateurs, ainsi que la tension de rembobinage du séparateur externe. Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention ,la dépose de la bande fibreuse est réalisée à l'aide d'un dispositif applicateur- presseur constitué d'un rouleau cylindrique monté mobile suivant trois axes de liberté, à savoir un premier axe parallèle à l'axe de rotation du support, un deuxième axe orthogonal à l'axe de rotation du support et un axe de rotation dudit rouleau orthogonal audits premier et deuxième axes, ledit rouleau cylindrique étant par ailleurs formé d'un empilage de galets individuels libres en rotation permettant ainsi de bobiner sur un support à profil évolutif ou non sans glissement entre le rouleau et l'ensemble bande-séparateur, chaque galet individuel adaptant automatiquement sa vitesse de rotation en fonction du rayon du support. Un tel rouleau par ailleurs, ne s'encrasse pas puisqu'il n'est pas en contact direct avec le tissu pré-imprégné.
Afin de faciliter encore la déformation de la bande à sa dépose, le rouleau à galets multiples présente un axe qui peut être légèrement incliné, de l'ordre de quelques degrés, par rapport à un plan contenant l'axe de rotation du support et passant par le centre dudit rouleau. Suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention appliqué à la dépose d'une bande continue constituée d'un tissu de fibres préimprégnées à fils de chaîne et de trame présentant une orientation par rapport à l'axe longitudinal de la bande différente respectivement de 0° et 90° , on réalise une bande continue formée de tronçons aboutés sans surépaisseur en procédant à la fabrication de l'ensemble bande- séparateurs par exemple de la manière suivante.
A partir d'une bande du commerce de largeur standard d'un tissu de fibres pré-imprégnées revêtu sur chaque face d'un film séparateur approprié, on découpe en biais les bandes d'une largeur déterminée qui sont ensuite aboutées, ainsi que les sections de séparateur associées, et au droit de chaque jonction entre sections de séparateur est rapporté sur chaque face de l'ensemble un élément adhésif chevauchant les séparateurs en regard. Puis, l'ensemble bande-séparateurs ainsi constitué est redécoupé suivant des bandes étroites parallèlement à l'axe dudit ensemble.
Les bandelettes ainsi obtenues sont ensuite aboutées de la même manière que précédemment pour atteindre la longueur de bande à déposer désirée, cette longueur pouvant atteindre plusieurs milliers de mètre, pour une largeur de quelques dizaines de millimètres, dépendant de l'épaisseur du « clino » à bobiner et de l'angle d'inclinaison des couches de ce dernier.
La bande continue ainsi obtenue, avec ses séparateurs, est bobinée sur une bobine munie d'un système de dévidage à freinage contrôlé. La bande fibreuse ainsi obtenue ne présente aucune surépaisseur puisque les tronçons sont simplement aboutés et la solidarisation entre tronçons est obtenue par les séparateurs flanquant la bande fibreuse qui, bien qu'étant eux-mêmes sous forme de sections aboutées, sont liés en chaîne les uns les autres par les éléments adhésifs qui les chevauchent.
Une telle bande peut être mise en place sans problème grâce au procédé de dépose de l'invention puisque la traction exercée sur la bande est en fait supportée par le séparateur externe qui « accompagne » la bande au moment de sa dépose lui épargnant ainsi d'être soumise à la traction tout en lui permettant de se déplacer librement et de manière optimale à hauteur du dispositif applicateur pressant la bande sur la couche précédente.
On peut ainsi déposer une largeur de bande constante en conservant une épaisseur de couche constante et sans aucun plissement. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de l'invention ressortiront de la description qui va suivre données à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :
Figure 1 est une vue en coupe axiale schématique d'un mandrin portant un revêtement « clino » ;
Figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de réalisation d'un « clino » conformément au procédé de l'invention ; - Figure 3 représente un rouleau de dépose segmenté selon l'invention ;
Figure 4 représente un rouleau segmenté présentant une légère inclinaison de son axe par rapport au plan contenant l'axe du support de bobinage et passant par le centre dudit rouleau, et - Figure 5a à 5c illustrent trois étapes de réalisation d'une bande fibreuse continue sans surépaisseur selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté schématiquement en 1 un mandrin de bobinage d'une structure « clino », présentant deux sections cylindriques 1 a, 1 b de diamètre différent séparées par une section tronconique 1 c.
Une structure « clino » est une structure bien connue formée par un enroulement hélicoïdal d'une bande continue, par exemple une bande de tissu de fibres pré-imprégnées, sur une surface de dépose qui est celle de la pièce à revêtir ou celle d'un mandrin aux formes et dimensions de la pièce à réaliser.
La structure « clino » est constituée de couches successives telles que les couches 2 de la figure 1 , déposées avec un même degré α d'inclinaison par rapport à une génératrice de la surface (cylindrique 1 a) sur laquelle elles sont déposées.
La dépose sur le mandrin 1 de la bande fibreuse pour constituer les couches inclinées 2 est difficile car il faut pouvoir déformer de façon maîtrisée cette bande. Il faut également un système adapté de présentation et de déformation de cette bande afin d'obtenir des couches 2 d'épaisseur constante, sans plissements localisés et avec la plus faible porosité possible de l'empilage de couches. La dépose est encore plus difficile s'il est nécessaire, sur la même surface cylindrique telle que 1 a, de faire varier l'angle α, ou si le profil en long du mandrin 1 varie comme c'est le cas sur la figure 1 . Ainsi, si dans la zone tronconique 1 c, on veut déposer des couches telles que 2' présentant un même angle d'inclinaison α par rapport à la génératrice du tronc de cône 1 c. Le problème est encore plus ardu si la surface à recouvrir a un profil évoluant en continu, la surface de dépose étant par exemple un paraboloïde.
Pour palier à ces difficultés, l'invention propose un procédé de dépose dont un dispositif de mise en oeuvre est schématiquement illustré par la figure 2. Sur cette figure 2, on a schématisé, vu en coupe axiale, un mandrin 1 par exemple analogue à celui de la figure 1 , entraîné en rotation autour de son axe 3 par un moteur M, le mandrin étant métallique ou en une mousse de matière plastique appropriée. Le matériau de dépose sur le mandrin 1 est conformément à l'invention un ensemble 4 formé d'une bande fibreuse continue 5, par exemple d'une longueur de plusieurs centaines, voire milliers de mètres et d'une largeur de quelques dizaines de millimètres, prise en sandwich entre deux films séparateurs 6 et 7 de mêmes longueur et largeur. L'ensemble 4 est stocké sur une bobine d'approvisionnement 8 munie d'un système de dévidage symbolisé en F permettant de freiner de manière contrôlée l'acheminement de l'ensemble 4 vers un jeu 9 de galets de guidage et présentation de l'ensemble 4 à un poste 1 0 de dépose de la bande fibreuse 5.
La bande fibreuse 5 peut être de tous types connus, y compris du type à franges ou en tresse. Le poste de dépose 1 0 disposé au-dessus du mandrin 1 comporte un dispositif applicateur chargé de presser la bande 5 contre la couche inclinée précédente qui vient d'être déposée sur le mandrin et constitué d'un rouleau cylindrique 1 1 porté par un dispositif schématisé en figure 1 , assurant trois degrés de liberté audit rouleau 1 1 . Le rouleau 1 1 est, par exemple, monté tourillonnant sur un axe 1 2
(figure 1 ) fixé à l'extrémité d'un levier 1 3 monté rotatif autour d'un axe 1 4 orthogonal ou plan vertical contenant l'axe 3 du mandrin 1 . L'axe 14 est porté par un chariot de bobinage 1 5 lui-même porté par une poutre 1 6 parallèle à l'axe 3 du mandrin, le chariot 1 5 étant susceptible de se déplacer à la fois verticalement (double flèche W) par rapport à la poutre
1 6 et horizontalement le long de la poutre (double flèche Y). Les galets 9 sont munis d'un revêtement anti-adhérent, par exemple en « Téflon », et comportent des épaulements de guidage. Ils sont montés en parallèle sur un axe rotatif afin de présenter de manière optimale l'ensemble 4 au rouleau 1 1 de dépose.
Au droit du galet de sortie 9a de l'ensemble 9, est effectué le détachement de l'un des séparateurs 6, 7, en l'occurrence le séparateur dit interne 6 qui se trouve sur la face de la bande 5 destinée à être plaquée contre la dernière couche déposée sur le mandrin 1 . A cet effet, l'ensemble 4 est pincé entre ledit dernier galet 9a et un galet séparateur 17 à revêtement anti-adhérent sur lequel s'enroule le séparateur interne 6 pour être ensuite rembobiné automatiquement sur une bobine 18. La bande 5 et le séparateur restant 7, dit séparateur externe, sont dirigés sur le rouleau 1 1 , le séparateur externe étant interposé entre le rouleau 11 et la bande 5.
Sur une fraction de tour du mandrin 1 , le séparateur 7 est plaqué contre la bande 5 puis détaché pour être rembobiné sur la même bobine 18 que le séparateur interne 6. La bobine 18 est entraînée par exemple par un moteur pneumatique MP à couple et à vitesse de rotation variable.
Ainsi, la bande 5 est de manière régulière et optimale pressée contre la couche précédente par le séparateur 7 qui fait office de courroie de transmission mue par la rotation du mandrin 1.
La bande fibreuse 5 n'est pas soumise à l'effort de traction qui est la résultante de l'effort moteur généré par le mandrin et de l'effort résistant procuré par le système de dévidage (8, F). Il est facile de contrôler cet effort et d'automatiser la dépose par un système pilote P à commande numérique programmée contrôlant la vitesse de rotation du mandrin 1 , le freinage du dispositif F, le rembobinage des séparateurs sur la bobine 18 et commandant les déplacements du chariot 15 et le positionnement du rouleau 11. La bande fibreuse 5 ne subit comme déformation que celle se développant au moment du placement de la bande sur la couche précédente, la bande passant alors d'une forme rectiligne à une forme cintrée. L'inclinaison possible de l'axe du rouleau 11 résultant de la possibilité de faire pivoter ce dernier autour de l'axe 14 (double flèche C) autorise la dépose de couches (2, 2') suivant une inclinaison constante ou variable par rapport à une surface de dépose cylindrique, ou une dépose suivant une inclinaison constante par rapport à une surface de profil évolutif, soit par palier comme illustré sur la figure 1 , soit de manière continue. Par ailleurs, afin de réduire les frictions entre le rouleau 11 et le séparateur 7 inévitables puisque le rouleau est un corps cylindrique roulant sur une surface tronconique, le rouleau 11 est avantageusement constitué d'un empilage de galets 11 ' de faible épaisseur et de même diamètre illustré par la figure 3. Les galets individuels 11' sont libres en rotation sur l'axe commun 12 et sont munis d'un revêtement anti-adhérent. Ainsi, chacun des galets 11' adapte sa vitesse de rotation en fonction de son emplacement le long de l'axe 12 et quel que soit le rayon du mandrin, évolutif comme sur la figure 3, ou non.
La figure 4 met en évidence encore une autre caractéristique du rouleau 11 selon laquelle il est possible de donner à l'axe 12 du rouleau une légère inclinaison i de l'ordre de 3 à 5° par exemple par rapport au plan contenant l'axe de rotation du mandrin 1 et passant par le centre du rouleau 11. A cet effet, le rouleau 11 est muni d'un axe de rotation par rapport à la normale du profil dudit mandrin 1. Ceci facilite la déformation de la bande 5 lors du bobinage.
Suivant une autre caractéristique du dispositif de dépose de l'invention un dispositif de chauffe 19 peut être prévu immédiatement en amont du poste de dépose 10 permettant d'augmenter la pégosité de la résine d'imprégnation des fibres de la bande 5, ainsi que la déformation de cette dernière au moment de se déposer sur le mandrin.
De même, un dispositif de refroidissement R peut être prévu en regard du secteur du mandrin 1 où le séparateur 7 est plaqué contre ce dernier, en amont de la zone de détachement dudit séparateur afin de consolider la couche fibreuse qui vient d'être déposée. Après réalisation du revêtement « clino » sur le mandrin 1 , celui-ci est placé en autoclave à des fins de polymérisation de la résine du matériau composite.
Suivant encore une autre caractéristique du procédé de l'invention, la bande fibreuse 5 est une bande continue formée de tronçons aboutés sans surépaisseur, lesdits tronçons étant constitués d'un tissu de fibres préimprégnées d'une résine appropriée, à fils de chaîne et de trame présentant une orientation par rapport à l'axe longitudinal de la bande 5 différente de 0° et de 90° respectivement. Les figures 5a et 5c illustrent un procédé de réalisation d'une telle bande continue 5.
A partir (figure 5a) d'une bande du commerce 20 de largeur standard (par exemple 1200mm) d'un tissu de fibres pré-imprégnées revêtu sur chaque face d'un film séparateur en matériau approprié, on découpe en biais (à 45° par exemple) des bandes 21 d'une largeur déterminée, par exemple 500mm, qui sont ensuite aboutées (figure 5b).
Sur la figure 5b on a représenté deux bandes 21 aboutées avec leurs séparateurs respectifs 22 et 23 également aboutés, au droit de la jonction entre les deux bandes 21 étant disposé à cheval sur la face externe des séparateurs 22, 23 un élément adhésif 24. L'ensemble bande-séparateur ainsi constitué est redécoupé (figure 5c) suivant des bandes étroites parallèles aux bords longitudinaux dudit ensemble.
Les bandelettes 25 ainsi obtenues ,d'une largeur par exemple comprise entre 50 et 65mm, sont ensuite aboutées comme les tronçons 21 de la figure 5b pour former enfin une bande continue 5 (21 ) de plusieurs centaines voire de milliers de mètres de long et de quelques dizaines de millimètres de large. Une telle bande est constituée de tronçons bout à bout et sans aucune surépaisseur de tissu de fibres pré-imprégnées, flanqués de tronçons bout à bout et de même longueur de séparateurs 6, 7 (22, 23) reliés entre eux par des éléments adhésifs (24) permettant ainsi d'exercer sur la bande fibreuse une traction via les séparateurs sans dissocier les tronçons de bande bout à bout. Les fibres de la bande peuvent être de tous types utilisés pour la réalisation d'un « clino », de même que la résine d'imprégnation.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1 . Procédé de dépose sur un support de couches fibreuses successives inclinées (2), à partir d'une bande continue bobinée (5) sur ledit support, caractérisé en ce qu'il consiste : à disposer au préalable la bande fibreuse continue (5) entre deux séparateurs (6, 7), à acheminer par un système de délivrance appropriée (8) l'ensemble bande-séparateurs (4) à un poste de guidage- présentation (9) où le séparateur dit interne (6) recouvrant la face de la bande (5) destinée à être plaquée sur la couche qui vient d'être déposée est détaché de la bande, puis à déposer la bande (5) et son séparateur dit externe (7) sur ladite couche à l'aide d'un dispositif applicateur (1 1 ) pressant la bande contre ladite couche précédente, l'entraînement de la bande étant assuré par la rotation du support (1 ), cependant que la traction exercée sur ladite bande
(5) et son séparateur externe (7) est contrôlée à la fois par le couple moteur appliqué audit support et par le freinage (F) dudit système de délivrance (8) de l'ensemble bande- séparateurs (4), - le séparateur externe (7) étant détaché de la bande (5) déposée après accompagnement de cette dernière sur une fraction de tour.
2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la dépose de la bande fibreuse est réalisée à l'aide d'un dispositif applicateur- presseur constitué d'un rouleau cylindrique (1 1 ) monté mobile suivant trois axes de liberté, à savoir un premier axe parallèle à l'axe de rotation du support (1 ), un deuxième axe orthogonal à l'axe de rotation du support (1 ) et un axe de rotation dudit rouleau (1 1 ) orthogonal audits premier et deuxième axes, ledit rouleau cylindrique (1 1 ) étant par ailleurs formé d'un empilage de galets individuels (1 1 ') libres en rotation permettant ainsi de bobiner sur un support à profil évolutif ou non sans glissement entre le rouleau (1 1 ) et l'ensemble bande-séparateur (5, 7) .
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'une légère inclinaison, de l'ordre de quelques degrés, est donnée à l'axe dudit rouleau (1 1 ) par rapport à un plan contenant l'axe (3) de rotation du support (1 ) et passant par le centre dudit rouleau (1 1 ) .
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande fibreuse continue (5) est réalisée sous la forme de tronçons de tissu de fibres pré-imprégnées de résine à fils de chaîne et de trame présentant une orientation par rapport à l'axe longitudinal de la bande différente respectivement de 0° et de 90°, lesdits tronçons étant aboutés sans surépaisseur.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la fabrication de ladite bande fibreuse continue (5) est réalisée en mettant en oeuvre les étapes suivantes : i. découpe en biais d'une bande (20) de tissu de fibres préimprégnées du commerce revêtue sur ses deux faces d'un film séparateur, ii. aboutage des bandes découpées (21 ) et de leurs séparateurs (22,
23) et solidarisation à l'aide d'éléments adhésifs (24) disposés à cheval sur les tronçons de séparateurs (22, 23) iii. redécoupage des bandes aboutées parallèlement à leurs bords longitudinaux pour constituer des bandes étroites (25), et iv. aboutage desdites bandes étroites avec fixation des éléments séparateurs (22, 23) par des éléments adhésifs (24) rapportés conformément à l'étape ii., en sorte de former ladite bande continue (5).
6. Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la bande fibreuse (5) est soumise à un chauffage immédiatement en amont du poste de dépose (1 0) .
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la bande fibreuse déposée (5) est, avant retrait dudit séparateur externe (7), soumise à un refroidissement (R) .
8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les séparateurs interne (6) et externe (7) sont rembobinés simultanément sur une même bobine entraînée à une vitesse déterminée, réglable.
9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dépose de la bande fibreuse (5) est automatisée par un système pilote (P) à commande numérique programmée contrôlant la vitesse de rotation du support (1 ), le freinage du dispositif (8, F) de délivrance de la bande (5), le rembobinage desdits séparateurs (6, 7) et commandant les déplacements et le positionnement du rouleau applicateur (1 1 ) .
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