FR3055576A1 - CUTTING DEVICE FOR FIBER PLACEMENT HEAD - Google Patents
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Abstract
Dispositif (300) de coupe d'au moins une bande de fibres (3), le dispositif comprenant : - un châssis (9), la bande de fibres étant destinée à circuler selon une direction de défilement (D) par rapport au châssis, - une lame de coupe (2) montée fixe par rapport au châssis et dotée d'au moins un bord tranchant (21), - au moins un élément mobile (4), mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l'élément mobile présentant une surface (41) non tranchante destinée à pousser la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et adaptée pour percuter le bord tranchant.Device (300) for cutting at least one fiber web (3), the device comprising: - a chassis (9), the fiber web being intended to circulate in a running direction (D) with respect to the chassis, - A cutting blade (2) fixedly mounted relative to the frame and provided with at least one cutting edge (21), - at least one movable element (4) movable relative to the frame in a movement having at least one component perpendicular to the running direction, the movable member having a non-cutting surface (41) for urging the fiber web against the cutting edge during said movement to sever the fiber web, and adapted to strike the cutting edge.
Description
© N° de publication : 3 055 576 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication no .: 3,055,576 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 58186 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE©) National registration number: 16 58186 ® FRENCH REPUBLIC
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COURBEVOIE © Int Cl8 : B 29 C 70/38 (2017.01), B 26 D 1/02, 1/45COURBEVOIE © Int Cl 8 : B 29 C 70/38 (2017.01), B 26 D 1/02, 1/45
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
Pty DISPOSITIF DE COUPE POUR TETE DE PLACEMENT DE FIBRES.Pty CUTTING DEVICE FOR FIBER PLACEMENT HEAD.
FR 3 055 576 - A1 ff) Dispositif (300) de coupe d'au moins une bande de fibres (3), le dispositif comprenant:FR 3 055 576 - A1 ff) Device (300) for cutting at least one strip of fibers (3), the device comprising:
- un châssis (9), la bande de fibres étant destinée à circuler selon une direction de défilement (D) par rapport au châssis,- a frame (9), the strip of fibers being intended to circulate in a running direction (D) relative to the frame,
- une lame de coupe (2) montée fixe par rapport au châssis et dotée d'au moins un bord tranchant (21),- a cutting blade (2) mounted fixed relative to the chassis and provided with at least one cutting edge (21),
- au moins un élément mobile (4), mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l'élément mobile présentant une surface (41 ) non tranchante destinée à pousser la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et adaptée pour percuter le bord tranchant.- at least one movable element (4), movable relative to the frame according to a movement having at least one component perpendicular to the direction of travel, the movable element having a non-sharp surface (41) intended to push the strip of fibers against the cutting edge during said movement to cut the strip of fibers, and adapted to strike the cutting edge.
Dispositif de coupe pour tête de placement de fibresCutting device for fiber placement head
L’invention concerne le domaine technique des machines de placement de fibres composites comprenant une tête d’application de bandes de fibres pour la réalisation de pièces en matériaux composites. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de coupe de bande de fibres utilisé dans les têtes d’application desdites machines de placement de fibres.The invention relates to the technical field of composite fiber placement machines comprising a head for applying fiber bands for producing parts made of composite materials. The present invention relates more particularly to a fiber strip cutting device used in the application heads of said fiber placement machines.
Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux composants non miscibles, mais ayant une forte capacité de pénétration, dont les propriétés se complètent. Dans les domaines aéronautique et automobile, on utilise communément des matériaux composites composés d’un assemblage de fibres et de résine. Pour la fabrication de pièces, on utilise des bandes ou bandelettes déjà constituées de fibres et de résine et emmagasinées en rouleau. Les industriels utilisent ces rouleaux de bande de fibres pour fabriquer des pièces plus importantes en assemblant des bouts de bandes de fibres, de dimensions différentes, les uns sur les autres.A composite material is an assembly of at least two immiscible components, but having a high penetration capacity, whose properties complement each other. In the aeronautical and automotive fields, composite materials are commonly used composed of an assembly of fibers and resin. For the production of parts, strips or strips already made of fibers and resin are used and stored in a roll. Industrialists use these rolls of fiber tape to manufacture larger pieces by assembling ends of fiber strips, of different dimensions, on top of each other.
Pour automatiser cette fabrication, on utilise par exemple des robots ou des portiques sur lesquels on installe des têtes de placement de fibres. Le terme « fibres » peut aussi être utilisé dans le domaine technique pour désigner les bandes de fibres. Pour permettre d’acheminer et de placer les bouts de bandes de fibres au bon endroit sur la pièce à fabriquer, la tête de placement de fibres possède un ou des outils de coupe au plus près de l’application sur la pièce.To automate this manufacturing, for example, robots or gantries are used on which fiber placement heads are installed. The term "fibers" can also be used in the technical field to designate strips of fibers. To allow routing and placing the ends of the fiber strips in the right place on the workpiece, the fiber placement head has one or more cutting tools as close as possible to the application on the workpiece.
Dans ce domaine, on connaît un certain nombre de techniques de coupe mises au point par différents fournisseurs de machines de placement de fibres. Les buts recherchés par ces techniques sont la précision de coupe et la réduction de l’encombrement du système de coupe pour une bonne agilité de la tête de placement de fibres. La composante économique n’est en revanche pas traitée par les techniques actuelles du marché.In this area, a number of cutting techniques are known which have been developed by different suppliers of fiber placement machines. The goals sought by these techniques are cutting precision and reducing the size of the cutting system for good agility of the fiber placement head. The economic component, on the other hand, is not dealt with by current market techniques.
On connaît notamment des systèmes de coupe de bandes de fibres utilisant des lames de coupe pour chaque bande de fibres à couper. Ces lames sont mobiles et heurtent les bandes de fibres sur des enclumes pour les sectionner. Les lames sont changées régulièrement pour garantir une bonne coupe, car le tranchant des lames s’émousse rapidement sur les enclumes à l’usage. Leurs remplacements entraînent des pertes financières dues à l’indisponibilité de la machine de placement de fibres pour la production de pièces. De plus, les lames sont des éléments d’usures plus ou moins coûteux.In particular, systems are known for cutting strips of fibers using cutting blades for each strip of fibers to be cut. These blades are mobile and strike the strips of fibers on anvils to cut them. The blades are changed regularly to ensure a good cut, because the edge of the blades dulls quickly on the anvils during use. Their replacements result in financial losses due to the unavailability of the fiber placement machine for the production of parts. In addition, the blades are more or less costly wear elements.
Une autre technique connue est d’utiliser des lames rotatives pour améliorer la coupe et la durée de vie des lames dans les outils de coupe. Cette technique présente l’inconvénient d’être difficile à mettre en œuvre dans un espace réduit et nécessite la mise place d’une pince spéciale pour maintenir la bande sur la lame pendant la coupe.Another known technique is to use rotary blades to improve the cut and the life of the blades in the cutting tools. This technique has the disadvantage of being difficult to implement in a reduced space and requires the installation of a special clamp to hold the strip on the blade during cutting.
Ainsi, un but de la présente invention est notamment de proposer un dispositif améliorant la fonction de coupe des bandes de fibres, tout en assurant une optimisation économique des éléments d’usure dudit dispositif.Thus, an object of the present invention is in particular to propose a device improving the cutting function of the strips of fibers, while ensuring economic optimization of the wearing elements of said device.
A cet effet, l’invention concerne un dispositif de coupe d’au moins une bande de fibres, le dispositif comprenant :To this end, the invention relates to a device for cutting at least one strip of fibers, the device comprising:
- un châssis, la bande de fibres étant destinée à circuler selon une direction de défilement par rapport au châssis, par exemple sur le châssis ;- a frame, the strip of fibers being intended to flow in a direction of travel relative to the frame, for example on the frame;
- une lame de coupe montée fixe par rapport au châssis et dotée d’au moins un bord tranchant ; et- a cutting blade mounted fixed relative to the chassis and provided with at least one cutting edge; and
- au moins un élément mobile, mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l’élément mobile présentant une surface non tranchante destinée à pousser la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et adaptée pour percuter le bord tranchant.- At least one movable element, movable relative to the frame according to a movement having at least one component perpendicular to the direction of travel, the movable element having a non-cutting surface intended to push the strip of fibers against the cutting edge during said movement to cut the strip of fibers, and adapted to strike the cutting edge.
Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :According to particular embodiments, the device comprises one or more of the following characteristics, taken alone or in any technically possible combination:
- la lame de coupe s’étend dans un plan, la direction de défilement formant avec le plan un angle inférieur ou égal à 90°, l’élément mcbile décrivant une trajectoire circulaire autour d’un axe pendant ledit mouvement, la surface formant de préférence un angle sensiblement égal à 90° avec le plan lorsque la surface percute le bord tranchant ;the cutting blade extends in a plane, the direction of travel forming with the plane an angle less than or equal to 90 °, the mcbile element describing a circular trajectory around an axis during said movement, the surface forming preferably an angle substantially equal to 90 ° with the plane when the surface strikes the cutting edge;
- le châssis comprend un support de bande situé en amont de la lame de coupe selon la direction de défilement et sur lequel la bande de fibres est destinée à glisser, le support de bande étant apte à redresser la bande de fibre après la coupe ;- The chassis comprises a strip support located upstream of the cutting blade in the running direction and on which the fiber strip is intended to slide, the strip support being able to straighten the fiber strip after cutting;
- la surface est adaptée pour bloquer la bande de fibres sur le support de bande par rapport au châssis ;- The surface is adapted to block the strip of fibers on the strip support relative to the frame;
- le mouvement de l’élément mobile comprend un coulissement linéaire par rapport à la lame de coupe, l’élément mobile définissant une ouverture dans laquelle la bande de fibres est destinée à circuler, la bande de fibres étant sectionnée lorsque la surface passe sous le bord tranchant ;the movement of the mobile element comprises a linear sliding with respect to the cutting blade, the mobile element defining an opening in which the strip of fibers is intended to circulate, the strip of fibers being cut when the surface passes under the sharp edge;
- l’élément mobile est adapté pour supporter la bande de fibres au niveau de l’ouverture au moins au début dudit mouvement ;- The mobile element is adapted to support the strip of fibers at the opening at least at the start of said movement;
- le dispositif comprend un élément mécanique pour déplacer l’élément mobile selon ledit mouvement ;- The device comprises a mechanical element for moving the mobile element according to said movement;
- l’élément mobile comprend une pièce haute et une pièce basse mobiles l’une par rapport à l’autre et définissant au moins en partie l’ouverture, la bande de fibres étant destinée à être pincée entre la pièce haute et la pièce basse avant d’être sectionnée ; etthe movable element comprises an upper part and a lower part which are movable with respect to each other and which define at least partially the opening, the strip of fibers being intended to be pinched between the upper part and the lower part before being cut; and
- le dispositif est adapté pour sectionner en outre au moins une deuxième bande de fibres, le dispositif comportant au moins un deuxième élément mobile, mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, le deuxième élément mobile étant destiné à pousser la deuxième bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la deuxième bande de fibres, et étant adapté pour percuter le bord tranchant.- The device is adapted to further cut at least one second strip of fibers, the device comprising at least one second movable element, movable relative to the frame according to a movement having at least one component perpendicular to the direction of travel, the second element mobile being intended to push the second strip of fibers against the cutting edge during said movement to cut the second strip of fibers, and being adapted to strike the cutting edge.
L’invention concerne également un ensemble d’un dispositif tel que décrit cidessus et d’au moins une bande de fibres, la bande de fibres circulant selon la direction de défilement par rapport au châssis, la surface poussant la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement pour sectionner la bande de fibres, et percutant le bord tranchant.The invention also relates to an assembly of a device as described above and of at least one strip of fibers, the strip of fibers circulating in the direction of travel relative to the frame, the surface pushing the strip of fibers against the edge. cutting during said movement to cut the strip of fibers, and striking the cutting edge.
L’invention concerne aussi un procédé de coupe d’au moins une bande de fibres, le procédé comprenant les étapes suivantes :The invention also relates to a process for cutting at least one strip of fibers, the process comprising the following steps:
- circulation de la bande de fibres par rapport à un châssis, de préférence sur le châssis, selon une direction de défilement,circulation of the strip of fibers with respect to a chassis, preferably on the chassis, in a running direction,
- fourniture d’une lame de coupe montée fixe sur le châssis et dotée d’au moins un bord tranchant, et- supply of a cutting blade mounted fixed on the chassis and provided with at least one cutting edge, and
- déplacement d’au moins un élément mobile par rapport au châssis selon un mouvement ayant au moins une composante perpendiculaire à la direction de défilement, l’élément mobile présentant une surface non tranchante poussant la bande de fibres contre le bord tranchant au cours dudit mouvement, sectionnant la bande de fibres, et percutant le bord tranchant.displacement of at least one movable element relative to the chassis in a movement having at least one component perpendicular to the direction of travel, the movable element having a non-cutting surface pushing the strip of fibers against the cutting edge during said movement , severing the strip of fibers, and striking the cutting edge.
Les caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et non limitative, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :The characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given only by way of example, and not limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:
- la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d’un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention ;- Figure 1 is a schematic view, in section, of a device according to a first embodiment of the invention;
- la figure 2 est une représentation schématique, en perspective, d’une variante du dispositif représenté sur la figure 1 ;- Figure 2 is a schematic representation, in perspective, of a variant of the device shown in Figure 1;
- la figure 3 est une vue en coupe d’un dispositif selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;- Figure 3 is a sectional view of a device according to a second embodiment of the invention;
- la figure 4 est une vue en coupe d’un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; et- Figure 4 is a sectional view of a device according to a third embodiment of the invention; and
- la figure 5 est une vue en perspective et agrandie du dispositif représenté sur la figure 4, les éléments mobiles étant toutefois une variante de celui représenté sur la figure 4.FIG. 5 is a perspective and enlarged view of the device shown in FIG. 4, the movable elements however being a variant of that shown in FIG. 4.
Les exemples de réalisation et de mise en œuvre de l’invention donnés dans la présente description concernent la fabrication de pièces en composite par placement de fibres dans le secteur de l’aéronautique, mais ne sont en rien limitatifs. L’invention peut en effet s’appliquer à tous les secteurs industriels nécessitant la découpe de bande de fibres pour l’encollage de celles-ci afin de réaliser des pièces. L’invention s’applique par exemple au secteur de l’automobile.The examples of embodiment and implementation of the invention given in this description relate to the manufacture of composite parts by placing fibers in the aeronautical sector, but are in no way limiting. The invention can indeed be applied to all industrial sectors requiring the cutting of a strip of fibers for gluing them in order to produce parts. The invention applies, for example, to the automotive sector.
En référence à la figure 1, on décrit un dispositif 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention.Referring to Figure 1, a device 1 is described according to a first embodiment of the invention.
Le dispositif 1 comprend un châssis 9 sur lequel sont fixés une lame de coupe 2 et un support de bande 5.The device 1 comprises a frame 9 on which are fixed a cutting blade 2 and a band support 5.
Une bande de fibres 3 défile sur le support de bande 5 selon une direction de défilement D dans une position de défilement. La bande de fibres 3 passe au-dessus de ou devant la lame de coupe 2, et glisse sur le support de bande 5.A strip of fibers 3 runs on the strip support 5 in a running direction D in a running position. The fiber strip 3 passes over or in front of the cutting blade 2, and slides on the strip support 5.
Dans la présente demande, « haut >> et « bas >>, de même que « au dessus >> et « en dessous >>, doivent s’entendre en rapport avec le haut et le bas de la figure à laquelle il est fait référence.In the present application, "top >> and" bottom >>, as well as "above" and "below", must be understood in relation to the top and bottom of the figure in which it is made reference.
Le support de bande 5 est avantageusement flexible et permet de positionner la bande de fibre 3 au-dessus du châssis 9 de sorte qu’elle puisse reprendre son chemin dans la direction de défilement D sans percuter ledit châssis 9 ou la lame 2, même après la coupe.The band support 5 is advantageously flexible and makes it possible to position the fiber band 3 above the chassis 9 so that it can resume its path in the direction of travel D without striking said chassis 9 or the blade 2, even after the cup.
Un élément mobile 4 est positionné au-dessus ou en vis-à-vis d’un bord tranchant 21 de la lame de coupe 2, la bande de fibres 3 passant entre la lame de coupe 2 et l’élément mobile 4. Cet élément mobile 4 est composé d’un corps 40 et d’une enclume 42.A mobile element 4 is positioned above or opposite a cutting edge 21 of the cutting blade 2, the strip of fibers 3 passing between the cutting blade 2 and the mobile element 4. This element mobile 4 is composed of a body 40 and an anvil 42.
L’enclume 42 présente au bord tranchant 21 une surface 41 qui recouvre la largeur de la bande de fibres 3 au niveau de la lame de coupe 2 et peut rentrer en contact avec le support de bande 5 lors des phases de coupe de la bande de fibres 3.The anvil 42 has at the cutting edge 21 a surface 41 which covers the width of the strip of fibers 3 at the level of the cutting blade 2 and can come into contact with the strip support 5 during the cutting phases of the strip of fibers 3.
La surface 41 est non tranchante. Elle peut être plane, concave ou convexe.The surface 41 is not sharp. It can be flat, concave or convex.
La lame de coupe 2 est fixée sur le châssis 9 par un dispositif de blocage 6, notamment une vis ou tout autre dispositif de blocage mécanique (ressort, aimants etc...). De manière avantageuse, la lame de coupe 2 possède deux bords tranchants 21 et 21’ opposés l’un à l’autre. La lame de coupe 2 s’étend selon un plan Z perpendiculaire à la direction de défilement D dans cet exemple.The cutting blade 2 is fixed to the chassis 9 by a locking device 6, in particular a screw or any other mechanical locking device (spring, magnets, etc.). Advantageously, the cutting blade 2 has two cutting edges 21 and 21 ′ opposite one another. The cutting blade 2 extends along a plane Z perpendicular to the direction of travel D in this example.
Lorsque le bord tranchant 21 est émoussé par la frappe répétée de l’enclume 42, il est possible de changer le sens de la lame de coupe 2 pour présenter à l’enclume le deuxième bord tranchant 21’ en bon état.When the cutting edge 21 is dulled by the repeated striking of the anvil 42, it is possible to change the direction of the cutting blade 2 to present the second cutting edge 21 ′ in good condition to the anvil.
Pour augmenter encore la durée de vie de la lame de coupe 2, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la lame de coupe 2 est déplacée selon une direction transversale T d’au moins une largeur de bande de fibres 3, afin de présenter une partie non émoussée du bord tranchant 21, 21’ au niveau de la frappe de l’enclume 42. Ainsi la partie émoussée de la lame de coupe 2 n’est plus sous la bande de fibres 3 à couper.To further increase the life of the cutting blade 2, according to a particular embodiment of the invention, the cutting blade 2 is moved in a transverse direction T by at least one width of fiber strip 3, so to present a non-blunt part of the cutting edge 21, 21 ′ at the level of the striking of the anvil 42. Thus the blunt part of the cutting blade 2 is no longer under the strip of fibers 3 to be cut.
La direction transversale T est par exemple orthogonale à la direction de défilement D.The transverse direction T is for example orthogonal to the direction of travel D.
L’enclume 42 est constituée d’une matière compatible avec la coupe de la bande de fibres 3. C’est une pièce d’usure, mais elle est moins chère et plus durable que la lame de coupe 2. Dans une variante de réalisation de l’invention, l’enclume 42 peut aussi être utilisée dans au moins deux sens pour allonger sa durée de vie.The anvil 42 is made of a material compatible with the cutting of the fiber strip 3. It is a wearing part, but it is less expensive and more durable than the cutting blade 2. In an alternative embodiment of the invention, the anvil 42 can also be used in at least two directions to extend its service life.
Un des avantages de l’élément mobile 4 portant l’enclume 42 est d’obtenir un effet de masse ou de coup de marteau qui améliore la rapidité du sectionnement de la bande de fibres 3.One of the advantages of the movable element 4 carrying the anvil 42 is to obtain a mass or hammer blow effect which improves the speed of cutting of the fiber strip 3.
L’élément mobile 4 est actionné directement ou indirectement par élément mécanique 7, par exemple un piston, qui lui donne un mouvement en direction de la lame de coupe 2, à partir d’une position initiale représentée sur la figure 1. Le mouvement possède une composante perpendiculaire à la direction de défilement D. Le mouvement est par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement. Le mouvement est avantageusement perpendiculaire au bord tranchant 21.The mobile element 4 is actuated directly or indirectly by mechanical element 7, for example a piston, which gives it a movement in the direction of the cutting blade 2, from an initial position shown in FIG. 1. The movement has a component perpendicular to the direction of travel D. The movement is for example substantially perpendicular to the direction of travel. The movement is advantageously perpendicular to the cutting edge 21.
L’enclume 42 percute la bande de fibres 3 et la pousse contre le bord tranchant 21 de la lame 2. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, si l’enclume 42 est assez large selon la direction de défilement D, elle peut également coincer la bande de fibres 3 contre le support de lame 5 puis continuer sa course jusqu’au bord tranchant 21. La bande de fibres 3 est arrêtée temporairement pendant la coupe.The anvil 42 strikes the strip of fibers 3 and pushes it against the cutting edge 21 of the blade 2. According to a particular embodiment of the invention, if the anvil 42 is wide enough in the direction of travel D, it can also wedge the fiber strip 3 against the blade support 5 and then continue its journey to the cutting edge 21. The fiber strip 3 is temporarily stopped during cutting.
La flexibilité du support de bande 5 permet de remonter la bande de fibres 3 audessus de la lame de coupe 2 lorsque l’élément mobile 4 remonte vers la position initiale.The flexibility of the band support 5 makes it possible to raise the fiber band 3 above the cutting blade 2 when the movable element 4 rises to the initial position.
En référence à la figure 2, on décrit un dispositif 100 constituant une variante du dispositif 1 représenté sur la figure 1.With reference to FIG. 2, a device 100 constituting a variant of the device 1 shown in FIG. 1 is described.
Le dispositif 100 est analogue au dispositif 1. Il diffère uniquement par le fait qu’il comprend trois supports de bande 5, 5’, 5” permettant de supporter trois bandes de fibres 3, 3’, 3” à couper indépendamment. Le dispositif 100 comprend aussi trois éléments mobiles 4 (non représentés).The device 100 is similar to the device 1. It differs only in that it comprises three tape supports 5, 5 ’, 5” allowing to support three strips of fibers 3, 3 ’, 3” to be cut independently. The device 100 also includes three mobile elements 4 (not shown).
La figure 3 représente un dispositif 200 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.FIG. 3 represents a device 200 according to a second embodiment of the invention.
Le dispositif 200 est analogue au dispositif 1 représenté sur la figure 1. Seules les différences seront décrites ci-après.The device 200 is similar to the device 1 shown in FIG. 1. Only the differences will be described below.
L’actionneur de l’élément mobile 4 est déporté pour permettre de gagner de la place au niveau de la tête d’application de la machine de placement de fibres. Pour cela, l’élément mobile 4 est monté sur un élément mécanique 7, telle qu’une bielle.The actuator of the mobile element 4 is offset to save space at the level of the application head of the fiber placement machine. For this, the mobile element 4 is mounted on a mechanical element 7, such as a connecting rod.
La bielle 7 est mise en rotation autour d’un axe 71 par au moins un actionneur. Cette configuration permet de faire décrire un arc de cercle Γ à l’enclume 42.The connecting rod 7 is rotated about an axis 71 by at least one actuator. This configuration allows an anvil 42 to be described as an arc of a circle Γ.
La lame de coupe 2 est inclinée par rapport à la direction de défilement d’un angle a inférieur ou égal à 90°.The cutting blade 2 is inclined relative to the direction of travel by an angle a less than or equal to 90 °.
La lame de coupe 2 est percutée par la surface 41 de l’enclume 42 selon un angle β sensiblement égal à 90° lorsque la bielle 7 pivoteautour de l’axe 71.The cutting blade 2 is struck by the surface 41 of the anvil 42 at an angle β substantially equal to 90 ° when the connecting rod 7 pivots around the axis 71.
Grâce à ce mouvement, la surface 41 pousse la bande de fibres 3 vers la lame de coupe 2 qui la sectionne au contact de son bord tranchant 21. Dans un mode particulier de mise en œuvre de l’invention, la surface 41 peut coincer la bande de fibres 3 contre le support de bande 5 dans le même mouvement de coupe.Thanks to this movement, the surface 41 pushes the strip of fibers 3 towards the cutting blade 2 which cuts it in contact with its cutting edge 21. In a particular embodiment of the invention, the surface 41 can wedge the fiber strip 3 against the strip support 5 in the same cutting movement.
A la remontée de l’enclume 42, le support de bande 5 remonte la bande de fibres 3 dans la position de défilement.When the anvil 42 is raised, the band support 5 goes up the fiber band 3 in the running position.
Des dispositifs de blocage 6 maintiennent la lame de coupe 2 par rapport au châssis 9.Locking devices 6 hold the cutting blade 2 relative to the chassis 9.
Selon un mode de réalisation particulier (figure 2), la lame de coupe 2 sectionne plusieurs bandes de fibres grâce à plusieurs éléments mobiles 4 et plusieurs bielles 7.According to a particular embodiment (FIG. 2), the cutting blade 2 cuts several strips of fibers thanks to several mobile elements 4 and several connecting rods 7.
Les figures 4 et 5 représentent un dispositif 300 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le dispositif 300 est analogue au dispositif 200 montré sur la figure 3. Seules les différences seront décrites ci-après.Figures 4 and 5 show a device 300 according to a third embodiment of the invention. The device 300 is similar to the device 200 shown in FIG. 3. Only the differences will be described below.
Le dispositif 300 comporte par exemple deux élément mobiles 4, 4’ (figure 5) permettant de couper deux bandes de fibres 3 sur une même lame de coupe 2. Les éléments mobiles 4, 4’ sont entraînés par deux bielles 7, 7’. Les éléments mobiles 4, 4’ étant analogues entre eux, seul l’élément mobile 4 et son fonctionnement seront décrits.The device 300 comprises for example two mobile elements 4, 4 ′ (FIG. 5) making it possible to cut two strips of fibers 3 on the same cutting blade 2. The mobile elements 4, 4 ’are driven by two connecting rods 7, 7’. The mobile elements 4, 4 ’being analogous to each other, only the mobile element 4 and its operation will be described.
La bielle 7 est actionnée par au moins un piston (non représenté) pour pivoter autour de son axe 71.The connecting rod 7 is actuated by at least one piston (not shown) to pivot around its axis 71.
L’élément mobile 4 est traversant et laisse passer la bande de fibres 3 par une ouverture 44. L’élément mobile 4 coulisse le long de la lame de coupe 2 dont le bord tranchant 21 est en contact avec l’élément mobile 4. L’élément mobile 4 a un mouvement sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement D.The mobile element 4 is traversing and lets the fiber strip 3 pass through an opening 44. The mobile element 4 slides along the cutting blade 2, the cutting edge 21 of which is in contact with the mobile element 4. L mobile element 4 has a movement substantially perpendicular to the direction of travel D.
La lame de coupe 2 est maintenue en position par des éléments 6 de maintien pour garantir le contact du bord tranchant 21 avec l’élément mobile 4.The cutting blade 2 is held in position by holding elements 6 to guarantee contact of the cutting edge 21 with the movable element 4.
L’ouverture 44 comprend une surface 41 qui se trouve à l’opposé de la lame de coupe 2 par rapport à la bande de fibre 3 engagée dans l’ouverture. L’ouverture 44 est avantageusement plus haute du côté de l’entrée de la bande de fibres 3 selon la direction de défilement D, pour éviter un coincement de la bande de fibres entre le châssis 9 et l’élément mobile 4 lors du coulissement.The opening 44 includes a surface 41 which is opposite the cutting blade 2 with respect to the fiber strip 3 engaged in the opening. The opening 44 is advantageously higher on the entry side of the fiber strip 3 in the direction of travel D, to avoid jamming of the fiber strip between the frame 9 and the movable element 4 during sliding.
En variante (non représentée), le châssis 9 est chanfreiné du côté de l’entrée des bandes de fibres 3 selon la direction de défilement D pour aboutir au même résultat, c'està-dire éviter un coincement de la bande de fibres 3 entre le châssis 9 et l’élément mobileAs a variant (not shown), the frame 9 is chamfered on the entry side of the fiber strips 3 in the direction of travel D to achieve the same result, that is to say to avoid jamming of the fiber strip 3 between the chassis 9 and the movable element
4.4.
La partie haute de l’orifice de sortie de l’ouverture 44 peut prendre différentes géométries pour optimiser la coupe de la bande de fibres 3. Elle peut par exemple mettre la bande de fibres 3 en contact avec la lame de coupe 2 sur toute sa largeur selon la direction transversale T simultanément, ou commencer par un côté de la bande de fibres ou encore commencer par les extrémités transversales de la bande de fibres 3 pour aller vers le centre de la bande de fibres.The upper part of the outlet orifice of the opening 44 can take different geometries to optimize the cutting of the strip of fibers 3. It can for example bring the strip of fibers 3 into contact with the cutting blade 2 over its whole width in the transverse direction T simultaneously, or start with one side of the fiber strip or start with the transverse ends of the fiber strip 3 to go towards the center of the fiber strip.
La bielle 7 coopère avec l’élément mobile 4, directement ou par l’intermédiaire d’une pièce mécanique 72 afin de limiter les frottements sur l’élément mobile 4, par exemple un roulement. Le mouvement de rotation de la bielle 7 autour de l’axe 71 est ainsi transformé en mouvement de l’élément mobile 4, ici une translation rectiligne.The connecting rod 7 cooperates with the movable element 4, directly or by means of a mechanical part 72 in order to limit friction on the movable element 4, for example a bearing. The rotational movement of the connecting rod 7 around the axis 71 is thus transformed into movement of the mobile element 4, here a rectilinear translation.
Le haut de l’élément mobile 4, qui est en contact par exemple avec le roulement 72, est avantageusement incliné par rapport à la direction de défilement D pour que la bielle 7 puisse exercer une force vers la lame de coupe 2 garantissant un meilleur contact du bord tranchant 21 avec l’élément mobile 4.The top of the mobile element 4, which is in contact for example with the bearing 72, is advantageously inclined relative to the direction of travel D so that the connecting rod 7 can exert a force towards the cutting blade 2 guaranteeing better contact of the cutting edge 21 with the movable element 4.
Lors de l’actionnement de la bielle 7 par un actionneur, la bielle pivote autour de l’axe 71 et pousse l’élément mobile 4 vers le bas, en direction du châssis 9. La surface 41 rentre en contact avec la bande de fibre 3 et la pousse vers le bord tranchant 21 de la lame de coupe 2 entraînant son sectionnement par effet guillotine.When the connecting rod 7 is actuated by an actuator, the connecting rod pivots about the axis 71 and pushes the movable element 4 downwards, in the direction of the chassis 9. The surface 41 comes into contact with the fiber strip 3 and pushes it towards the cutting edge 21 of the cutting blade 2 causing its cutting by guillotine effect.
Lorsque la bielle 7 revient à sa position initiale, l’élément mobile 4 remonte et endosse le rôle de support de bande pour repositionner la bande de fibres 3 dans la position de défilement.When the connecting rod 7 returns to its initial position, the mobile element 4 rises and assumes the role of band support to reposition the fiber band 3 in the running position.
L’élément mobile 4 peut remonter de différentes manières, notamment par l’action d’un ressort 8 situé sous l’élément mobile 4 ou par une liaison entre l’élément mobile 4 et la bielle 7.The mobile element 4 can be raised in different ways, in particular by the action of a spring 8 located under the mobile element 4 or by a connection between the mobile element 4 and the connecting rod 7.
Selon une variante du dispositif 300 représentée uniquement sur la figure 5, les éléments mobiles 4, 4’ sont en au moins deux parties.According to a variant of the device 300 shown only in FIG. 5, the mobile elements 4, 4 ’are in at least two parts.
Une partie haute 45 et une partie basse 46 délimitent l’ouverture 44. Les partie haute 45 et la partie basse 46 sont mobiles l’une vers l’autres, de sorte que, lorsqu’on exerce une pression sur la partie haute 45 de l’élément mobile 4 par la bielle 7, les parties referment l’ouverture 44 et bloquent la bande de fibres 3. L’élément mobile 4 continue à descendre, entraînant la bande de fibres 3 sur le bord tranchant 21 de la lame de coupe 2 pour obtenir le cisaillement par effet guillotine.An upper part 45 and a lower part 46 delimit the opening 44. The upper part 45 and the lower part 46 are movable towards one another, so that, when pressure is exerted on the upper part 45 of the movable element 4 by the connecting rod 7, the parts close the opening 44 and block the strip of fibers 3. The movable member 4 continues to descend, driving the strip of fibers 3 on the cutting edge 21 of the cutting blade 2 to obtain the shearing by guillotine effect.
Lorsque la bielle 7 remonte, l’élément mobile 4 remonte et les deux parties se séparent pour définir à nouveau l’ouverture 44. La partie haute 45 et la partie basse 46 peuvent coulisser l’une dans l’autre pour réaliser ce mouvement de l’une vers l’autre, ou réalisent toute autre construction permettant de fermer l’ouverture 44 sur la bande de fibres 3 lorsque la bielle 7 actionne l’élément mobile 4.When the connecting rod 7 rises, the movable element 4 rises and the two parts separate to define the opening 44 again. The upper part 45 and the lower part 46 can slide one inside the other to achieve this movement of towards each other, or make any other construction allowing the opening 44 to be closed on the fiber strip 3 when the connecting rod 7 actuates the movable element 4.
Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, les dispositif 1, 100 et 200, ainsi que leurs variantes, améliorent la fonction de coupe des bandes de fibres et présentent un encombrement réduit, tout en assurant une optimisation économique des éléments d’usure dudit dispositif.Thanks to the characteristics described above, the devices 1, 100 and 200, as well as their variants, improve the cutting function of the strips of fibers and have a reduced bulk, while ensuring an economic optimization of the wearing elements of said device.
L’effet massue, apporté par l’élément mobile 4, est plus important lorsque c’est la massue qui se déplace entraînant une coupe de la bande de fibres 3 plus nette et plus rapide.The club effect, provided by the movable element 4, is greater when it is the club which moves, resulting in a sharper and faster cutting of the strip of fibers 3.
L’utilisation d’une lame de coupe 2 unique pour couper plusieurs bandes de fibres avec plusieurs éléments mobiles 4 a l’avantage de faciliter la maintenance et d’être plus économique à l’achat. La lame 2 se remplace ou se retourne en une seule opération permettant le retour en service de la machine de placement de fibres plus rapidement qu’en utilisant une multitude de lames.The use of a single cutting blade 2 to cut several strips of fiber with several moving elements 4 has the advantage of facilitating maintenance and being more economical to purchase. Blade 2 can be replaced or turned in a single operation, allowing the fiber placement machine to return to service more quickly than using a multitude of blades.
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