Procédé et dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin

Abstract

 L'invention concerne un procédé et un dispositif permettant d'implanter des joncs (J') sur un mandrin (M).
Le jonc (J) arrive sous la forme d'un fil continu qui est tronçonné à la longueur désirée par une meule (98) juste avant d'être implanté dans le mandrin. L'extrémité du jonc (J) non coupé adjacente à la meule est maintenue dans une pince formée de deux mors (92). Simultanément, à l'implantation d'un jonc tronçonné (J'), on réalise une perforation (P) dans le mandrin, servant à l'implantation ultérieure d'un jonc.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé d'implanta- fion de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe par pression, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

[0002] Pour la fabrication de pièces creuses de révolution formées de fils s'étendant selon au moins trois directions différentes non situées dans un même plan, on a déjà proposé dans le brevet français n° 2408676 d'implanter des joncs radialement sur un mandrin support, puis de disposer dans les couloirs longitudinaux et circonférentiels formés entre les joncs, par bobinage et par tramage, des nappes de fils superposées. La pièce ainsi obtenue est ensuite imprégnée d'une résine thermodurcissable dont la polymérisation permet de durcir l'ensemble.

[0003] Dans la pratique, le mandrin est réalisé, au moins sur sa partie périphérique, en une mousse rigide telle qu'une mousse phénolique ou qu'une mousse de polyuréthane. Les joncs sont généralement réalisés quant à eux en éléments fibreux prépolymérisés.

[0004] Compte tenu notamment des défauts d'homogénéité de la mousse du mandrin et des défauts de rectitude des joncs, la fabrication de pièces épaisses avec le dispositif décrit dans le brevet français n° 2408676 présente de nombreuses difficultés.

[0005] Afin de résoudre ces difficultés, on a proposé dans le brevet français n° 2509706 de réaliser des perforations préalables dans le mandrin avant d'implanter les picots.

[0006] Malgré les bons résultats obtenus à l'aide du dispositif décrit dans ce dernier brevet, ce dispositif, ainsi que le dispositif antérieur faisant l'objet du brevet français n° 2408676, présentent certaines limitations dues principalement à la nécessité de les alimenter à l'aide de joncs préalablement tronçonnés.

[0007] II en résulte dans les deux cas que l'alimentation en joncs du dispositif d'implantation s'effectue par gravité. Les dispositifs ne peuvent donc qu'être placés verticalement au-dessus du mandrin. Cela présente des inconvénients évidents, notamment lors de la fabrication de pièces de grandes dimensions, car le dispositif d'implantation devient alors difficilement accessible et empêche tout dégagement de la pièce par le haut au moyen d'un engin de levage.

[0008] De plus, l'alimentation en joncs tronçonnés des dispositifs d'implantation existants s'effectue généralement à l'aide de bols vibrants dont la structure interdit pratiquement l'implantation de joncs de grande longueur.

[0009] Enfin, dans le dispositif décrit dans le brevet français n° 2509706, on a recours à un système à barillet pour assurer le stockage intermédiaire des joncs avant leur implantation, ce qui complique la structure de la machine et accroît par conséquent son coût et les risques de panne.

[0010] La présente invention a précisément pour objet un procédé et un dispositif d'implantation de joncs ne présentant pas les inconvénients de la technique antérieure et permettant notamment d'implanter des joncs de grande longueur dans n'importe quelle direction et sans stockage intermédiaire.

[0011] A cet effet, il est proposé un procédé d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe, consistant à implanter des joncs dans le mandrin, caractérisé en ce qu'on implante chaque jonc après avoir amené un jonc sous forme de fil continu dans une position d'attente, puis coupé ce jonc à la longueur souhaitée.

[0012] De préférence, on coupe le jonc en maintenant l'extrémité adjacente du jonc non coupé.

[0013] L'invention a également pour objet un dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe, comprenant un bâti supportant une tête d'implantation comportant au moins un passage apte à recevoir un jonc, au moins une tige d'implantation pouvant être alignée avec ledit passage, et des moyens pour déplacer ladite tige parallèlement à elle-même dans l'un et l'autre sens, caractérisé en ce que le bâti supporte de plus des moyens pour couper le jonc lorsqu'il est dans ledit passage et des moyens pour déplacer ladite tête entre une position d'alimentation et de découpe dans laquelle le jonc peut être coupé par lesdits moyens de coupe et une position d'implantation dans laquelle ledit passage est aligné avec la tige d'implantation.

[0014] Afin de définir la position d'attente du jonc, le bâti supporte de préférence une butée située dans le prolongement dudit passage lorsque la tête se trouve dans la position d'alimentation et de découpe.

[0015] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le bâti supporte de plus des moyens de préhension aptes à maintenir l'extrémité du jonc non coupé adjacente auxdits moyens de coupe.

[0016] Afin de permettre un réglage de la longueur des joncs implantés, des moyens peuvent être prévus pour déplacer les moyens de coupe parallèlement audit passage par rapport au bâti.

[0017] Pour permettre la réalisation de perforations préalables dans le mandrin, la tête supporte de préférence au moins un poinçon parallèle audit passage et des moyens pour solliciter le poinçon vers une position rétractée, lesdits moyens pour déplacer la tige d'implantation agissant simultanément sur le poinçon dans le sens correspondant à l'implantation du jonc, afin de réaliser une perforation dans le mandrin, lorsque ladite tête est dans la position d'implantation.

[0018] Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif d'implantation comprend de plus des moyens pour introduire pas à pas le jonc continu dans ledit passage.

[0019] On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue de côté représentant de façon - schématique l'ensemble du dispositif d'implantation selon l'invention,

- la figure 2 est une vue de côté, en coupe partielle et à plus grande échelle de l'ensemble de découpe et d'implantation des joncs et de perforation du mandrin du dispositif de la figure 1,

- la figure 3 est une vue de dessus en coupe partielle de l'ensemble représenté sur la figure 2, et

- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2.

[0020] Comme l'illustre très schématiquement la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend principalement un ensemble 74 permettant de découper un jonc J constitué par un fil continu, d'implanter radialement les joncs tronçonnés J' dans le mandrin M et de réaliser dans celui-ci des perforations préalables P.

[0021] Le dispositif d'implantation comprend de plus un ensemble 75 servant à alimenter pas à pas l'ensemble 74 à partir d'une bobine 76 sur laquelle est enroulé le jonc continu J.

[0022] L'ensemble 75 comprend deux poulies 77, 78 entre lesquelles passe le jonc J. L'entraînement de celui-ci est réalisé par la rotation de la poulie 78 commandée par un moteur pas à pas 79 par l'intermédiaire d'une courroie 80.

[0023] Dans le mode de réalisation représenté, l'alimentation et l'implantation se font horizontalement Toutefois, toute autre orientation du dispositif peut être envisagée, sans aucune modification de celui-ci.

[0024] De préférence, bien que non nécessairement, les ensembles 74 et 75, ainsi que la bobine 76, sont supportés par une table unique 81.

[0025] Une description détaillée de l'ensemble 74 de découpe du jonc continu J, d'implantation des joncs tronçonnés J' dans le mandrin M et de perforation préalable de celui-ci va maintenant être faite en se référant aux figures 2 à 4.

[0026] L'ensemble d'implantation de joncs 74 comporte tout d'abord un bâti 82 fixé sur la table 8₁. Ce bâti 82 supporte une platine 86 de façon coulissante selon une direction Y parallèle à la direction d'arrivée du jonc J, c'est-à-dire radiale par rapport au mandrin M, par l'intermédiaire de deux colonnes 84. Le réglage de la position de la platine 86 sur les colonnes 84 permet de faire varier la longueur des joncs implantés.

[0027] La platine 86 présente un trou horizontal 88 dans lequel est introduit le jonc J non tronçonné. L'introduction du jonc J dans le trou 88 est effectuée pas à pas à partir de la bobine 76 à l'aide de l'ensemble d'alimentation 75 (figure 1).

[0028] Comme l'illustre notamment la figure 4, le trou 88 est prolongé par une fente 90 formée dans un mors femelle 92 solidaire de la platine 86. Un mors mâle mobile 94 est monté dans la platine 86 de façon à pouvoir se déplacer perpendiculairement au jonc J, c'est-à-dire dans le cas de la figure 4 parallèlement à l'axe du mandrin, sous l'action d'un vérin 96. Les mors 92 et 94 forment ainsi une pince de préhension permettant de maintenir l'extrémité du jonc non coupé J lors de la découpe d'un segment J' de celui-ci.

[0029] A cet effet, les mors 92 et 94 de la pince sont placés légèrement en retrait par rapport à une meule diamantée 98 en forme de disque disposée perpendiculairement au jonc J. L'axe horizontal 98a de la meule 98 est monté de façon tournante dans un support de meule 100 supporté par la platine 86. Afin de permettre le déplacement de la meule 98 selon une direction perpendiculaire à celle du jonc J, le support 100 est monté de façon coulissante sur la platine 86 par l'intermédiaire de colonnes de guidage 102. Des ressorts de traction 104 sont accrochés sur le support 100 et sur la platine 86 afin de ramener la meule 98 dans une position telle que celle-ci ne soit pas située dans le prolongement du trou 88 et de la fente 90. Cette position d'attente est représentée sur les figures 2 et 4.

[0030] Le déplacement de la meule à l'encontre de l'action des ressorts 104 afin de commander la coupe du jonc J est réalisé au moyen d'un vérin 106 interposé entre la platine 86 et le support 100.

[0031] La rotation de la meule 98 est commandée quant à elle par un moteur 108 monté sur la platine 86 et entraînant en rotation l'axe 98a de la meule par l'intermédiaire d'un système de poulies et de courroie 110 placé sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement du support 100, afin que la courroie reste constamment en appui sur les poulies.

[0032] Sur la figure 2, on voit que le bâti 82 comporte un prolongement 82a qui s'étend en direction du mandrin. Ce prolongement 82a supporte à son extrémité une tête d'implantation 110 destinée à être placée au voisinage immédiat du mandrin M. La tête 110 comporte un prolongement 110a qui s'étend radialement vers l'extérieur par rapport au mandrin jusqu'à proximité de la meule 98, afin d'assurer le guidage du jonc J à l'intérieur d'une rainure 110b formant un passage pouvant être placé dans le prolongement du trou 88.

[0033] La tête d'implantation 1₁0 est montée à l'extrémité du prolongement 82a de façon à pouvoir se déplacer attema- tivement vers le haut ou vers le bas perpendiculairement au trajet horizontal du jonc J. A cet effet, la tête 110 est montée de façon coulissante sur des colonnes 112 solidaires du prolongement 82a du bâti. La commande du déplacement de la tête ₁10 le long des colonnes ₁12 est effectuée au moyen d'un vérin 114 interposé entre le prolongement 82a et la tête 110. Ce déplacement vertical de la tête 110 est destiné à amener celle-ci alternativement dans une position d'alimentation et de découpe dans laquelle la rainure 110b est placée dans le prolongement du trou 88 par lequel arrive le jonc J (en trait plein sur la figure 2) et une position d'implantation située au-dessus de la position de chargement (en traits mixtes sur la figure 2).

[0034] Lorsque la tête 110 est située dans la position de chargement représentée en trait plein sur la figure 2, une butée 116 solidarisée de l'extrémité du prolongement 82a le plus proche du mandrin par une vis 118 autorisant un réglage de la position de la butée se trouve située dans le prolongement de la rainure 110b. Le jonc J est donc arrêté par la butée 116 lorsqu'il est introduit dans la rainure 11 Ob.

[0035] Lorsqu'on désire implanter des joncs de faible longueur, on fixe sur 1e prolongement 82a du bâti, entre la butée 116 et la meule 98, une languette amovible 119 dont l'extrémité obture la rainure 110b lorsque la tête 110 est située dans la position de chargement représentée en trait plein sur la figure 2. Le jonc J est alors arrêté par la languette 119 lorsqu'il est introduit dans la rainure. La forme de la languette, rectiligne ou en S, détermine la longueur du jonc découpé par la meule 98.

[0036] Sur toute la longueur de la tête 110, y compris le prolongement 110a, le côté ouvert de la rainure 110b est normalement fermé par une porte 120 (figures 2 et 4), de façon à constituer un passage pour le jonc. Cette porte 120 est montée sur la tête 110 de façon à pouvoir coulisser dans le plan horizontal perpendiculairement à la direction du jonc J, sous l'action d'un piston 122. Un ressort 124 maintient normalement la porte dans sa position assurant la fermeture de la rainure 110b, la mise en oeuvre du piston 122 ayant pour fonction de permettre la rotation du mandrin après l'implantation d'un jonc J'.

[0037] Comme l'illustre en particulier la figure 4, un étrier 126 solidaire soit du bâti 82, soit de la tête 110 permet de plaquer en permanence la porte 120 contre cette dernière au niveau de la rainure 110b.

[0038] Comme l'illustrent plus précisément les figures 2 et 3, la platine 86 supporte également de façon coulissante, approximativement au-dessus des mors 92 et 94 du système de préhension et de l'ensemble de découpe du jonc qui lui est associé, une plaque support 128. Cette plaque se déplace parallèlement à la direction radiale définie par le jonc J sur des colonnes 130 fixées à la platine 86, sous l'action d'un vérin 132 également monté sur la platine.

[0039] La plaque 128 supporte tout d'abord une tige de poussée 134 qui se trouve située dans le prolongement de la rainure 110b formée dans la tête 110, lorsque celle-ci est en position haute d'implantation. Etant donné que, dans cette position, la butée 116 ne se trouve plus en face de l'extrémité de la rainure 110b la plus proche du mandrin, on comprend que la mise en oeuvre du vérin 132 introduit la tige de poussée 134 dans la rainure 110b, ce qui a pour effet d'implanter dans le mandrin M le jonc tronçonné J' qui se trouve dans la rainure sur une longueur légèrement inférieure à ce déplacement

[0040] De préférence et comme l'illustre la figure 3, l'extrémité de la tige de poussée 134 traverse un guide 136 qui coulisse sur l'une des colonnes 130 et supporte lui-même une colonne parallèle 138 reçue de façon coulissante dans la plaque support 128.

[0041] Comme l'illustre en particulier la figure 3, la plaque 128 supporte également une tige de commande d'avant trou 140, disposée également parallèlement à la direction radiale définie par le jonc J. Lorsque la tète 110 se trouve dans sa position haute d'implantation, l'extrémité de la tige de commande d'avant trou 140 est en appui sur une enclume 142 montée de façon coulissante dans la tête 110. L'enclume 142 est solidaire d'une plaque porte-poinçon 144 supportant un poinçon 146. Ce poinçon 146, également disposé selon la direction radiale définie par le jonc J, traverse l'extrémité de la tête 110, de telle sorte que son extrémité affleure normalement la face terminale de la tête d'implantation lorsqu'il est en position rétractée. L'ensemble constitué par l'enclume 142, la plaque 144 et le poinçon 146 se déplace à l'intérieur de la tête 110 parallèlement à la direction définie par le jonc J sur des colonnettes 148.

[0042] On comprend que la mise en oeuvre du vérin 132 permet, par faction de la tige 40 sur l'enclume 142, d'enfoncer le poinçon 146 dans le mandrin, dans le même temps où un jonc J' préalablement tronçonné est enfoncé par la tige 134 dans une perforation P réalisèe au préalable dans le mandrin par le poinçon 146. On réalise ainsi simultanément une perforation dans le mandrin et l'implantation d'un jonc tronçonné dans une perforation réalisée précédemment.

[0043] Etant donné que la tête d'implantation 110 peut se déplacer entre la position d'implantation et la position d'alimentation et de découpe, il n'est pas possible de commander le rappel du poinçon 146 en agissant sur le vérin 132. Pour cette raison, on voit sur la figure 3 qu'un piston de rappel 150 est interposé entre la tête 110 et la plaque 14₄ à l'opposé de l'enclume 142.

[0044] Le dispositif d'implantation qui vient d'être décrit fonctionne de façon séquentielle, en synchronisme avec les moteurs commandant le déplacement relatif pas à pas entre le mandrin M et ce dispositif.

[0045] En ce qui concerne ce déplacement relatif, il peut notamment être réalisé par la combinaison d'une rotation pas à pas du mandrin avec un déplacement pas à pas du dispositif d'implantation parallèlement à la génératrice adjacente du mandrin. Ces déplacements peuvent être obtenus par tous moyens connus.

[0046] Le fonctionnement du dispositif d'implantation est le suivant.

[0047] La tête d'implantation 110 étant en position d'alimentation et de découpe, la pince formée par les mors 92 et 94 ouverte, les vérins 106, 122 et 132 en position rétractée et le piston 150 actionné, on introduit à l'aide de l'ensemble 75 le jonc J non coupé dans la rainure 110b, jusqu'à ce que son extrémité vienne en appui sur la butée 116.

[0048] La pince de préhension de l'extrémité du jonc J non coupé adjacente à la meule 98 est alors serrée sous l'action du vérin 96.

[0049] La découpe d'un segment de jonc J' situé dans la rainure 110b est ensuite réalisée. A cet effet, la meule 98 est entraînée en rotation par le moteur 108 et le vérin 106 est mis en oeuvre. A la fin de la découpe, le moteur 108 est arrêté et le vérin 106 relâché, les ressorts 104 ramenant alors la meule en position d'attente telle que représentée sur les figures 2 et 4.

[0050] La tête 110 est alors amenée en position d'implantation par le vérin 114. L'extrémité de la rainure 110b n'est donc plus obturée par la butée 116.

[0051] La mise en oeuvre du vérin 132 a pour effet d'assurer simultanément la réalisation d'une perforation P dans le mandrin et l'insertion du jonc J' qui vient d'être coupé dans une perforation réalisée au préalable. Le vérin 132 et le vérin 150 ramènent ensuite la tige de poussée 134 et le poinçon 146 en position rétractée.

[0052] Après une mise en oeuvre du piston 122 pour libérer le jonc J' qui vient d'être implanté, la tête 110 revient dans sa position d'alimentation et de découpe sous l'action du vérin 114 et la porte 120 est immédiatement refermée.

[0053] On libère ensuite l'extrémité du jonc J en ouvrant la pince formée par les mors 92 et 94, de sorte qu'on se retrouve dans la position initiale. Les déplacements relatifs entre le dispositif d'implantation et le mandrin peuvent alors être commandés pour avancer d'un pas, avant que ne recommence la même succession d'opérations.

Revendications

1. Procédé d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe, consistant à implanter des joncs (J) dans le mandrin, caractérisé en ce qu'on implante chaque jonc après avoir amené un jonc sous forme de fil continu dans une position d'attente, puis coupé ce jonc à la longueur souhaitée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on coupe le jonc en maintenant l'extrémité adjacente du jonc non coupé.

3. Dispositif d'implantation de joncs sur un mandrin support réalisé en un matériau apte à recevoir les joncs par implantation directe, comprenant un bâti (82) supportant une tête d'implantation (110) comportant au moins un passage (110b) apte à recevoir un jonc (J), au moins une tige d'implantation (134) pouvant être alignée avec ledit passage, et des moyens (132) pour déplacer ladite tige (134) parallèlement à elle-même dans l'un et l'autre sens, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte de plus des moyens (98, 106, 108) pour couper le jonc (J) lorsqu'il est dans ledit passage (110b) et des moyens (114) pour déplacer ladite tête (110) entre une position d'alimentation et de découpe dans laquelle le jonc peut être coupé par lesdits moyens de coupe (98, 106, ₁08) et une position i d'implantation dans laquelle ledit passage (110b) est aligné avec la tige d'implantation (134).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte une butée (116) située dans le prolon- ₅ gement dudit passage (110b) lorsque la tête (110) se trouve dans la position d'alimentation et de découpe.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte de plus des moyens de préhension (90 à 96) aptes à maintenir l'extrémité du jonc non coupé adjacente auxdits moyens de coupe (98, 106, 108).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que des moyens (84) de réglage de la longueur des joncs implantés sont prévus pour déplacer les moyens de coupe (98, 106, 108) parallèlement audit passage (11 Ob) par rapport au bâti (82).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite tête (110) supporte au moins un poinçon (146) parallèle audit passage (110b) et des moyens (150) pour solliciter le poinçon vers une position rétractée, lesdits moyens (132) pour déplacer la tige d'implantation (134) agissant simultanément sur le poinçon dans le sens correspondant à l'implantation du jonc, afin de réaliser une perforation dans le mandrin, lorsque ladite tête (110) est dans la position d'implantation.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'un des côtés dudit passage (110b) est formé sur une porte amovible (120) normalement fermée actionnée par des moyens d'ouverture (122) lorsqu'un déplacement relatif entre le dispositif d'implantation et le mandrin doit être effectué.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens (75) pour introduire pas à pas le jonc continu (J) dans ledit passage (110b).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le bâti (82) supporte une languette amovible (119) dont l'extrémité pénètre dans ledit passage (110b) lorsque la tête (110) se trouve dans la position d'alimentation et de découpe.

Dessins