Brevet FR2727990A1 — publié le 19960614

"Aiguilleteuse à tige coulissante" DESCRIPTION La présente invention concerne une aiguilleteuse servant à consolider mécaniquement une nappe de fibres issue par exemple d'un étaleur nappeur. Les aiguilleteuses connues comportent un support appelé planche sur lequel sont fixées des aiguilles. Au moyen de dispositifs bielle-manivelle, la planche est animée d'un mouvement alternatif afin que ces aiguilles traversent la nappe de fibre à une cadence de production pouvant être de l'ordre de 1000 à 2000 coups par minute. Le mouvement alternatif de la planche à aiguilles est obtenu grâce à un dispositif bielle-manivelle. Des dispositifs complémentaires permettent également de réguler le flux de fibres entrant et sortant de la machine avec ou sans étirage et à des vitesses choisies en fonction de la cadence de frappe en nombre de coups par minute, équivalent du nombre de mouvements alternatifs des aiguilles par minute. L'inconvénient majeur de ces aiguilleteuses réside en la limitation de leurs vitesses, incompatible avec l'augmentation des capacités de production. En effet, le marché demande des machines de plus en plus rapides. De manière classique, la bielle de chaque dispositif bielle-manivelle s'étend entre un excentrique relié à un moteur, et une articulation à l'extrémité d'une tige coulissante à laquelle est fixé un support de planche à aiguilles. Pour son coulissement, la tige coulissante traverse deux paliers de coulissement situés à une certaine distance l'un de l'autre. Cette disposition a de multiples inconvénients. Lorsque la planche est à son extrémité de course dans laquelle les aiguilles sont dégagées du produit, l'articulation de la tige est éloignée des paliers et par conséquent la bielle applique les efforts à la tige dans de mauvaises conditions de guidage, créant des moments de flexion importants dans la tige et des contraintes importantes sur les paliers. Pour alléger le système et réduire son encombrement en hauteur, on est tenté de réduire la longueur de la bielle. Mais ceci accroît le débattement angulaire de la bielle autour de l'articulation avec la tige coulissante, et accroît donc la valeur de la composante d'effort transversale, indésirable, qui est transmise aux paliers de coulissement de la tige. C'est surtout le palier qui est le plus proche de l'articulation qui est dangereusement chargé, typiquement trois à dix fois plus que l'autre.Ces paliers subissent leur charge maximale, avec une tendance à l'arc-boutement d'autant plus forte que la bielle est inclinée, lorsque la bielle pousse la tige pour faire pénétrer les aiguilles dans les produits fibreux. Au lieu de raccourcir la bielle, on peut envisager de raccourcir la tige coulissante. Mais ceci conduirait à rapprocher exagérément les deux paliers de coulissement au point que la tige ne serait plus guidée avec suffisamment de rigueur. Ainsi, on s'est contenté jusqu'à présent d'ensembles encombrants, dont les équipages mobiles sont lourds, et qui produisent par conséquent beaucoup de vibrations, tout en obligeant les constructeurs à limiter la vitesse de fonctionnement. Le but de la présente invention est ainsi de proposer une aiguilleteuse pouvant fonctionner à grande vitesse de manière continue et avec un comportement vibratoire favorable. Suivant un premier aspect de l'invention, l'aiguilleteuse pour consolider mécaniquement une nappe de fibres comportant, - des moyens pour faire défiler la nappe de fibres, - un équipage mobile comprenant un support de planche à aiguilles et au moins une tige montée coulissante selon une direction transversale à la nappe dans deux paliers de coulissement espacés axialement, - pour chaque tige une bielle ayant une première extrémité articulée à une manivelle motrice et une deuxième extrémité reliée à la tige par une articulation, pour transmettre au support un mouvement alternatif de va et vient, est caractérisée en ce qu'au moins pendant une partie de la course de la tige coulissante, l'axe de ladite articulation entre la bielle et la tige coulissante est situé dans l'étendue axiale couverte par les deux paliers de coulissement et par l'intervalle situé entre eux. Suivant un deuxième aspect de l'invention l'aiguilleteuse pour consolider mécaniquement une nappe de fibres comportant, - des moyens pour faire défiler la nappe de fibres, - un équipage mobile comprenant un support de planche à aiguilles et au moins une tige montée coulissante selon une direction transversale à la nappe dans deux paliers de coulissement espacés axialement, - pour chaque tige une bielle ayant une première extrémité articulée à une manivelle motrice et une deuxième extrémité reliée à la tige par une articulation pour transmettre au support un mouvement alternatif de va et vient, est caractérisée en ce que la tige est réalisée tubulaire sur une partie au moins de sa longueur à partir de l'extrémité tournée vers la bielle, et en ce que l'articulation entre la tige et la bielle est réalisée à l'intérieur de la tige. L'idée qui est à la base de l'invention consiste à rapprocher considérablement des paliers de coulissement l'articulation entre la bielle et la tige coulissante, en surmontant le préjugé qui voulait jusqu'à présent que l'articulation doit toujours se trouver en dehors de l'étendue longitudinale couverte par les deux paliers et l'intervalle situé entre-eux. On peut ainsi augmenter la longueur de la bielle et par conséquent réduire son débattement angulaire sans modifier l'encombrement total mesuré selon la direction de coulissement en va et vient. En conséquence, d'une part les efforts transversaux parasites résultant du débattement angulaire de la bielle sont réduits, et en outre, grâce à la réduction ou à la suppression du porte-à-faux de ces forces relativement aux paliers, les moments de flexion produits par les forces parasites sont encore plus réduits. Ainsi, l'usure des paliers de coulissement, qui constituent l'un des points faibles traditionnels des aiguilleteuses, est réduite. De préférence, l'articulation entre la tige coulissante et la bielle est placée entre les deux paliers de coulissement, relativement à la direction longitudinale de coulissement. Dans cette configuration, quel que soit le sens de l'effort transmis entre la bielle et la tige, il y a toujours un des deux paliers qui est situé en arrière par rapport au point d'application d'effort et au sens de l'effort, ce qui est favorable pour la qualité du guidage, la suppression des arc-boutements, la réduction des flexions et des usures. Pour positionner l'articulation comme le prévoit l'invention, on pourrait envisager que la bielle contourne par l'extérieur, soit de manière asymétrique soit par une extrémité en fourche, le palier de coulissement situé coté bielle, pour venir s'articuler sur la tige entre les deux paliers. Mais il est préférable, selon l'invention, qu'au moins à partir de l'extrémité tournée vers la bielle, la tige soit réalisée tubulaire et l'articulation entre la tige et la bielle soit réalisée à l'intérieur de la région tubulaire de la tige. Ceci permet de donner à la bielle une forme plus favorable à sa rigidité, et permet de raccourcir la tige.En effet, avec cette disposition, l'articulation peut éventuellement se trouver, au moins le long d'une partie de la course de coulissement de la tige, dans la zone entourée par le palier côté bielle, ou même le cas échéant à l'intérieur de la zone entourée par le palier côté tige si la configuration tubulaire de la tige concerne également la région coulissant dans ce palier. I1 en résulte en outre qu'au moins dans la région coulissant dans le palier côté bielle le diamètre de la tige est considérablement augmenté. Ainsi, la pression subie par ce palier, notamment en direction radiale, est fortement réduite. I1 est avantageux que la tige soit réalisée avec un diamètre extérieur plus grand dans la région du palier côté bielle que dans la région du palier côté planche à aiguilles, avec un rapport de diamètre choisi pour que les pressions subies en service par ces deux paliers soient sensiblement égales, par exemple en ce qui concerne les pressions maximum ou encore les moyennes de pressions sur un cycle. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après, relative à un exemple non limitatif. La figure annexée est une vue schématique en élévation, avec coupe partielle, d'une aiguilleteuse selon l'invention. L'aiguilleteuse représentée à la figure comprend une table perforée 1 généralement horizontale et une plaque de retenue 2, encore appelée "débourreur", placée à peu près parallèlement à une certaine distance au-dessus de la table 1. La table 1 et le débourreur 2 définissent entre-eux un trajet dans un plan sensiblement horizontal pour une nappe de fibres 3. Le débourreur 2 comprend des perforations alignées avec celles de la table 1. A l'entrée du trajet sont placés des moyens introducteurs 4 schématisés sous la forme d'une paire de rouleaux moteurs entre lesquels passe la nappe 3. A la sortie du trajet, la nappe 3 consolidée et compactée par aiguilletage est entraînée par des moyens extracteurs 6 également schématisés par deux rouleaux moteurs entre lesquels passe la nappe. Une planche à aiguilles 7 est positionnée en regard de la face du débourreur 2 opposée au trajet pour la nappe 3. La planche 7 porte du côté du débourreur 2 un grand nombre d'aiguilles 8 orientées perpendiculairement au plan du trajet pour la nappe 3, avec leur pointe dirigée vers la nappe 3. Chaque aiguille est positionnée en face d'une perforation du débourreur 2 et d'une perforation correspondante de la table 1. La planche à aiguilles 7 est fixée, du côté opposé aux aiguilles 8, à un support 9 lui-même fixé à l'extrémité d'au moins une tige 11 montée coulissante selon une direction 12 parallèle aux aiguilles 8 et perpendiculaire au plan du trajet de la nappe 3. S'il est prévu plusieurs tiges 11, celles-ci sont par exemple alignées les unes derrière les autres lorsqu'elles sont vues de la manière représentée à la figure unique.Pour son guidage coulissant, chaque tige coulissante 11 est guidée dans deux paliers de coulissement coaxiaux 13 et 14 solidaires d'un bâti 16 qui n'est que partiellement représenté. Les paliers 13 et 14 comportent des bagues antifriction 17 pour le contact avec la tige 11. L'équipage mobile constitué de la ou des tiges coulissantes 11, du support 9 et de la planche 7 est animé en service d'un mouvement alternatif de va et vient selon la direction 12 entre une position 7a dans laquelle les aiguilles, dont l'extrémité est dans ce cas désignée par 8a, traverse le débourreur 2, la nappe 3 et la table 1, et une position de dégagement 7b dans laquelle les aiguilles 8 sont totalement dégagées au moins de la table 1 et de la nappe 3, et éventuellement du débourreur 2. Pour communiquer ce mouvement de va et vient à l'équipage mobile, la tige 11 est articulée par une articulation 18 à une extrémité d'une bielle 19 dont l'autre extrémité est reliée par une articulation 21 à une manivelle 22 entraînée en rotation par des moyens moteurs non représentés. Conformément à l'invention, l'axe géométrique 23 de l'articulation 18 entre la tige 11 et la bielle 19, lequel s'étend parallèlement au plan du trajet de la nappe 3, est situé, au moins pendant une partie de la course de va et vient, dans l'étendue axiale A couverte par les deux paliers 13 et 14 et par l'intervalle entre-eux, autrement dit entre les plans 24 et 26 qui limitent chacun l'un des paliers 13 et 14 du côté opposé à l'autre palier 14 ou respectivement 13. Dans 11 exemple représenté, l'axe 23 est toujours situé dans l'étendue axiale A, et en outre l'articulation 18 est toujours située en dehors du palier 14 le plus proche de la planche à aiguilles 7. Pour réaliser les conditions qui viennent d'être décrites, la tige 11 comporte à partir de son extrémité 27 tournée vers la bielle 19, une première région 28 qui est réalisée tubulaire avec l'espace intérieur du tube débouchant à travers l'extrémité 27. La première région 28 a une paroi extérieure cylindrique qui est engagée de manière coulissante dans celui des paliers 13 et 14 qui est le plus proche de la manivelle 22. L'articulation 18 est réalisée dans l'espace intérieur 29 de la région tubulaire 28 et la bielle 19 est engagée dans l'espace intérieur 29 par l'extrémité ouverte 27. Lorsqu'elle est vue parallèlement à ses axes d'articulation comme à la figure unique, la bielle 19 a un contour présentant un étranglement 31 sensiblement dans le plan de l'extrémité 27 de la tige 11 pour permettre à la bielle 19 de subir son débattement angulaire autour de l'axe 23 de l'articulation 18 sans que l'orifice de l'extrémité 27 doive avoir de trop grandes dimensions. La tige 11 comprend en outre une deuxième région 32 qui a un plus petit diamètre que la première région 28. La deuxième région 32 est réalisée pleine, c'est à dire en particulier non tubulaire, et sa paroi extérieure cylindrique coulisse dans le palier 14 qui est le plus proche de la planche à aiguilles 7. Grâce à 1 invention, la bielle 19 peut être réalisée plus longue que traditionnellement et l'étendue axiale A peut également être particulièrement grande sans que l'encombrement de l'aiguilleteuse soit prohibitif puisque ces deux dimensions se superposent partiellement. Grâce à la bielle 19 longue, son débattement angulaire maximal D est particulièrement faible pour une course prédéterminée de va et vient des aiguilles 8. Ceci minimise les efforts latéraux parasites sur les paliers 13 et 14 ainsi que certains types de vibration. Grâce à l'étendue axiale A, le guidage de la tige coulissante 11 est de très bonne qualité. Comme l'articulation 18 n'est plus en porte-àfaux par rapport aux paliers 13 et 14, les efforts de service sont moins nocifs aux paliers 13 et 14. La tige 11 subit moins de flexion. Elle est en outre renforcée par sa structure tubulaire. Le palier 13 qui est en service le plus chargé a un diamètre considérablement accru ce qui le rend particulièrement résistant à l'usure. Grâce à ses nombreux avantages, l'aiguilleteuse selon l'invention est capable de fonctionner en continu à des cadences très élevées. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. On pourrait réaliser les tiges 11 tubulaires sur toute leur longueur. On pourrait placer l'articulation 18 de manière qu'elle pénètre à peine dans l'étendue axiale A quand les aiguilles sont dans la position 8a de pénétration maximum. On pourrait réaliser la bielle de façon qu'elle contourne le palier tel que 13 par l'extérieur pour être reliée à la tige 11 par une articulation strictement située dans l'intervalle entre les deux paliers dans toutes les positions des tiges 11 le long de leur course de va et vient. Il n'est pas nécessaire que la bielle présente un étranglement, meme dans le cas où elle est articulée à l'intérieur d'une région tubulaire de la tige. Pour cela, on peut remonter un peu l'articulation 18 ou augmenter le diamètre intérieur de l'extrémité 27. L'invention est applicable à tous types d'aiguilleteuse, notamment aiguilleteuse à table perforée comme décrit à titre d'exemple, mais aussi aiguilleteuse de fabrication de velours, de produit à bouclettes etc... REVENDICATIONS 1. Aiguilleteuse pour consolider mécaniquement une nappe te ibres comporant, - des moyens -, 2, 4, si pour aire défiler la nappe de fibres (3), - un équipage mobile comprenant un support (9) de planche à aiguilles (7) et au moins une tige (11) montée coulissante selon une direction (12) transversale à la nappe (3) dans deux paliers de coulissement @13, 14) espacés axialement, - pour chaque tige (11) une bielle (i9) ayant une première extremite (21) articulée à une manivelle motrice (22) et une deuxième extrémité reliée à la tige (11) par une articulation (18) pour transmettre au support (9) un mouvement alternatif de va et vient, caractérisée en ce que l'axe (23) de ladite articulation (18) se trouve au moins sur une partie de sa course de va et vient dans l'étendue axiale (A) couverte par les deux paliers de coullssement (13, 14) et par l'intervalle situé entre eux. 2. Aiguilleteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (11) est réalisée tubulaire sur une partie '28) au moins de sa longueur à partir de l'extrémité '21) tournée vers la bielle (19), et en ce que l'articulation (18) entre la tige (11) et la bielle (19) est réalisée à L'intérieur de la tige (11). 3. Aiguilleteuse pour consolider mécaniquement une nappe te fibres comportant, - des moyens pour aire déliter la nappe de fibres, - un équipage mobile comprenant un support (9) de planche à aiguilles et au moins une tige (11) montée coulissante se on une direction (12) transversale à la nappe (3) dans deux paliers de coulissement ::4) espacés axialement, - pour chaque tige (11@ une bielle (19) ayant une première extrémité (21) articulée à une manivelle motrice (22) et une deuxième extrémité reliée à la tige (11), par une articulation (18) pour transmettre au support (9) un mouvement alternatif te va et vient, caractérisée en ce que la tige (11) est réalisée tubulaire sur une partie '28) au moins de sa longueur à partir de l'extrémité (27) tournée vers la bielle (19), et en ce que l'articulation (18) entre la tige (11) et la bielle (19) est réalisée à l'intérieur de la tige (11). 4. Aiguilleteuse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce sue la bielle (19), vue selon une direction parallèle à ''axe de de l'articulation (18), présente un étranglement (31) dans la région traversant l'extrémité tubulaire (27) de la tige (11). 5. Aiguilleteuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tige (11) est réalisée tubulaire dans une première région (28), de relativement grand diamètre extérieur, coulissant à travers un premier (13) des paliers de coulissement, situé du côté de la manivelle (22) et ayant un relativement grand diamètre correspondant, la tige (11) ayant un diamètre plus petit dans une deuxième région (32) coulissant tans l'autre palier (14), ayant un diamètre plus petit correspondant, et situé du côté du support (9) de planche à aiguilles. 6. Aiguilleteuse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tige (11) comporte une première région (28), de relativement grand diamètre extérieur, coulissant à travers un premier (13) des paliers de coulissement, situé tu côté de la manivelle (22) et ayant un relatIvement grand diamètre correspondant, la tige (11) ayant un diamètre plus petit dans une deuxième région (32) coulissant dans l'autre palier (14), , ayant un diamètre plus petit correspondant, et situé du côté du support (9) de planche à aiguilles. 1. Aiguilleteuse selon La revendication 5 ou 5, caractérisée en ce que la deuxième région (32) de la tige (11) est réalisée pleine. 8. Aiguilleteuse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'articulation (18) entre la bielle (19) et la tge 11, est située entre les paliers de coulissement (13, 14).