Brevet FR2581085A1 — publié le 19861031

La présente invention concerne un dispositif pour l'étale- ment d'un câble de filaments continus en vue d'obtenir une nappe utilisable notamment dans la fabrication d'articles nontissés. I1 existe de nombreux moyens pour élargir et étaler un câble de filaments continus. Dans le brevet français 1 418 403, on décrit l'utilisation de barres courbes, et d'élargisseurs à air. Dans le brevet français 1 498 481, on décrit un tablier-transporteur, en matière extensible élastiquement qui s'élargit transversalement au fur et à mesure de son avancée. La surface du tapis peut être munie de petites pointes rapprochées provoquant une liaison temporaire de ladite surface avec le réseau de filaments et entratnant une répartition plus uniforme des filaments. Selon le brevet américain 3 808 639, on étale une nappe de filaments en la faisant passer sur une série de disques situés près les uns des autres qui tournent autour du même axe mais dans des directions divergentes ; la périphérie des disques étant munie de protubérances souples destinées à engager les filaments.Dans la demande japonaise 72/04 738 est décrit un tablier-transporteur qui s'élargit transversalement au fur et à mesure de son avancée et qui est constitué par des ressorts hélicoïdaux disposés transversalement au sens d'avancée, l'étalement du câble ou ruban étant dû au glissement sur les spires des ressorts pendant que ceux-ci s'allongent lors de l'avancée du tablier. Cependant, les dispositifs ci-dessus ne donnent pas satisfaction surtout si on veut des taux d'étalement importants (7 à 8 fois la largeur initiale). Parmi les inconvénients qu'ils présentent, on peut citer performances limitées, taux d'élargissement faible pour les barres courbes, nuisances sonores, grande consommation de fluide pour les élargisseurs a air selon le brevet français 1 418 403, taux d'élargissement limité sinon durée de vie du tablier élastique réduite pour le dispositif, selon le brevet français 1 498 481, manque d'homogénéité de la nappe provenant du fait qu'elle n'est pas suffisamment fixée.durant l'étalement, taux d'élargissement limité pour le dispositif selon le brevet américain 3 808 639, irrégularités de la nappe résultant de groupements en paquets, problèmes de durée de vie des ressorts, taux d'élargissement limité pour le dispositif selon la demande japonaise 72/04 378. La présente invention propose un nouveau dispositif d'étalement de câble de filaments continus permettant d'éviter les inconvenients des dispositifs ci-dessus. Elle concerne un dispositif pour l'étalement d'un câble de filaments continus, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un ensemble d'étalement comprenant au moins - un rouleau monté sur un axe entraîné en rotation, - des éléments allongés extensibles, solidaires en rotation du rouleau disposés à la périphérie de ce dernier selon une direction parallèle aux génératrices ; chaque élément étant muni d'au moins une rangée de picots tournés vers l'extérieur, - des moyens pour soumettre les éléments allongés à une phase d'extension et à une phase de rétraction au cours d'un tour de rouleau, - des moyens d'amenée du câble au contact des éléments allongés au commencement de la phase d'extension et des moyens de reprise du câble à la fin de la phase d'extension. Par rouleau, on désigne un élément en une seule pièce ou un organe constitué par plusieurs éléments cylindriques calés sur le même axe. Les éléments extensibles allongés sont constitués par des bandes ou sangles élastiques dont la section est de préférence rectangulaire ou carrée. La face extérieure des bandes est munie d'au moins une rangée de picots s'étendant selon une direction parallèle aux génératrices du rouleau. I1 peut y avoir plusieurs rangées de picots ; dans ce cas, ils sont avantageusement dispo sés en quinconce. La phase d'extension et la phase de rétraction sont de préférence de même durée, se déroulant chacune sur un demi-tour de rouleau. Dans ce cas, les éléments extensibles allongés sont au moins au nombre de quatre, régulièrement répartis, de façon à ce que le câble en cours d'étalement soit toujours en contact avec deux d'entre eux. I1 est cependant possible d'avoir plus de quatre éléments allongés, de préférence en nombre pair. Mais la phase d'extension et la phase de rétraction peuvent avoir des durées différentes, la phase d'extension étant de préférence plus longue. Dans ce cas, le nombre d'éléments extensibles allongés peut éventuellement être réduit à trois à condition que leur disposition permette au câble d'être en permanence en contact avec deux d'entre eux. Les moyens pour soumettre les éléments extensibles allongés à une phase d'extension et à une phase de rétraction au cours d'un tour de rouleau comportent une came fixe disposée à chaque extrémité du rouleau, coaxialement à ce dernier. Chacune des deux cames est munie d'une rainure circonférencielle gauche comportant un tronçon "aller" correspondant à la phase d'extension et un tronçon "retour" correspondant à la phase de rétraction, les deux tronçons ensemble s'étendant sur 3600. Les phases étant de préférence d'égales durées, les deux tronçons sont dans ce cas de même longueur. Avantageusement, ils sont constitués par des hélices de pas opposés. De préférence, les deux cames sont identiques.Les cames agissent sur chaque élément extensible allongé au moyen d'un galet pouvant circuler dans la rainure circonférencielle, ledit galet étant relié à l'extrémité correspondante de ltélément extensible allongé au moyen d'une barrette de liaison coulissant dans un chemin de guidage solidaire du rouleau et parallèle à son axe. En fonctionnement, chaque élément extensible allongé, ses deux barrettes de liaison et les deux galets sont entraînés en rotation en même temps que le rouleau. Pendant cette rotation, les deux galets se déplacent chacun dans la rainure de leur came respective. Sur un tour, dans un premier temps, les galets s'éloignent en soumettant ainsi l'élément allongé, par l'intermédiaire des barrettes de liaison à une phase d'extension. Dans un deuxième temps, les galets se rapprochent, c'est la phase de rétraction, effectuée sous l'influence de la force élastique de retour de étalement allongé. Les cames étant fixes, on définit ainsi dans ltespace autour de l'axe du rouleau, deux secteurs ou zones fixes : une zone d'extension et une zone de rétraction. Le câble alimenté à partir de moyens connus tel un pot de stockage passe sur des moyens d'amenée à l'entrée de la zone d'extension, constitués par exemple par une barre courbe fixe. Dans la zone d'extension, les picots ayant pénétrés dans le câble écartent les filaments au fur et à mesure de l'allongement des bandes élastiques. A la sortie de la zone d'extension, la nappe résultant de l'étalement du câble est reprise par des moyens de reprise et soustraite ainsi à l'action des picots. Ces moyens de reprise peuvent être constitués par un duo de rouleaux d'appel dont l'un est entraîné positivement en rotation. Ledit duo constitue avantageusement, en même temps, un moyen de tension de la nappe. Avantageusement, le dispositif, selon l'invention, comporte plusieurs ensembles d'étalement tels que décrits ci-dessus, disposés les uns à la suite des autres, les axes des rouleaux étant parallèles et situés dans un même plan, de préférence horizontal. Les ensembles d'étalement sont entraînés à la même vitesse, de préférence à partir d'un moteur commun et de moyens de transmission appropriés. Chaque ensemble constitue un étage d'étalement qui prend en charge la nappe à la largeur donnée par l'étage précédent, lui applique son propre taux d'élargissement et le remet à l'étage suivant.De préférence, le taux d'élargissement est identique pour tous les étages et la longueur des ensembles d'étalement augmente au fur et à mesure de l'élargis- sement de la nappe. I1 est prévu des moyens de guidage et de tension de la nappe entre un ensemble d'étalement et l'ensemble suivant. De préférence, ces moyens sont constitués par un duo de rouleaux d'entraînement qui remplit également la fonction de reprise de la nappe du rouleau amont et d'amenée au rouleau aval. Des moyens sont prévus pour la mise en place du câble au démarrage du dispositif lorsque celui-ci comporte plusieurs ensembles d'étalement. Lorsque les axes des rouleaux sont situés dans le même plan horizontal, ces moyens, de préférence, comportent, entre deux étages successifs, une barre d'appui horizontale mobile en monte-et-baisse entre une position haute de démarrage et une position basse où elle devient inactive, le rouleau supérieur non entraîné du duo d'entrainement étant solidaire de la barre dans son mouvement de monte-et-baisse et située à un niveau supérieur à celle-ci. Avantageusement, des moyens sont associés à chaque élément extensible allongé pour aider son retour à sa longueur originelle au cours de la phase de rétraction. Ces moyens sont deux coulisseaux avec lesquels chaque élément allongé est en contact sur au moins une partie de sa longueur et sur au moins une partie du pourtour de sa section hors de la zone munie de picots. Les coulisseaux sont solidaires en translation respectivement de l'une et de l'autre des barrettes de liaison et se meuvent en sens opposés en accompagnant chaque élément extensible allongé dans son mouvement d'extension et de rétraction.Lorsque les éléments flexibles allongés sont des bandes ou sangles de section rectangulaire ou carrée, chaque coulisseau est, de façon simple, constitué par une plaquette allongée servant d'appui à la face interne de la bande correspondante sur sensiblement la moitié de sa longueur à ltétat rétracté. Par face interne, on désigne la face en contact avec le rouleau. Chaque coulisseau se déplace dans un chemin de guidage approprié. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation ci-après et des figures s'y rapportant, donnés à titre illustratif mais non limitatif. - La figure 1 représente schématiquement, en vue de dessus, un dispositif selon l'invention comportant plusieurs ensembles d'étalement. - La figure 2 représente schématiquement, vu en bout, un dispositif selon l'invention à un seul ensemble d'étalement. - La figure 3 représente schématiquement le dispositif, selon la figure 2, vu de face en coupe partielle. - La figure 4 est une vue schématique partielle en bout du dispositif selon la figure 1. - Les figures 5 et 6 représentent, schématiquement, respectivement, vus en bout et vus de face, des moyens pour la mise en place du câble au démarrage du dispositif d'étalement. - Les figures 7 et 8 sont des représentations schématiques en vue partielle, respectivement, de face et en bout d'un ensemble d'étalement. Le dispositif selon la figure simplifiée 1 comporte douze ensembles d'étalement schématisés en 1 munis de rouleaux dont les axes parallèles sont situés dans le même plan horizontal. Les ensembles d'étalement sont de longueur croissante au fur et à mesure de l'élargissement du câble 2 puis de la nappe résultante 3. De chaque côté du dispositif, sur les parties non recouvertes par la nappe, sont prévus des carters de protection 4. L'entratnement de tous les ensembles d'étalement s'effectue à partir d'un moteur de commande générale 5. On remarque également sur la figure une barre courbe 6 située à l'entrée du dispositif et un duo de rouleaux d'appel à sa sortie 7. Sur les figures 2 et 3, on a représenté un ensemble d'étalement. I1 comporte un axe 8 entraîné en rotation à partir- du moteur 5 par l'intermédiaire d'une poulie 9. Sur cet axe est monté un rouleau en trois parties, à savoir un rouleau d'appui central 10 et deux rouleaux de coulissement 11, les trois rouleaux étant solidaires de l'axe 8. Deux cames fixes 12 sont situées à chaque extrémité de l'axe et constituent des paliers pour ledit axe qui les traverse. Chaque came est cylindrique et comporte, à sa périphérie, une rainure circonférencielle 13 constituée par deux tronçons d'hélice de pas opposés raccordés entre eux. A la périphérie du rouleau central 10, et décalées angulairement de 90 , sont disposées quatre bandes élastiques 14, munies de picots 15 tournés vers l'extérieur.Les picots sont mis en place sur les bandes élastiques sur au moins une rangée longitudinale perpendiculaire à la direction d'avancée de la nappe ; lorsqu'il y a plusieurs rangées de picots, ceux-ci sont généralement en quinconce. Chaque bande élastique est reliée par ses deux extrémités à deux galets 16, se déplaçant chacun dans la rainure de la came 12 correspondante. La liaison entre la bande élastique et les galets est effectuée par des réglettes de liaison 17 se déplaçant dans des chemins de guidage 18 ménagés dans les rouleaux de coulissement 11. A noter que, sur les cames, chaque tronçon d'hélice, avec la zone de raccordement, s'étend sur 1800 et que sur un tour, les bandes élastiques 14 sont soumises à extension lorsqu'elles se déplacent de A vers B (arc A C B) et à rétraction lorsqu'elles se déplacent de B vers A (arc B D A). (Voir figure 2).Sur la figure 2, on remarque aussi la barre courbe d'entrée 6 et le duo de rouleaux d'appel 7 à la sortie, pour la reprise et le maintien sous tension de la nappe. Sur la figure 3, on remarque les carters de protection 4. Le dispositif, selon la figure 4, comme celui selon la figure 1, est à plusieurs étages d'étalement et comporte plusieurs ensembles d'étalement 1, munis de rouleaux 10-11 dont les axes parall & es sont situés dans le même plan horizontal, trois de ces ensembles ont été représentés : la - lb - lc. Pour chaque ensemble identique à celui des figures 2 et 3, on remarque l'axe 8, le rouleau central 10, les éléments extensibles allongés ou bandes élastiques 14, munis de picots 15. A l'entrée du premier ensemble la, se trouve la barre courbe d'entrée 6 et à la sortie le duo de rouleaux d'appel 7.A noter qutà partir du deuxième ensemble, et jusqu'à l'avant-dernier, le duo de rouleaux d'appel 7, situé entre deux étages d'étalement, est commun à deux ensembles d'étalement constituant à la fois les moyens de reprise de la nappe de l'étage amont et les moyens d'amenée à l'étage aval, en même temps qu'un moyen tendeur de la nappe entre deux étages. Chaque duo 7 comporte deux rouleaux : un rouleau in férieur 71 fixe, entraîné positivement en rotation à partir du moteur 5 et un rouleau supérieur 72 monté fou en rotation mais capable de se déplacer en monte-et-baisse en même temps qu'une barre d'appui 19, pour la mise en place du câble au démarrage, ainsi qu'il est décrit dans la suite du texte. En fonctionnement, le câble alimenté à partir d'un carton ou pot de stockage, est soumis à l'action du premier ensemble d'étalement la après être passé sur l'embarrage constitué par la barre courbe d'entrée 6 qui le maintient à sa largeur. Dans la zone d'extension A C B (Fig. 2, Fig. 4), le câble est pris en charge par une première bande élastique à picots 14 puis par une deuxième ; étant donné la longueur de l'arc A C B (180 ) et la disposition angulaire des bandes, il y en a toujours deux en contact avec le câble ou la nappe. Sur la zone A C B, les bandes élastiques sont soumises à extension, les picots ayant pénétré dans la nappe, s 'écartent en entraînant les filaments, provoquant ainsi l'élargissement. A proximité du point B, les trajets respectifs de la nappe et des bandes élastiques se séparent, il y a "dépicotage", les bandes élastiques empruntent le tronçon B D A sur lequel elles sont soumises à rétraction, la nappe entraînée et tendue par le duo 7 est alimentée à l'ensemble étaleur lb, le pincement dans le duo 7 maintenant la nappe à la largeur à laquelle elle sort de la zone A C B.L'ensemble lb fonctionnant comme l'ensemble la, soumet la nappe à une deuxième opération d'étalement de même taux que celui de l'ensemble la, puisque, selon l'exemple, tous les ensembles d'étalement sont identiques. I1 en est ainsi pour tous les ensembles d'étalement, chacun reprenant la nappe à la largeur ou l'a laissée l'ensemble précédent. A la sortie du dispositif, la nappe peut être recueillie par un moyen connu pour manipulation ultérieure ou bien alimenter un nappeur. La vitesse de fonctionnement du dispositif dépend du titre du câble, de sa présentation et de la vitesse de récupération de la nappe. Bien entendu, si la nappe alimente directement en continu un autre dispositif de transformation, la vitesse de sortie sera fonction de la vitesse d'alimentation de l'autre dispositif. Sur les figures 5 et 6, ainsi que partiellement sur la figure 4, on a représenté des moyens pour la mise en place du câble au démarrage de l'opération d'étalement. Ces moyens comprennent essentiellement une barre d'appui 19 située entre deux ensembles d'étalement consécutifs parallèle à l'axe des rouleaux 10-11, mobile en monte-et-baisse entre une position haute de démarrage (representée en traits pleins sur les figures 5 et 6 et en pointillés sur la figure 4) et une position basse où elle devient inopérante (représentée en traits pointillés sur les figures 5 et 6 et en traits pleins sur la figure 4). Comme déjà signale, la barre d'appui 19 est solidaire en monte-et-baisse du rouleau supérieur 72 du duo d'appel et de tension 7. Chaque barre 19 et chaque rouleau 72 sont montés sur un cadre 20, mobile en monte-et-baisse dans un chassis fixe 21 par l'intermédiaire de galets de guidage 22. Le mouvement du cadre 20 est commandé par un vérin 23. Les mouvements de tous les cadres 20 sont synchronisés. Pour la mise en place du câble ou de la nappe, les ensembles constitués par les barres d'appui 19 et les rouleaux 72 sont placés en position haute ; le câble est disposé sur l'ensemble des barres 19 ainsi qu'on peut le voir sur les figures 4 et 5. Le dispositif d'étalement étant mis en marche, on abaisse les barres 19.et les rouleaux 72, ce qui amène le câble 3 au contact des rouleaux 10-11 à bandes picotées 14. Les vérins 23 continuant leur course vers le bas, le câble est poussé par les rouleaux 72 vers les rouleaux 71. En fin de course basse des vérins 23, le câble est pincé entre les duos de rouleaux 71-72, ce qui assure sa tension, son enlèvement de l'ensemble étaleur amont et son alimentation vers l'ensemble étaleur aval. (Voir figure 4, traits pleins et figures 5 et 6, traits pointillés).Dans cette position, les barres 19 sont inopérantes. Le dispositif est lancé. Sur les figures 7 et 8, on peut voir un coulisseau 24 disposé sous la face interne de la bande à picots 14, sur sensiblement la moitié de sa longueur à l'état rétracté. Le coulisseau 24 en forme de plaquette allongée est relié à la barrette de liaison 17 et il se déplace dans un chemin de guidage 25 ménagé à la periphérie du rouleau 10. Un deuxième coulisseau identique non représenté est disposé sous la deuxième moitié de la bande à picots 14 et il est relié à la deuxième barrette de liaison 17 de la bande 14. Les états de surface de la face interne de la bande 14 et du coulisseau 24 sont tels qu'ils permettent d'assurer un bon coefficient d'adhérence entre ces deux éléments. Dans la phase d'extension (flèche C, figure 7), la bande élastique 14 s'étire et les deux coulisseaux 24, entraînées par les barrettes de liaison 17, se déplacent simplement vers l'extérieur sans autre forme d'action. Dans la phase de rétraction (flèche g - figure 7), la bande 14, sous l'effet de son élasticité, se rétracte dans le même temps où ses deux extrémités ainsi que les coulisseaux 24 sont soumis à la poussée des barrettes 17. Lesdits coulisseaux 24 entrent en action. Etant en contact étroit avec la bande 14, ils répartissent la poussée des barrettes 17 tout le long de ladite bande 14, favorisant ainsi une rétraction uniforme de la bande sur toute sa longueur. A titre d'exemple, le dispositif, selon la précédente description, a été utilisé pour l'étalement d'un câble de filaments continus en polytéréphtalate d'éthylène glycol de titre global 70 ktex, de 6,7 dtex au brin. La machine comporte douze étages d'étalement, le taux d'étalement pour chaque étage étant de 1,2056. La largeur du câble à l'entrée du premier étage est de 22 cm, la largeur de la nappe à la sortie de la machine est de 207,5 cm. La vitesse de fonctionnement était due 70 m/min. La nappe obtenue est parfaitement régulière. En effet, la prise en charge progressive de la nappe d'un étage à un autre assure un étalement uniforme du câble. Sur ce point, on évite les inconvénients des dispositifs connus.En outre, la multiplication des étages d'étalement permet d'obtenir un taux d'étalement global important, supérieur à 10, tout en ayant un taux d'étalement limité sur chaque étage, ce qui garantit une bonne tenue des organes mécaniques, en particulier des bandes élastiques à picots. Le dispositif selon l'invention est capable de traiter tout câble de filaments continus, frisés ou non, en matière artificielle ou synthétique. La nappe obtenue est utilisée de préf é- rence comme moyen de rembourrage d'habillement ou d'articles de literie, néanmoins elle peut être utilisée pour la réalisation d'articles composites stratifiés, par association par piqure ou autres moyens à d'autres supports, textiles ou non. Il est également possible de réaliser l'étalement de plusieurs câbles superposés, par exemple de titre, aspect (frisé, non frisé) et/ou coloris différents. Bien évidemment, l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit mais englobe d'autres formes de réalisations des dif férents organes de la machine, à condition de rester dans le cadre de la définition générale. REVENDICATIONS 1/ - Dispositif pour l'étalement d'un câble de filaments continus, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un ensemble d'étalement comprenant au moins - un rouleau monté sur un axe entrainé en rotation, - des éléments allongés extensibles, solidaires en rotation du rouleau disposés à la périphérie de ce dernier selon des génératrices ; chaque élément étant muni d'au moins une rangée de picots tournés vers l'extérieur, - des moyens pour soumettre les éléments allongés à une phase d'extension et à une phase de rétraction lors d'un tour du rouleau, - des moyens d'amenée du câble au contact des éléments allongés au commencement de la phase d'extension et des moyens de reprise du câble en fin de la phase d'extension. 2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la phase d'extension et la phase de rétraction sont d'égale durée, chacune correspondant à un demi-tour de rouleau, et que les élements extensibles allongés sont au nombre de quatre. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens pour soumettre les élé- ments allongés à une phase d'extension et à une phase de rétraction lors d'un tour de rouleau comportent : une came fixe disposée à chaque extrémité du rouleau, coaxialement à ce dernier, chaque came étant munie d'une rainure circonférencielle gauche les éléments extensibles étant reliés à chacune de leurs extrémités à un galet pouvant circuler dans la rainure de la came correspondante. 4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la rainure circonférencielle comporte deux tronçons d'hélice de pas opposés. 5/ - Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que la liaison entre les extrémités des éléments extensibles allongés et les galets correspondants est réalisée par des barrettes de liaison coulissantes se déplaçant dans des chemins de guidage solidaires du rouleau et parallèles à son axe. 6/ - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que chaque élément extensible allongé est en contact sur au moins une partie de sa longueur et sur au moins une partie du pourtour de sa section, hors de la zone munie de picots, avec deux coulisseaux, solidaires en translation respectivement de l'une et de l'autre des barrettes de liaison et se mouvant en sens opposés en accompagnant chaque élément extensible dans son mouvement d'extension et de rétraction. 7/ - Dispositif selon la revendication 6 selon lequel les éléments extensibles alongés sont constitués par des bandes ou sangles élastiques de section rectangulaire ou carrée, caractérisé par le fait que chaque coulisseau est constitué par une plaquette allongée servant d'appui à la face interne de la bande correspondante, sur sensiblement la moitié de sa longueur, à l'état rétracté, la plaquette allongée étant reliée à la barrette de liaison correspondante. 8/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens d'amenée du câble aux éléments allongés comprennent une barre courbe d'entrée et que les moyens de reprise du câble comprennent un duo de rouleaux d'appel. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte une série d'ensembles selon les revendications 1 à 7 entra'lunés à la même vitesse, disposés les uns à la suite des autres, les axes des rouleaux étant parallèles et situés dans un même plan, et des moyens de guidage et de tension du câble d'un ensemble à l'ensemble suivant. 10/ - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de guidage et de tension sont constitués par un duo de rouleaux d'entrainement constituant également les moyens de reprise du câble du rouleau amont et les moyens d'amenée au rouleau aval. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications 9 et 10 selon lequel le plan contenant les axes des rouleaux est horizontal, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour la mise en place du câble au démarrage du dispositif, situés entre deux ensembles d'étalement consécutifs, lesdits moyens comportant une barre d'appui horizontale, mobile en monte-et-baisse dans une direction verticale entre une position haute de démarrage et une position basse où elle devient inactive, l'un des rouleaux du duo d'entraînement étant solidaire de la barre d'appui dans son mouvement de monte-et-baisse.