Brevet FR2358491A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne un nouvel article textile de forme annulaire ; elle se rapporte également à un procédé et a un dispositif pour'fabriquer un tel élément. Par "article textile de forme annulaire", on désigne un article textile, tissé, tricoté ou autre, formé par un ensemble d'émets textiles paralleles et/ou croisés, ayant sensiblement la forme d'un anneau, ctest-a-dire d'une surface comprise entre deux cercles concentriques ou analogues. De tels articles textiles sont utilisés dans de nombreuses applications, telles que, par exemple, pour le renforcement d'ouvertures ou de trous sur un corps quelconque. Jusqu'à ce jour, lorsque l'on désirait fabriquer un tel article annulaire, on le découpait dans une étoffe tissée, tricotée ou autre. Malheureusement, cette solution ne permet pas d'obtenir des anneaux de grandes dimensions, car on est limité par les dimensions de l'étoffe. On a également proposé de faire un tel article dans une étoffe stratifiée composite. Les articles ainsi découpés s'éffilochent facilement, ce qui en rend la manipulation malaisée, se déforment facilement lors de la mise en place et présentent une perte importante des performances mécaniques. Enfin, un tel procédé n'est pas industriel et reste donc très coûteux. La présente invention pallie ces inconvénients. Elle concerne un article textile annulaire a performances mécaniques élevées et homogènes. Cet article annulaire constitué essentiellement par une nappe d'éléments textiles parallèles, liés entre eux par un fil dit "de liage" formant des lignes de couture dirigées dans une direction sensiblement perpendiculaire/aux elé- ments formant la nappe, se caractérise en ce que la nappe de forme annulaire est constituée par des éléments textiles filiformes enroulés les uns sur les autres en spirale dans un même plan. Dans la description, par "élément textile filiforme", on désigne un élément textile de faible épaisseur par rapport à la largeur et de longueur sensiblement infinie ; cette expression couvre aussi bien les fulls que les lames, les bandelettes d'étoffes découpées ou non ou analogues. Ainsi, si la nappe est. réalisée en fils proprement dits, l'article annulaire est unidirectionnel, alors qu'en revanche, si on utilise des bandelettes tissées, découpées ou non, tressées ou autres, il devient multidirectionnel. - Un procédé pour febriquer ur. tel article textile annulaire consiste essentiellement - à enrouler dans un même plan un élément textile filiforme sous forme de spirale autour d'un noyau central jusqu'à former une nappe plane de spires, ou sécantes - puis à lier cette nappe plane dans des directions radi par un fil de liage formant des points de couture. Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé se compose - d'un ensemble rotatif sur son axe formé de deux flasques pa rallèles rapprochés, serrés sur un noyau central, percés de lumiè- ou sécantes res sensiblement radiales, les lumières d'un flasque cotncidant sen- siblement avec les lumières de l'autre flasque, - d'un organe d'entraînement dudit ensemble rotatif, - d'un organe délivreur d'un élément textile filiforme aligné avec l'entraxe desdits fiasques, - d'un organe de liage apte à former des points de couture à travers lesdites lumières. La manière dont l'invention se caractérise et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente une vue perspective aommaire d'un dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 représente sommairement une vue de côté des deux flasques en position de travail. La figure 3 montre en détail une vue grossie d'un flasque au niveau du noyau. La figure 4 représente, vue de dessus, un article textile annulaire unidirectionnel réalisé conformément à l'invention. La figure 5 est une vue en coupe de l'article textile annulaire de la figure 4. Le dispositif selon l'invention se compose essentiellement, dans l'ordre - d'un organe d'alimentation 1, tel qu'une bobine placée à plat sur une coupelle, d'où l'élément textile filiforme 2 est dévidé de manière classique ; comme montré, cet élément 2 peut etre un fil il peut etre également constitué par une bandelette de tissu, - d'une roulette de renvoi 3, tel qu'un diabolo en polyamide rotatif ou non autour de son axe, - d'un organe délivreur 4 de l'élément textile filiforme 2, par exemple du type à rouleau presseur, dont le galet moteur 5 est entrains en rotation de manière classique par un moteur non repré senté ; dans une autre forme de réalisation, ce délivreur-presseur 4-5 peut etre d'un type équivalent tel que du type à lanière ou à cabestan ; on peut meme, si on le désire, remplacer ce délivreur positif par un délivreur qui ne débite pas le fil mais régularise sa tension, tel qu'un débiteur à disques ou à doigts, - d'un ensemble rotatif formé essentiellement d'un arbre moteur 6 monté sur deux paliers 7 et 8, dont une extremité porte un pignon9 sur-lequel s'engage une courroie ou une channe de commande lO~actionnée par la poulie 11 d'un moteur 12 ce moteur 12 électrique ou mécanique, peut etre commandé par synchronisme avec le moteur de commande de l'arbre moteur 5 du délivreu: 4, de manière à régler la tension et le débit du fil 2, un noyau cylindrique 13 claveté sur l'arbre moteur 6, sur lequel sont fixés deux flasques parallèles 14 et 15 (voir figure 2 où pour la commodité du dessin, les dimensions respectives, flotam- ment l'écartement des deux flasques 14 et 15, n'ont pas été respectées), dont l'écartement correspond sensiblement à l'épaisseur de l'article textile annulaire que l'on désire réaliser ; si on le désire, cet écartement peut être variable d'un enroulement à l'autre ou meme le long du même enroulement, c'est-a-dire que l'article textile annulaire réalisé pourra avoir une forme autre que cylindrique ces flasques 14 et 15, en bois, matière plastique, métal ou autre, sont renforcés de manière connue, par des nervures respectivement 16 et 17, destinées à empêcher qu'elles ne se voilent à la longue, un oeillet de guidage 27 (queue de cochon, bardin, etc.) fixe pour l'élément filiforme 2, situé dans l'entraxe des flasques 14-15, avantageusement ces flasques 14-15 présentent des lumiereslsensiblement radiales 18, 19, 20, 21, décalées par exemple de trente degrés (300) d'angle, les lumières 18, 19 d'un flasque 14 coIncidant sensiblement avec les lumières correspondantes 22, 23 de l'autre flasque 15 pour des raisons pratiques, une lumière sur deux (par exemple 21 et 22) s'étend sensiblement sur tut le rayon disponible, alors que.la lumière intermédiaire (par exemple 20 et 23) ne s'étend que sur un demi-rayon, . u;pe tête de couture 24, par exempt une machine à coudre, équipée d'une aiguille 25 destinée à recevoir le fil de liage 26 issu d'une canette placée de manière connue dans la tête de couture 24 ; de manière classique, la tête de couture 24 peut se déplacer de manière à venir coudre-le fil 25 à travers les lumières 18 à 23 iic des flasques 14 et 15 ; dans une autre forme de réalisation préférée, l'ensemble rotatif des deux fiasques 14 et 15 peut être retiré, par exemple par déclavetage de l'arbre 6, du moins lorsqu'il est rempli d'éléments filiformes enroulés en spirale formant nappe, et être ainsi amené a ce moment sous l'aiguille 25 de la tete de couture fixe 24; Les lignes de couture 33 et 34 sont dirigées radialement et les points de couture peuvent être indifféremment dans une direction perpendiculaire au plan de l'ensemble ou inclinés par rapc port à ce dernier. Il est entendu que, dans un tel cas, les extrêmités libres des flasques 14 et 15 doivent être maintenues par des cavaliers de serrage, du moins pendant le transfert et l'opération de couture. Pour permettre à l'aiguille de couture 25 de s'engager dans la nappe d'éléments filiformes enroulés en spirale'entre les deux flasques 14 et 15, le noyau 1Q porte des encobhes 27 et l'extrêmité des lumières concernées, par exemple 21 et 22, dépasse de ces encoches 27 (voir figure 3); de la sorte, l'aiguille de couture 25 s'engage facilement dans l'extrêmité de la lumière, puis dans l'encoche 27 et l'opération de liage par couture peut commencer. Dans une. autre forme de réalisation, les flasques 14 et 15 sont amoVibles et la tête de couture 24 est fixe. Pour réaliser un article textile annulaire selon l'invention, on opère comme suit : on placeen 1 une bobine de fil 2 appropriée, par exemple en silionne de verre. On engage l'extremité de ce fil de manière connue sur la périphérie du noyau 13 de manière à ce qu'elle soit maintenue lors du démarrage. On commande la rotation de l'arbre 5 et du moteur 12. Les flasques 14-15 se mettent à tourner en synchronisme avec le délivreur 4 et le fil 2 s'enroule alors en spirale sur îui-meme entre les deux flasques 14 et 15.Lorsque la hauteur de fil enroulé en forme de nappe entre les deux flasques 14 et 15 est jugée satisfaisante, on arrête l'entraInement des arbres 5 et 6, on met à l'extrêmité des flasques 14 et 15, des cavaliers de serrage non représentés, puis on dégage l'ensemble flasques 14-15 et noyas 13 sur l'arbre 6. On amène cet ensemble a plat sous la tête de couture 24 et par l'aiguille 25, on coud des fils de liage 26 sur la nappe de fil 2 spiralé à travers les lumières radiales 18 à 23. Les figures 4 et 5 représentent schématiquement un article textile annulaire unidirectionnel réalisé selon l'invention. Cet élé- ment se compose essentiellement, comme déjà dit, d'une nappe 30 formée par un fil 31 enroulé sur lui-même en spires jointives et serrées (pour la commodité de la lecture du dessin, on a représenté des spires non jointives, mais il est aisé de comprendre que le système de bobinage conduit natureliement à des vires jointives) à par avantageusement tir d'un noyau central 32 et présentant des couturestradiales 33-34, décalées par exemple de trente degrés (300) d'angle, s'étendant res pectivement sur toute la largeur de la nagez (33) ou seulement sur avantageusement radiales une portion de celle-ci (34). Ces coutures 33-34, par exemple en. points de chaînette, sont formées avec un fil 35 de même nature ou non que la matière textile formant le fil 31 enroulé en spirale et sont, comme déjà dit, dirigées radialement. Dans une autre forme d'exécution avantageuse, ce fil de liage est compatible avec la résine de matière plastique dans laquelle l'élément textile annulaire unidirectionnel est destiné & être noyé. Si, par exemple, la résine de renfort est en polyester, le fil de liage 35 peut être avantageusement en polyester, alors que la nappe 30 est en un fil 31 en silionne de verre. On a décrit ici des coutures 33-34 décalées à trente degrés (300) d'angle. I1 est bien entendu que cet angle peut être d'une valeur quelconque, régulière ou non. De même, les coutures 33-34 peuvent traverser toute la largeur de la nappe 30 ou pour certaines (34) seulement une partie de celle-ci. Enfin, ces coutures 33-34 peuvent être soit perpendiculaires au plan de la nappe 30 ou être inclinées par rapport à cette dernière. -Comme déjà dit, cet article annulaire est destiné à être placé dans des endroits appropriés (renfort de trous, d'orifices, etc.) d'un volume, généralement en résine synthétique renforcée. On peut, si on le désire, utiliser comme elément filiforme (2 ou 31) destiné à constituer la nappe 30 spiralée, des éléments (fils, bandelettes, etc.) ayant subi un traitement connu de pré-imprégnation, en vue de faciliter leur adhésion ultérieure à la résine å renforcer. En outre, cela facilite également les manipulations ulterieures et permet de mieux contrôler le pourcentage de matière textile par rapport au pourcentage de matière plastique.Avantageusement, dans ce cas, les faces intérieures en regard des flasques 14 et 15 sont revêtues d'une matière anti-adhésive, telle qu'en po3ytétrafluoroéthylene . Les exemples qui suivent montrent la manière dont l'invention peut être réalisée, étant entendu qu'il est facile pour un technicien d'introduire d'autres variables en fonction des résultats envisagés. Exemçle 1 - élément filiforme 2-31 : fil en silionne de verre de 300 tex formé de filaments de treize (13) , tordus a vingt (20) tours par mètre en Z, - fil de couture 26-35 : silionne de verre de 68 tex, formé de filaments de neuf (9)/À, tordus à vingt (20) tours par mètre en Z, - diamètre extérieur des flasques 14-15 : six cents millimètres (600 mm > , - écartement des flasques 14-15 : un millimètre (1 mm), - diamètre du noyau 13 : trois cents millimètres (300 mm), - espacement entre deux coutures 33 : trente degrés (30 ), - espacement entre deux coutures 34 (demi-rayon) : trente degrés (30 ), - décalage des deux lignes de couture 33 et 34 : quinze degrés (15 ) - couture : points de chaînette espacés de quatre millimètres (4 mm) environ, - vitesse de rotation des flasques 14-15 : soixante tours par minute (60 t/mn). Du fait de l'écartement des flasques et du diamètre du fil 231, celui-ci est enroulé à plat, sur lui-même sur sa tranche. On peut, si on le désire, avoir un noyau 13 non-circulaire, tel que par exemple elliptique, polygonal régulier ou non. L'élément textile annulaire ainsi obtenu est, comme déjà dit, unidirectionnel, ce qui lui donne des performances mécaniques opti mums et le rend apte & des applications à hautes performances. De plus, par rapport aux éléments annulaires utilisés jusqu'älors, c'est- à-dire généralement découpés, il est beaucoup plus facilement mani- pulable, plus Cet facile à mettre en place et en forme et ne s'effiloche pratiquement pas.Cet élément textile annulaire peut être réalisé avec une épaisseur très fine, ce qui n'était pas possible jusqu'alors, sans compter qu'en outre on peut le réaliser de manière compo site par une sélection approprie de la nature des fils des diffé- rentes couches, par exemple en superposant des couches de fils dif fervents ou en alternant des couches de fils différents, ou alors en bobinant un fil assemble. Exemple 2 On répète l'exemple 1 en utilisant cette fois un comme élément textile filiforme une bandelette découpée dans un tissu tissé en biais tel que ceux obtenus selon les enseignements du brevet français n?. 2 271 326 de la Demanderesse.-Ces bandelettes de vingt-cinq milli mètres (-25 mm) de largeur, en fibres de verre, sont enroulées en spirale entre deux flasques 14 et 15 dont l'écartement est réglé à vingt-cinq millimètres (25 mm). Sur l'empilement obtenu, on coud le même fil de silionne en points dé charrette dirigés axialement, c'est-a-dire selon des lignes de coutures 33-34 dirigées radialement, mais dont les points de couture chaînette 35 sont inclinés à soixante degrés (600) d'angle par rapport au plan horizontal de la nappe 30. On obtient ainsi un article annulaire multidirectionnel ayant des performances optimums. Comme déjà dit, ces éléments textiles annulaires unidirectionnels peuvent recevoir de nombreuses applications, notamment dans le renforcement d'ouvertures et/ou de trous sur-un corps quelconque, avantageusement lui-même en matière plastique renforcée et/ou stratifiée. De tels corps sontirès recherchés dans les industries de pointe & hautes performances. On peut également, par ce principe, réaliser des volants d'inertie, notamment avec. des éléments d'épaisseur appropriée. I1 était connu depuis fort longtemps de fabriquer des tapis et/ou filtres dénommés "scourtins" en enroulant en spirale autour d'un noyau central très requit, un fil grossier généralement en matitre naturelle, et cela en passant le fil autour d'autres fils di rigés radialement, de manière à ce que l'ensemble forme un motif taffetas. Cette solution n'était pas envisageable car, d'une part, elle est et reste artisanale et, d'autre part, et surtout, les produits obtenus présentent un état de surface marqué, une surépaisseur importante et ne sont pas unidirectionnels, ce qui leur donne des propriétés et des performances mécaniques très réduites. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Article textile annulaire constitué essentiellement par une nappe d'éléments'textile parallèles, liés entre eux par un fil dit de liage, formant des lignes de couture dirigées dans une direction sensiblement perpendiculaire ou-sécante à la nappe, caractérisé en ce que la nappe de fils de forme annulaire est constituée par des éléments textiles filiformes enroulés les uns à côté des autres en spirale dans un meme plan. 2/ Article textile annulaire selon revendication 1, caractérisé en ce que les éléments textiles filiformes formant la nappe, sont choisis dans le groupe constitué par les fils, les lames, les bandes, les bandelettes tissées, tricotées, tressées ou autres. 3/ Article textile annulaire selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les-éléments filiformes formant la nappe spiralée ont subi un traitement de pré-imprégnation destiné à faciliter leur adhésion ultérieure à une matière plastique a renforcer. 4/ Article textile annulaire selon l'une des revendications 1 & 3, caractérisé en ce que les lignes de couture de liage s'étendent radialement alternativement sur tout le rayon de l'anneau, puis pour la suivante, sur partie seulement de ce rayon. 5/ Procédé pour la fabrication d'un article textile annulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement - à enrouler dans un même plan un élément textile filiforme sous forme de spires autour d'un noyau central jusqu'à former une nappe plane de spires, - puis, à lier cette nappe plane dans des directions radiales ou sécantes par un fil de liage formant des points de couture. 6/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 5 pour l'obtention d'un élément textile annulaire unidirectionnel selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il se compose essentiellement - d'un ensemble rotatif sur son axe 6, formé de deux flasques parallèles 14-15, rapprochés, serrés sur un noyau central 13, percés de lumières 18 à 23, sensiblement radiales ou sécantes, les lumières d'un flasque 14 coïncidant sensiblement avec les lumières de l'autre flasque 15, - d'un organe d'entraînement 9, 10, 12 dudit ensemble rotatif, - d'un organe délivreur 4-5 d'un élément textile filiforme 2 aligné avec l'entraxe desdits flasques- 14-15, - d'un organe de liage 24 apte à former des points de couture dans lesdites lumières 18 à 23. 7/ Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que le noyau central a une forme circulaire, elliptique, polygonale. 8/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lumières d'un flasque s'étendent alternativement sensiblement sur toute la largeur utile dudit flasque puis, pour le suivant, sur partie seulement de cette largeur utile. 9/ Dispositif selon revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de liage 24 est une machine à coudre. 10/ Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le noyau 13 porte des encoches 27 espacées entre elles du même angle que les lumières 18 à 23, l'extrêmité desdites lumières 18 à 23 dépassant lesdites encoches 27 de manière à les rendre apparentes.