Brevet FR2093938A1 — publié le 19720204

1922k 1. 2093938 La présente invention est relative aux machines à feutrer à aiguilles, appelées aussi "machines à aiguilleter", destinées à la production de feutre à partir de fibres textiles par l'action d'aiguilles de feutrage à barbes, et elle concerne plus particu-5 lièrement une machine à feutrer à aiguilles perfectionnée, dans laquelle les forces massiques et les forces d'accélération sont presque complètement équilibrées, de sorte que la machine peut fonctionner à une vitesse élevée. La pénétration d'aiguilles à barbes dans une bande ou nappe 10 de fibres disposées librement les unes sur les autres, provoque un entrelacement des fibres qui se traduit par une nouvelle orientation et un enchevêtrement de celles-ci, de sorte qu'on obtient une bande comprimée et cohérente. Le produit obtenu par ce procédé est un tissu non tissé semblable à du feutre, qui est utilisé pour 15 des couvertures, des vêtements, des tissus d'ameublement et pour d'autres articles. Du-fait que ces tissus non tissés obtiennent leur force de cohésion de l'enchevêtrement des fibres - dépendant en grande partie du nombre de perforations produites par unité de surface par les aiguilles - il est souhaitable de .perforer la bande 20 avec un grand nombre d'aiguilles effectuant des perforations à une cadence élevée. - - - . Les éléments essentiels d'un métier à aiguilleter pour la fabrication d'une pièce feutrée au moyen d'aiguilles sont un plateau à aiguilles portant un grand nombre d'aiguilles à barbes, et 25 un dispositif animant la plateau d'un mouvement alternatif d'approche et d'écartement par rapport à une bande de fibres qui se déplace, de préférence de façon continue, suivant un trajet horizontal sous les aiguilles à barbes. Le besoin de métiers à aiguilleter pour la production de tissus plus larges, plus compacts ët plus 30 solides a conduit à la réalisation de métiers comprenant des plateaux à aiguilles plus larges, sur lesquels la. densité des aiguilles est plus élevée et qui oscillent à une vitesse plus grande. Toutefois, comme les masses extrêmement lourdes des plateaux, se déplaçant de façon cyclique à des vitesses élevées, engendrent de 35 très importantes forces dynamiques et de vibration, des bâtis extrêmement grands ont jusqu'à présent été utilisés pour absorber et équilibrer ces forces. Les tentatives pour augmenter 1'envhevêtre-ment des fibres ont jusqu'à présent été axées sur l'augmentation du nombre des perforations produites par les aiguilles, par exem-40 pie par la réalisation de plateaux portant des aiguilles sur les 71 19224 2. 2093938 côtés opposés de la nappe, et par la conduite des métiers à vitesse relativement faible afin d'éliminer les déformations excessives. Une autre tentative de solution pour l'abscanotion et l'équilibrage des forces dynamiques cycliques consiste dans l'utilisation 5 d'organes à ressort qui absorbent et emmagasinent l'énergie pendant une partie du cycle et qui libèrent cette énergie pendant le reste du cycle. Les éléments spéciaux d'un tel système nécessitent une nouvelle augmentation de la masse de la machine déjà lourde et encombrante. De plus, la plus grande course des aiguilles, 10 rendue nécessaire par un tel système, implique l'utilisation d'éléments de construction supplémentaires pour l'absorption des forces supplémentaires. L'invention vise à réaliser un métier à aiguilleter perfectionné qui est capable de travailler à une vitesse très élevée 15 pour l'introduction des aiguilles dans une bande ou nappe en mouvement et l'enchevêtrement des fibres de cette nappe, afin de produire ainsi un tissu feutré non tissé, sans que cela nécessite l'utilisation d'un bâti d'une taille et d'un poids excessifs pour absorber les forces d'accélération et les forces dynamiques inhé-20 rentes au processus d'aiguilletage ; et à réaliser un métier à aiguilleter dans lequel les forces sont équilibrées au moyen d'éléments qui sont nécessaires pour l'entraînement du métier. Suivant l'invention, une machine à feutrer à aiguilles comprend deux plateaux à aiguilles espacés l'un de l'autre et portant 25 chacun un grand nombre d'aiguilles à barbes faisant saillie d'une de leurs surfaces, ces plateaux à aiguilles étant disposés de telle manière que les aiguilles de chaque plateau soient tournées à l'opposé des aiguilles de l'autre plateau, un dispositif pour faire avancer la bande le long de la surface portant les aiguilles de 30 chaque plateau et un dispositif pour animer les plateaux de mouvements alternatifs linéaires synchrones de sens opposé, d'approche et d'écartement par rapport à la bande, de sorte que les aiguilles pénètrent simultanément dans la bande et simultanément s'en retirent. 35 D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en élévation d'une partie d'un métier à aiguilleter suivant l'invention, certaines parties étant arra-40 chées et d'autres étant représentées en coupe, pour montrer deux 71 19224 3' U ' 2093938 groupes d'entraînement destinés à faire tosciller lés plateaux à aiguilles, étant entendu qu'un nombre quelconque de groupes d'entraînement peut être utilisé, en fonction de la bande devant être aiguilletée, donc en fonction de la largeur de chaque plateau à 5 aiguilles ; - la Fig. 2 est une vue en coupe, à peu près suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, représentant clairement les éléments d'entraînement coopérant avec chaque groupe d'entraînement représenté sur la Fig. 1, de même qu'un troisième groupe d'entraînement qui est ca-10 chë sur la Fig. 1, et les aiguilles de feutrage utilisées dans la machine ; la Fig. 3 est une vue en coupe, à peu près suivant la ligne 3~3 de la Fig. 2", représentant les rouleaux d'alimentation de la bande et un convoyeur acheminant la bande jusqu'à la ma- 15 chine à feutrer ; - la Fig. 4 est une vue en coupe, à peu près suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2 ; la Fig. 5 est une vue en élévation dé l'extrémité gauche du métier représenté sur la Fig. 1, montrant les éléments d'entraîne-20 ment servant à déplacer la bande. Comme représenté aux dessins, le bâti du métier comprend une plaque de base 12 sur laquelle sont fixées deux parois d'extrémité verticales 14 et 16 qui supportent* les autres éléments du bâti de même que les divers organes du métier décrits ci-après. Entre les 25 parois d'extrémité ou flasques 14, 16 s'étendent, dans le sens de la longueur, deux parois verticales espacées 18 et 20 dont les extrémités sont fixées aux flasques 14 et 16 et sur chacune desquelles est fixé l'un des bords de plusieurs cloisons de support 22a, 22b, -22£, qui sont espacées les unes des autres et qui supportent 30 chacune un groupe d'entraînement - décrit ci-après - pour les plateaux à aiguilles. Une autre cloison de support 24 est-fixée latéralement entre les parois 18 et 20, sur le côté droit de la machine dans l'agencement représenté sur les Fig. 1 et 2. Une plaque supérieure 26 du bâti est fixée sur les sommets des cloisons de support 35 24, 22a et 22b ainsi que sur le flasque 16 ; sur cette plaque 26 sont montés un moteur 28 et un variateur de vitesse 3 0 de type classique. Une poulie 32 à gorges trapézoïdales est entraînée par le moteur 28 par l'intermédiaire du variateur de vitesse 30 et d'un 40 accouplement à glissement 34. La poulie peut être portée de façon 71 19224 4. 2093938 habituelle, jusqu'à la vitesse du moteur au moyen du variateur de vitesse, tandis que l'accouplement 34 empêche 11endommagement du moteur dans le cas d'une surcharge dans le système de transmission de la puissance. Un arbre principal 36 est monté dans des paliers 5 des cloisons 22a, 22b, 22c, etc, ainsi que de la cloison 24 ; sur l'extrémité droite de cet arbre 36 est calée, en un point située sous la poulie 32, une seconde poulie 38 à gorges trapézoïdales. Plusieurs courroies trapézoïdales sans fin 40 passent chacune dans l'une des gorges de chaque poulie, transmettent la puissance de la 10 poulie 32 à la poulie 38, et font tourner l'arbre 36. Sur l'arbre 3 6 sont calées plusieurs roues principales 42a, 42b, 42c, etc. Avec chacune des roues principales 42a, 42b et 42c etc. engrènent un pignon 44a, 44b 44c, etc et une roue intermédiaire 46a, 46b, 46c etc qui est calée sur un arbre de faible longueur 15 monté rotatif dans la cloison de support 22a, 22b, 22c, etc correspondante. Les arbres supportant chacun l'un des pignons 44a, 44b, 44c etc sont désignés par 50a, 50b, 50c etc. Avec chacune des roues intermédiaires 46a, 46b, 46c etc engrène un pignon 48a, 48b, 48c, etc calé sur un arbre intermédiaire 52a, 52b, 52c etc monté rota-20 tif dans des paliers de la cloison 22a, 22b, 22c etc correspondante. Chaque arbre intermédiaire 50a, 50b 50c etc, portant le pignon correspondant 44a, 44b, 44c, etc supporte en outre une roue à manivelle 54a, 54b, 54c,.et chaque arbre intermédiaire 52a, 52b, 52c etc, portant le pignon correspondant 48a, 48b, 48c etc, supporte 25 en outre une roue à manivelle correspondante 56a, 56b, 56c, etc. Chacune des roues à manivelle 54 et 56 comprend un maneton 58 ou 60, sur lequel est montée une bielle 62 et 64. Les références de ces manetons et bielles dans les groupes d'entraînement sont suivies chaque fois par les indices a, b, c etc. Chaque bielle 62 est .30 articulée au moyen d'un axe sur un plateau à aiguilles 66 (Fig. 3) et chaque bielle 64 est articulée au moyen d'un axe sur un plateau à aiguilles 68, de sorte que ces plateaux sont animés d'un mouvement alternatif lorsque l'arbre 36 est entraîné en rotation par le moteur, par l'intermédiaire de la transmission à courroies et à poulies. Le plateau à aiguilles 6 6 est supporté par plusieurs tiges de guidage cylindriques droites 70, de préférence au.nombre de quatre, dont trois seulement sont représentées sur les Fig. 2 et 3, et qui peuvent coulisser dans des cylindres 7 2 faisant corps avec la partie arrière du plateau à aiguilles. De façon semblable, 40 le plateau à aiguilles 68 est supporté par plusieurs tiges de gui 71 19224 5. 2093938 dage cylindriques droites 74 qui peuvent coulisser dans des cylindres 7 6 faisant corps avec le plateau à aiguilles 68. Ainsi, chaque plateau à aiguilles est astreint à effectuer seulement un mouvement linéaire et la rotation de l'arbre 36 est transmise de tel-5 le manière aux plateaux â aiguilles, par l'intermédiaire des engrenages 42, 44, 46, 48, des roues â manivelle 54 et 56 et des bielles 62 et 64, que les plateaux soient animés d'un mouvement alternatif linéaire suivant des sens opposés, le long des tiges de guidage 70 et 74. Il est clair que les roues intermédiaires 46 provo-10 quent l'inversion ou un déphasage de 180° dans le mouvement alternatif du plateau 68 par rapport au mouvement alternatif du plateau 66. Sur les plateaux 66 et 68 - ne faisant en soi pas partie de l'invention - est monté un grand nombre d'aiguilles de feutrage 78 15 qui sont fixées sur le plateau par des moyens bien connus dans ce domaine et qui peuvent être maintenues en place au moyen d'une plaque 80 ou 82, comme représenté sur la Fig. 2. A une certaine distance de chaque plateau à aiguilles 66 ou 68 se trouve une plaque de fond 84 ou 86 qui est fixée sur les flasques 14 et 16, par exem-20 pie au moyen de boulons 88. Ces derniers traversent des oreilles 8 9 faisant corps avec le flasque 14 ou 16 et servent en outre â la fixation d'une plaque de débourrage 90 pour le plateau 66 et d'une plaque de débourrage pour le plateau 68 ; chacune de ces plaques de débourrage est espacée de la plaque de fond 84 ou 86, par exem-25 pie au moyen d'oreilles 94. La plaque de fond 84 et la plaque de débourrage 90 présentent chacune un grand nombre de trous alignés 95 dont le nombre est égal à celui des aiguilles du plateau 66. De façon analogue, la plaque de fond 86 et la plaque de débourrage 92 présentent chacune un grand nombre de trous alignés dont le nombre 3 0 est égal à celui des aiguilles du plateau 68. Une bande de matière 96 est amenée entre chacune des plaques de débourrage et la plaque de fond correspondante, et le processus d'aiguilletage est réalisé entre ces plaques lorsque les plateaux à aiguilles effectuent des mouvements linéaires alternatifs d'approche et d'écartement par 35 rapport à la plaque de débourrage et la plaque de fond correspondante . Pour l'amenée de la bande de matière 96 jusqu'aux postes d'aiguilletage, la machine est équipée de plusieurs rouleaux d'ali-• mentation 98, 99, 100 et 101 (Fig. 3) qui portent un revêtement en 40 caoutchouc et qui sont montés chacun sur l'un de plusieurs arbres 71 19224 6. 2093938 parallèles 102, 103, 104, 105 montés rotatifs dans les flasques 14 et 16 et s'étendent entre ceux-ci. Les rouleaux sont montés de telle manière que la bande 96 soit avancée et guidée entre la plaque de débourrage 90 et la plaque de fond 84, puis entre la plaque 5 de dëbourrage 92 et la plaque de fond 86, si bien que la bande de matière est aiguilletée en deux endroits par les plateaux à aiguilles opposés 66 et 68. Pour l'entraînement des rouleaux 98, 99, 100 et 101, chaque extrémité de l'arbre 3 6 porte, à l'extérieur des flasques 14 et 16, un variateur de vitesse 106, ou 106a comprenant 10 chacun un arbre de sortie 107 ou 107a. Sur l'extrémité de l'arbre 107 est montée une roue à chaîne 108, tandis qu'une roue à chaîne 108a est montée sur l'extrémité de l'arbre 107a. De façon semblable, une roue à chaîne 109 est montée sur chacune des extrémités de l'arbre 102(l'une de ces roues seulement est représentée)tandis qu'une roue à chaîne 110 est montée sur l'une des extrémités de l'arbre 105 15 et qu'une roue à chaîne 110a est montée sur l'autre extrémité de cet arbre. Sur l'une des extrémités de l'arbre 103 est montée une roue 112 qui engrène avec une autre roue 114 calée sur un tourillon 116, tandis qu'une roue 112a montée sur l'autre extrémité de l'arbre 103 engrène avec une autre roue 114a qui est calée sur un 20 tourillon 116a. De façon analogue, des roues 118 et 118a sont montées chacune sur une des extrémités de l'arbre 104, et engrènent avec des roues semblables 120 (dont l'une seulement est représentée sur la Fig. 5) qui sont chacune calées sur l'un des tourillons 122 et 122a de faible longueur. Les tourillons 116 et 122 sont mon-25 tés rotatifs dans le flasque 14, tandis que les tourillons 116a et 122a sont montés rotatifs dans le flasque 16 ; chacun de ces tourillons porte à son extrémité libre une roue à chaîne 124, 126, 124a ou 126a. Une chaîne d'entraînement 128 engrène avec les roues 109, 124, 126 et 110 et sous la roue 108, tandis qu'une chaîne 3 0 d'entraînement 128a engrène avec les roues 109a, 124a, 126a, 110a et 108a. De cette manière, l'arbre 36 entraîne les rouleaux d'alimentation 98, 99, 100 et 101 par l'intermédiaire des deux roues d'entraînement à chaîne 108. Les engrenages 112, 114 et 118, 120 assurent que les rouleaux 99 et 100 tournent dans le bon sens. Il 3 5 ressort de ce qui précède que la commande commune pour le mouvement alternatif des plateaux à aiguilles constitue également la commande pour la rotation des rouleaux entraînant la bande 96 en synchronisme avec le mouvement de va-et-vient des plateaux à aiguilles. Le rouleau 98 constitue de préférence, par exemple avec 40 un autre rouleau 130, un système de support et d'entraînement pour 71 19224 7. 2093938 une courroie d'alimentation 132 supportant la, bande 96 et transportant celle-ci depuis une machine de traitement disposée en amont jusqu'à la machine à aiguilleter suivant l'invention. " Il ressort de ce qui précède que l'invention réalise une ma-5 chine simple et compacte pour 1'aiguilletage d'une bande de matière fibreuse, dans laquelle les plateaux à aiguillés sont animés de mouvements alternatifs linéaires opposés, si bien que les forces dynamiques s'annulent à peu près, tandis que les forces massiques sont absorbées par l'arbre d'entraînement commun, et non pas par 10 la bâti. Le bâti d'une machine suivant l'invention peut donc être bien plus léger que celui d'une machine de type connu ayant la même capacité, et la vitesse d'oscillation des plateaux à aiguilles peut en même temps être augmentée considérablement par rapport aux vitesses utilisées habituellement dans les machines connues. 15 En effet, l'invention réalise un métier à aiguilleter -dans lequel les parties mobilès sont disposées à peu près symétriquement les unes par rapport aux autres, de sorte que les forces engendrées par les mouvements alternatifs des plateaux à aiguilles sont égales et opposées, donc pratiquement annulées par rapport 20 au bâti dë la machine, tandis que presque toutes les forces dynamiques sont absorbées par les éléments d'entraînement, ce qui permet une oscillation plus rapide des plateaux et la réalisation d'une machine qui est plus petite que celles connues jusqu'à présent. 71 19224 8. 2093938 REVENDICATIONS 1 - Machine à feutrer à aiguilles destinée à compacter une bande ou nappe de fibres disposées librement les unes sur les au- 5 très pour former un tissu non tissé, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plateaux à aiguilles espacés l'un de l'autre et portant chacun un grand nombre d'aiguilles à barbes faisant saillie d'une de leurs surfaces, ces plateaux à aiguilles étant disposés de telle manière crue les aiguilles de chaque plateau soient tour-10 nées à l'opposé des aiguilles de l'autre plateau, un dispositif destiné à faire avancer la bande le long de la surface portant les aiguilles de chaque plateau et un dispositif pour animer les plateaux de mouvements alternatifs linéaires synchrones de sens opposé, d'approche et d'écartement par rapport à la bande, de sorte 15 que les aiguilles pénètrent simultanément dans la bande et simultanément s'en retirent. 2 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif imprimant le mouvement alternatif comprend un arbre d'entraînement commun monté rotatif entre les deux plateaux 20 à aiguilles, un dispositif pour faire tourner cet arbre, un dispositif de transmission de puissance reliant ledit arbre à chacun des plateaux à aiguilles, un dispositif de guidage imposant au mouvement de chaque plateau la forme d'un mouvement linéaire, le dispositif de transmission de puissance comprenant un dispositif pour 25 transformer la rotation dudit arbre en mouvement alternatif des plateaux, ainsi qu'un dispositif pour chaiger de 180 degrés la phase de mouvement alternatif d'un des plateaux par rapport à l'autre plateau, de sorte que les plateaux effectuent des mouvements alternatifs linéaires de sens opposé. 30 3 - Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif faisant avancer la bande comprend plusieurs rouleaux d'alimentation pouvant être animés d'une rotation à partir de l'arbre d'entraînement commun. 4 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce 35 que le dispositif imprimant le mouvement alternatif comprend un dispositif de guidage imposant au mouvement de chaque plateau la forme d'un mouvement linéaire, un arbre d'entraînement commun monté rotatif entre les deux plateaux à aiguilles et au moins un groupe d'entraînement comprenant une roue principale calée sur le-40 dit arbre, deux pignons, des moyens pour le montage d'un premier 71 19224 9. 2093938 de ces pignons de telle manière qu'il engrène avec ladite roue principalee^feu'il soit entraîné en rotation par elle, une roue intermédiaire engrenant avec en roue principale et avec le second de ces pignons, de manière à être entraînée par la roue principale 5 et à entraîner le second pignon en rotation dans le sens opposé à celui du premier pignon, une première et une seconde bielles, la première bielle étant reliée à un premier de ces plateaux à aiguil les et la seconde bielle étant reliée au second plateau à aiguilles, et des moyens pour l'articulation de chaque bielle sur un pi- » 10 gnon correspondant en un point situé hors du centre de l'axe de rotation du pignon en question. 5 - Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif faisant avancer la bande comprend un organe de prise de force monté sur au moins une des extrémités de l'arbre 15 d'entraînement commun, un dispositif monté sur au moins une des extrémités de chaque rouleau d'entraînement et destiné à recevoir de la force de cet arbre d'entraînement, et un dispositif de trans mission pour transférer les forces dudit organe de prise de force jusqu'au dit dispositif de réception pour faire tourner les rou-20 leaux.