Brevet FR2280728A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne un dispositif pour la formation d'une nappe de fils parallèles, éventuellement inclinés par rapport aux lisières, adaptée particulièrement, mais non exclusivement, au renforcement de film, papier, etc Il est connu depuis fort longtemps de réaliser des nappes de fils parallèles, avec ou sans fils de trame, destinés à améliorer la cohésion de l'ensemble, ceux-ci étant soit tissés, soit déposés par une technique appropriée, puis collés à la nappe de fils de chaine.On réalise couramment ce type de produits au moyen de dis positifs mécaniques très variés et complexes dénommés turbines, dont les inconvénients notables sont essentiellement d'être encom brants et d'avoir une productivité, certes élevée comparatiyement aux métiers à tisser traditionnels, mais néanmoins limitée par rap port aux besoins actuels. La pr4 nt invention pallie ces inconvénients. Elle se rappor te à un dispositif pour la fabrication d'une nappe de fils paral lèles, caractérisé en ce qutil se compose dans sa généralité - d'une ensouple de fils enroulés parallèlement sur un cylin dre ; - d'un cadre rotatif co-axial à ladite ensouple et l'entou- rant, portant sur sa périphérie des orifices pour le passage des fils de ensouple ; -d'un organe de réception des fils débités par le cadre sous forme de spires, co-axial à l'axe de rotation du cadre, disposé en aval mais à côté de celui-ci, et dont les génératrices sont animées d'un mouvement de translation longitudinale ;; - de moyens pour entratner le cadre en rotation - de moyens pour communiquer un mouvement de translation lon gitudinale aux génératrices de l'organe de réception ; -de moyens pour récupérer la nappe de fils parallèles ainsi formée. L'ensouple est constituée d'une manière classique par un cy cylindre, en métal ou en bois, sur lequel on a préalablement enrou léé en spires une nappe de fils parallèles. Cette ensouple peut être unitaire, ou constituée par une succession de bobines co-axiales portant les fils, éventuellement de nature différente. En pratique, cette ensouple, pour compenser la diminution de son diamètre par rapport au diamètre de l'organe de réception qui est constant, est commandée positivement par un moteur, par exemple à couple constant, éventuellement associé à un variateur, l'ensemble agissant en fonc tion de la variation du diamètre de l'enroulement de l'ensouple. Le cadre, co-axial à l'ensouple et entourant complètement cette dernière, est entralné en rotation à vitesse déterminée, éventuelment variable, par un moteur approprié. Du fait de sa fonction, ce cadre doit être aussi léger que possible. Dans une forme d'exécution pratique, le cadre a ia forme d'un tambour réalisé avantageu -sement soit en matière plastique, telle que chlorure de polyvinyle, soit en métal léger, type duralumin. Ce cadre présente sur sa périphérie des orifices formant gui des-fils, avantageusement disposés en hélice. Ces guides-fils sont destinés à assurer le cheminement des fils depuis l'ensouple jusqu'à l'organe de réception. En pratiasue, le cadre présente deux groupes de guides-fils : le premier groupe, comme déjà dit, disposé à la périphérie et sur les génératrices du cadre et dans lequel passe un faisceau de fils ; le second groupe, disposé sous forme de couronne â l'extrémité du cadre, comprend autant de guides-fils que de fils ou de groupes de fils à déposer. L'organe de réception est avantageusement constitué par un ensemble de courroies transporteuses sans fin équi-angulaires, formant les génératrices d'un cylindre circonscrit, et animées d'un mouvement de translation dans une direction parallèle à l'axe de rotation du cadre. Ce mouvement de translation est commandé par un arbre, fixé sur l'arbre de commande du mouvement de rotation du cadre, par l'intermédiaire de pignons d'angles et d'arbres appropriés. En pratique, comme courroies transporteuses, on utilise des courrotes caoutchoutées crantées, pour éviter les glissements des courroies sur les organes d'entraînement. Pour éviter les glissements des fils sur les courroies, on dispose sur celles-ci des moyens de maintien des fils, tels qu'une bande d'éléments d'accrochage constitués par exetr.ple par des picots, des aiguilles souples ou des crins crochetés (dénomminatizon comrmerciale VELCRO). Les moyens pour récupérer la nappe de fils parallèles formée peuvent être de nature très variée selon les produits que l'on cherche à obtenir. On peut aussi disposer, juste avant la sortie des courroies un couteau qui ouvre la nappe qui se présente à ce niveau sous forme dc tube. Ce couteau peut être, par exemple, soit une lame coupante fiat, soit une scie circulaire entralnée par un moteur approprie. soit une lare chauffante dans le cas où la nappe est en fils s=ynvhétiazes.La nappe de fils parallèles ainsi formée peut être soit stockée sur une bobine, soit appliquée directement sur une nappe de fils de chaîne.Dans le premier cas, utilisable pour les grandes vitesses, on déroule un support, adhésif par exemple de manière à lier les diverses spires dans le sens lonzi udinal de façon à former une série de trames réunies par de fausses lisières ; on récupère ensuite la nappe ainsi déployée et liée à ses lisières, par exemple au moyen d'un tablier récepteur sans fin entraîné à une vitesse sensiblement égale à la vitesse de formation de la nappe, ou bien sur une ensouple. Dans le second cas, on passe directement l'ensemble formé dans un bain de liant, puis dans un four et on reçoit le complexe sur une ensouple. Le dispositif peut être horizontal ou vertical. Dans le cas d'une installation horizontale, pour simplifier l'installation mécanique, il est préférable de couper la nappe de fils parallèles se présentant sous forme de tube pour pouvoir la récupérer. En revanche, si l'installation est verticale, notamment si l'ensouple est placée en haut et 1 organe de réception en bas, on peut, dans ce cas, avantageusement recevoir la nappe formée en la repliant simplement sur elle-mAeme, par exemple au moyen d'un système de renvidage du type de celui qui est utilisé pour recevoir les tricots sur les métiers à tricoter circulaires. Le principe de fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant Première~hotlièse~: le diamètre de l'ensouple de fils est égal au diamètre du cylindre circonscrit dans les courroies formant l'organe de réception. Ensouple et organe de réception étant fixes en rotation, les fils de l'ensouple sont prélevés par le cadre qui, d'un côté, déroule les fils de cette ensouple, et de l'autre, les dépose sur les génératrices mobiles de l'organe de réception. Par suite du mouvement de translation de 1' organe de réception, on forme ainsi, sur ce dernier, une nappe de fils parallèles, enroulés en hélice et se déplaçant dans le sens du mouvement de translation. Si l'on coupe cette nappe long'-u'naement, c' est-à-dir selon une génératrice de l'organe de réception, on recueille une série de fils parallèles de longueur variable et fonction de l'angle de croisure sure En fonction de la vitesse de rotation du cadre et de la vites- se de translation de l'organe de réception, on peut faire -arier (voir figure 5) -le pas p de l'hélice déposée, -:'ang de ose & i, -la - esse de formation des spires. Seconde o~hèss : 'e diamètre de l'ensouple de fils est di éren de celui du clindre circonscrit dans l'organe de réception. Ce cas es- le plus courant car, en fonctionnement, le diamètre de l'ensouple dii^inue constamnent. S, ou d'abord, le diamètre de l'ensouple est supérieur à celui du cylindre circonscrIt dans l'organe de réception (voir fi- gures 6 et 7 ?, on a OA inférieur à O'A'. I1 aut donc, lorsque le tambour effectue un tour, que l'ensouple soit entraînée et accompa gne le tambour de manière à délivrer une quantité supplémentaire x de fils égale à la différence entre OA et O'A'. En revanche, si le diamètre de l'ensouple est inférieur à celui du cylindre circonscrit dans l'organe de réception ( voir figures 8 et 9), on a OA supérieur à O'A'. Dans ce cas, pour un tour du tambour, l'ensouple doit enrouler une longueur de fil y égale à la différence entre O'A' et OA. En conséquence, le cadre tournant à une vitesse constante et pour une nappe de fils parallèles définie, la vitesse du mouvement de translation de organe de réception étant également constante, la vitesse de rotation de l'ensouple devra être commandée positi vement avec une vitesse variant en fonction de la variation du diamètre de ladite ensouple de fils. En pratique, l'ensouple est commandée par un moteur électrique, par exemple à couple constant, voire un moteur associé à un variateur de vitesse programmé. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avanta- ges qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non imitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente, de face, une vue d'ensemble d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 montre une de..,ie-vue droite de la figure 1 La figure 3 schématise, plus en détail, vu de face, l'organe de réception. La figure 4 représente une vue de droite selon l'axe A-A' de la figure 3 La figure 5 montre schématiquement une nappe de fils parallèles inclinés-préparée avec le dispositif de la figure 1 Les figures 6 à 9 représentent les trajets du fil entre ensouple-tambour et tambour-organe de réception, respectivement (figures 6 et 7) lorsque le diamètre de l'ensouple est supérieur à celui du cercle circonscrit autour de organe de réception, et lorsque ce diamètre est inférieur (figures 8 et 9 ). Conformément aux figures i et 2, le dispositif comprend une ensouple 1, métallique, par exemple de deux cents cinquante millimètres de diamètre, formée par un cylindre sur lequel on a préalablement enroulée par ourdissage une nappe de fils parallèles, Cette ensouple I est clavetée en 2 sur un arbre de commande 3 relié à un moteur électrique 4 à couplé constant. L'arbre 3 repose sur deux paliers à billes 5 montés sur une plaque en duralumin 6 reliant entre eux deux supports de coussinets à billes 7 entre lesquels coulissent deux arbres 8 et 9 supportés à leurs deux extrémités par des pilones IO et II fixes. Lorsque l'on met en place une ensouple pleine 1, ou lorsque l'on désire retirer cette ensouple vide, on fait coulisser l'ensem- ble ensouple l-arbre 3-plaque 6 sur les coussinets 7, ce qui permet de dégager ou d'introduire l'ensouple 1 liée en translation par un écrou 14. Un tambour I2, par exemple en matière plastique (PVC) ou en alliage léger (duralAmin) entoure co-axialement l'ensouple 1. Ce tambour I2 est percé à sa périphérie d'un ensemble de trous 13, dist posés selon une hélice, dans lesquels on place un guide-fil oeillet à collerette, non référencé, par exemple en céramique frittée (désigantion commerciale TITAL 22.60.0I ). A titre indicatif, le diamètre extérieur de ce tambour I2 est de quatre cents millimètres. Deux disques I5 et 16 (voir figure 3 ), reliés au tambour I2, sont calés par des vis pointeau 17 à l'extrémité d'un arbre I8 supporté par des paliers 45. Cet arbre I8, avantageusement constitué par un tube creux en acier de trente par vingt, est entraîné en rotation par son autre extrémité au moyen d'un moteur électrique 20 associé éventuellement à un variateur type PIV, non représenté. De la sorte, le tambour I2 rotatif est monté èn porte-à-faux. Pour équilibrer ce tambour I2 (voir figures 1 et 3 ),chaque extrémité, côté ensouple et côté orne de réception, est entourée par une bague en duralumin usiné, respectivement 21 et 22, s'appuyant chacune sur un chemin de roulement, respectivement 23 et 24, constitué par exemple par trois roulements à billes. On peut, si on le désire, avoir le même type de chemin de roulement du côté diamètralement opposé du tambour I2.Dans ce dernier cas, le support du chemin de roulement est relié solidairement à l'un des paliers 5 L'extrémité du tambour I2 située du côté de l'organe de récep tion est revêtue d'une première bague 25 dans laquelle on usine des encoches guides-fils 26, revêtues parexemple de céramique frittée, dont le nombre est égal, par exemple, au nombre de fils portés par ensouple 1. Sur cette première bague 25, par exemple en duralumin, on place une seconde bague 22, comme déjà dit en duralumin, destinée, d'une part, à former chemin de roulement, et, d'autre part, à guider les fils et à empêcher que ceux-ci > sous l'effet de la rotation, he s'éloignent de la périphérie du tambour 12. En d'autres termes, si n est le nombre de fils portés par l'en souple, le nombre de guides-fils I3 percés dans la périphérie du tambour I2 est égal à g , x nombre entier, de préférence sousmultiple de n , et le nombre de guides-fils 26 est égal à n ou n x ( x' nombre entier inférieur à x). L'organe de réception (voir figures i et 3 ) est constitué par un ensemble de courroies transporteuses caoutchoutées 27, par exemple au nombre de huit, décalées équi-angulairement à quarante cinq degrés d'angle l'une par rapport à l'autre, la portion exterieures desdites courroies 27 formant les génératrices d'un cylindre cir conscrit co-axial à l'axe de rotation du tambour I2 dont l'extrémi- 4ii entoure l'extrémité de l'organe de réception.Ces courroies 27 sont fixes par rapport au tambour I2, mais sont, comme on le verra ci-après, animées d'un mouvement de translabion dans une direction parallèle à l'axe de rotation du tambour I2 et allant, dans la portion extérieure des courroies 27, du tambour vers l'extrémité libre de la machine. La commande du mouvement de translation longitudinale des courroies crantées 27 est assurée de la manière suivante (voir figures 3 et 4). Sur l'arbre I8 d'entrainement du tambour I2, on place un arbre creux 28, par exemple un tube d'acier quarante parlrente et un, co-axial à I8. A son extrémité, hors courroies, cet arbre 28 porte une poulie 29 reliée par une courroie à un moteur électrique de commande associe à un variateur, non représentq; L'arbre 28 est monté à ses deux extrémités sur l'arbre I8 au moyen de douilles à aiguilles 30, celà, entre autres, pour ne pas avoir de frottements trop importants entre les arbres I8 et 28 et pour permettre de faire varier le passe dépose des fils parallèles. A l'extrémité de l'arbre creux 28, côté intérieur des courroies, on fixe autant d'en grenages coniques en en prise avec une seule roue dentée cônique 48, que de courroies 27, disposés les uns par rapport aux autres de la même manière équi-angulaire que les courroies 27.Chaque enengrenage cônique 31 entrasse ainsi en rotation un arbre 32, porté par deux paliers à roulements à billes 33, dont ltextrémité est reliée à-un couple de pignons d'angle 34 fixé à la poulie 35 d'entratv nement des courroies 27. Chaque poulie motrice 35 est montée sur une douille à aiguilles 36 et fixée par un étrier 37 à la plaque support 38 fixe. Du fait de la présence du système pignons d'angle 34, les poulies 35 sont décalées, mais diamètralement opposées deux à deux ( voir figure 4). Les poulies entratnées 39, également montées sur des douilles à aiguilles analogues à 36, sont fixées à une plaque 40, elle-même reliée à la plaque support 38 au moyen d'entretoises 41. Pour permettre la rotation de l'arbre 18 autour des plaques 38 et 40 et du tambour 12, cet arbreI8 est monté sur un roulement à aiguilles 19. Enfin, pour qu'un bon guidage de l'arbre 28 soit assuré, celuici est monté sur un roulement à rotule 43 à double rangée de billes, placé dans un palier 44 fixé à la plaque-support 38. L'extrémité aval de l'arbre I8 de commande--du tambour est montee sur deux paliers à rouleaux 45 entre lesquels se trouve la commande du moteur 20, pats est neAtée au moteur de commande 20. Dans l'exemple de réalisation décrit, le dispositif est hori zonal. Comme deux dit, il peut être également vertical, l'organe de réception étant alors, par exemple , placé en haut. Dans ce cas la largeur de la plaque-support 38 est inférieure à la distance entre deut courroies 27 diamètralement opposées, de sorte que l'on peut recueillir la nappe de fils parallèles inclinés formée sur les courroies comme un tube que l'on renvide au moyen d'un système de bobinage analogueà celui couramment utilisé pour le bobinage des tricots sur les métiers à tricoter circulaires. Dans le cas où le dispositif est horizontal, ou si on le désire, on peut couper la nappe de fils parallèles inclinés formée sous forme de tube pour l'ouvrir. Pour ce faire, à la hauteur de la courroie 27 la plus basse, on place un couteau 47 qui coupe les fils au fur et à mesure de l'avancement de la nappe. La nappe ainsi déployée est récupérée d'une manière en soi connue sur un tablier transporteur. Dès la sortie du couteau 47, les fausses visières formées sont prises par deux courroies sans fin 5 E(Te animées par des moteurs non représentés. Ces courroies sont revêtues d'une bande d'accrochage (type VELCRO) pe-rmettant à la nappe d'échapper du support 38 et d'être amenée au tablier 49 sous forme dépliée. Ce dispositif peut traiter n'importe quel type de fils : fils à filaments continus, filés de fibres,retors, etc., en n'importe quelle matière : naturelle. chimique ou métallique. On obtient ainsi une nappe de fils parallèles inclinés par rapport aux lisières que l'on superpose, en pratique, avec une autre nappe analogue, mais d'inclinaison inverse, identique ou différente, de manière à obtenir une croisure. On peut également, si on le désire, redresser ces nappes, c' est-à-dire, modifier l'angle de dépose par exemple en jouant sur la vitesse relative des courroies 50 et 5I, et les emmagasiner sur un support (tambour) provisoire pour les déposer ensuite comme fil de trame sur d'autres fils de chalne. Dans le cas d'un dispositif vertical, comme déjà dit, on re cueille la nappe sous forme de tube, ce qui, par un simple repliage du tube sur lui-mzeme, donne ainsi une structure croisée. Les nappes de fils parallèles inclinés préparées au moyen de ce dispositif sont avantageusement utilisées comme trame. Elles peuvent servir à de très nombreuses applications, telles que grilles pour le renforcement de films, papiers stratifiés, étoffes en tous genres, industrielles notamment, nappes non-tissées. D'une manière générale, on peut les utiliser avec succès dans toutes les applications connues pour les grilles textiles ou métalliques, en fonction du pas de la nappe, de l'angle de dépose et de l'angle de croisure des nappes élémentaires entre elles. Ce dispositif présente de nombreux avantages par rapport à ceux connus à ce jour. Ces avantages sont essentiellement liès au faible encombrement de la machine qui, néanmoins, permet d'obtenir, après coupe, des nappes de grande largeur. En outre, le coût d'in-- vestissement et d'entretien d'une telle machine est relativement faible, sans compter que la consommation d'énergie est également réduite. Enfin, la productivité de ces machines est sans comparaison et sans aucune mesure avec celle des machines grilles actuelles. Si N est le nombre de fils déposés par minute (duite) sur les courroies transporteuses 27, V est la vitesse de rotation du tambour I2 en tours par minute et nle nombre de fils de l'ensouple I, on a : N = V x n A titre d'exemple, llensouple-l comporte cent fils et le tambour 12 tourne seulement à la vitesse de cent tours par minute. Pour chaque tour du tambour I2, on dépose ainsi cent spires de fils parallèles sur les courroies 27, soit dix mille spires par minute. On règle la vitesse relative de translation des courroies en fonction de l'angle i de dépose désiré, et de manière à avoir un pas relativement serré de cinq millimètres. Dans ces conditions, la production est de cinquante mètres par minute contre cinq mètres par minute pour les machines actuelles les plus perfectionnées. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour la fabrication d'une nappe de fils parallèles, caractérisé en ce qu il comporte dans sa généralité - une ensouple 1 de fils enroulés parallèlement sur un cylindre, - un cadre rotatif 12 co-axial à ladite ensouple 1 et l'en- tourant, portant sur sa périphérie des orifices 13 pour le passage des fils de l'ensouple 1 - un organe de réception des fils débites par le cadre 12 sous forme de spires, co-axial à l'axe de rotation du cadre 12 et disposé en aval, mais à côté, de celui-ci et dont les génératrices sont animées d'un mouvement de translation longitudinale ; - des moyens 20 pour entraîner le cadre 12 en rotation - des moyens pour communiquer aux génératrices de l'organe de réception un mouvement de translation longitudinale ;; - des moyens pour récupérer la nappe de fils parallèles ainsi formée. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'ensouple 1 est commandée positivement en rotation par un moteur électrique 4 à couple constant. 3/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le cadre 12 est un cylindre en forme de tambour réalisé dans un matériau choisi dans le groupe des matières plastiques et des alliages légers. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le cadre 12 est entraîné en rotation par un moteur électrique 20 associé à un variateur. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que les orifices 13 pour le passage des fils de l'ensouple 1 à travers le tambour rotatif 12 sont disposés sur une hélice à la périphérie du tambour 12. 6/ Dispositif selon revendication 5, caractérisé en ce que le tambour présente un second groupe de guides-fils 26 en nombre égal à celui des fils portés par l'ensouple 1, disposés sur une bague couronne 25 placée à l'extrémité du tambour 12, côté organe de réception. 7/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réception est constitué par un ensemble de courroies transporteuses 27 sans fin, équi-angulaires, formant les généra trices d'un cylindre circonscrit à axe parallèle à l'axe de rota tion du cadre 12. 8/ Dispositif selon revendication 7, caractérisé en ce que les courroies transporteuses 27 sont des courroies caoutchoutées, cran -tées à leur partie inférieure, et présentant des points d'accro chage pour le fil sur la partie supérieure destinée à venir en con tact avec les fils. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le mouvement de translation longitudinale des cour roies 27 est commandé par un arbre 28 fixé sur l'arbre 18 de commande du mouvement de rotation du tambour 12, par l'intermédiaite d'un ensemble d'engrenages côniques 31, d'un arbre 32 et d'un couple de pignons d'angles 34 entraînant les poulies motrices 35 des courroies 27. 10/ Dispositif selon revendication 9, caractérisé en ce que 11 arbre 28 de commande du mouvement de translation des courroies 27 est entraîné par un moteur séparé associé à un variateur. 11/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il Sp4rte 4gal-ent un organe de coupe 47 disposé à la sortie de l'organe de rdeeftion r rapport à la direction du mouvement de translation de celui-ci. - 12/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de récupération de la nappe formée est constitué par des cous rotes 50-51 acheminant les fils sur un tablier transporteur 49 avançant à une vitesse sensiblement identique à la vitesse de trains lation de l'organe de réception. 13/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de récupération de la nappe formée est constitué par une nappe de fils de chaîne déroulée à une vitesse sensiblement iden tique à la vitesse de translation de l'organe de réception.