Brevet FR3002550A1 — publié le 20140829

La présente invention concerne un métier à tisser à cadres côte-à- côte, un procédé de tissage utilisant un tel métier à tisser et des préformes ainsi tissées. La présente invention s'applique notamment à la fabrication de pièces en matériaux composites pour l'aéronautique, formées d'au moins une préforme en tissu prise dans de la résine polymérisée, de telles pièces pouvant être utilisées notamment pour la réalisation de nacelles de turboréacteurs. Le but de l'invention est de produire des préformes en tissu destinées à la réalisation de pièces composites comme des plaques, des poutres et des profils comme des rails de guidage ou de portage. Dans de tels produits, il est souhaitable de disposer des armures différentes dans la direction de la trame. Il est alors connu de réaliser plusieurs draps chacun étant d'une armure déterminée, puis de les assembler par différentes méthodes textiles comme le piqué ou le drapé pour les assembler côte-à-côte avant de réaliser le coulage de la résine. Mais, il s'agit d'opérations qui sont complexes et longues. Il existe un besoin pour réaliser en même temps plusieurs armures dans le sens de la trame. A cet effet, la présente invention concerne un métier à tisser du genre comportant un système d'alimentation en fils de chaîne, un système de séquençage des fils de chaîne à cadre, un peigne de tassage et un système d'insertion de fil de trame. L'invention réside en ce que le système de séquençage comporte des moyens pour entraîner des cadres côte-à-côte. Selon d'autres caractéristiques optionnelles de l'invention : - le système de séquençage comporte des glissières parallèles dans lesquelles sont engagés les bords profilés en regard de montants verticaux de cadres en regard ; - le métier comporte des files de cadres côte-à-côte, chaque file de cadres dans une rangée étant dévolue au tissage d'une section de tissu selon une armure et/ou une architecture déterminées en utilisant la continuité de la trame entre diverses sections de tissu ; - le système de séquençage comporte une motorisation indépendante du mouvement des cadres côte-à-côte dans le temps et en amplitude ; - comporte des moyens pour réaliser des singularités dans l'une au moins des zones tissées en relation avec une file de cadres prévus pour le tissage de cette zone qui peuvent comporter notamment un système d'insertion de trame, du type navette par exemple, adapté à l'architecture de la zone de tissage concernée. L'invention concerne aussi un procédé de tissage utilisant un métier à tisser selon l'invention. Le procédé comporte : une étape pour concevoir un tissu plat pouvant être multicouche et présentant plusieurs sections adjacentes dans le sens de la trame dont l'armure et l'architecture sont différentes, puis une étape pour concevoir un jeu de cadres côte-à-côte pour permettre le tissage des sections adjacentes dans la continuité de la trame selon les armures et architectures conçues et une étape pour exécuter le tissage. Selon d'autres caractéristiques du procédé selon l'invention : - l'étape de conception de chaque section de tissu produit des données de définition de son armure et de son architecture utilisées dans l'étape ultérieure de conception d'une file de cadres associés à ladite section ainsi que de leurs différents mouvements verticaux indépendants dans le temps et en amplitude. L'invention concerne aussi des préformes tissées selon le procédé de l'invention. Elles sont réalisées en un seul tenant. Selon d'autres caractéristiques optionnelles de ces préformes, une telle préforme tissée est utilisée pour réaliser en matériau composite une poutre d'inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur, des pièces composites comme des plaques, des poutres et des profils comme des rails de guidage ou de portage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 25 seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins annexés parmi lesquels : - la Figure 1 est une vue d'un métier à tisser selon une technique connue de l'état de la technique ; - la Figure 2 est un éclaté d'un exemple de réalisation de montage d'un 30 cadre utilisé dans un métier à tisser selon l'invention ; - la Figure 3 représente un système de séquençage de chaînes dans un métier à tisser dans un mode de réalisation selon l'invention ; et - la Figure 4 représente schématiquement un métier à tissu dans un autre mode de réalisation de l'invention. 35 A la Figure 1 on a représenté schématiquement un métier à tisser de l'état de la technique. De gauche à droite, le métier à tisser comporte un système d'alimentation en fils de chaîne 1, un système de séquençage des fils de chaîne 2 comportant des lisses portant des oeillets 3, les lisses étant disposées et mobiles dans des cadres placés les uns derrière les autres et animés de mouvements verticaux en séquence, un peigne de tassage 9 et un système d'insertion d'un fil de trame 10, par exemple de type navette. Le tissu en cours de tissage 13 est entraîné par un système d'avance 14 qui applique une tension contrôlée sur les fils de chaîne 8 qui en sortent et qui proviennent du système d'alimentation 1. Le peigne de tassage 9 est étendu entre les fils de chaîne 8 à la sortie des cadres du système de séquençage 2 et chacune de ses dents est destinée à venir repousser le fil de trame 10 contre le tissu en cours de tissage dans un mouvement alternatif 11, 12 d'avance et de recul. En synchronisme avec le mouvement du peigne de tassage, 15 chaque fil de chaîne est passé dans un oeillet 3 sur une lisse entraînée par un cadre du système de séquençage 2 dans un mouvement alternatif de fréquence déterminée de descente 4 et de remontée 6 de sorte que l'oeillet 3 disposé en haut du cadre passe dans une position basse 5 lorsqu'un fil de trame 10 a été intégré au tissu. Un nouveau retour du fil de trame 10 est alors 20 exécuté par le système d'insertion de trame et l'oeillet en position 5 repasse à la position haute 4 par un mouvement de remontée 6 du cadre qui le supporte. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple de fonctionnement. En effet, en fonction de l'armure de tissage voulue, un oeillet déterminé n'est pas contraint de se déplacer vers le bas ou vers le haut après chaque insertion de 25 trame. Les fils de chaîne sont répartis le long de la direction de la trame sur une série d'oeillets portés par les lisses dans le cadre. Pour des raisons de complexité des mouvements 4, 6 des fils de chaîne, plusieurs cadres sont placés les uns derrière les autres dans la direction des fils de chaîne selon un 30 schéma qui permet de réaliser le tissage du tissu 13 selon une armure déterminée. La présente invention concerne principalement le système de séquençage des fils de chaîne 2. En effet, selon l'invention, il est désirable que plusieurs armures ou 35 architectures de tissu puissent être tissées le long d'une trame continue. Une armure comprend les données de définition des divers mouvements de cadres et de sélection des fils de chaîne et/ou des fils de trame pour constituer le tissage. Une architecture de tissu comprend les données de définition de sa conformation en épaisseur et/ou en géométrie et elles influent aussi sur la définition des cadres nécessaires au tissage. La continuité du fil de trame, ou 5 des diverses couches de fils de trame dans un tissu multicouche, est une caractéristique hautement désirable dans la mesure où elle améliore la cohésion du tissu final et aussi en ce qu'elle évite les opérations de mise bord à bord de laizes de tissus d'armures et d'architecture différentes, qui sont actuellement nécessaires, lorsque l'on veut obtenir un tissu ayant plusieurs 10 armures ou architectures différentes dans le sens de la trame. Une telle opération de mise bord à bord de laizes différentes est envisageable sur un métier à tisser Jacquard dans lequel chaque oeillet est piloté individuellement. Cependant, elle sera plus coûteuse, sera réalisée sur une machine plus encombrant et sera moins rapide. 15 A cet effet, la présente invention consiste principalement à disposer des cadres côte-à-côte, chacun animé de son propre mouvement de montée et de descente de sorte qu'il est possible de tisser selon une armure et une architecture déterminées une section de tissu final dans le sens de la trame ayant sensiblement la largeur du cadre qui lui est dévolu. Bien entendu, 20 plusieurs cadres sont disposés derrière un tel cadre et au moins certains d'entre eux sont disposés côte-à-côte avec d'autres cadres associés à une autre section de tissu dans le sens de la trame. L'invention réside en ce que le système de séquençage comporte des moyens pour entraîner des cadres côte-à-côte. Pour réaliser de tels 25 moyens, l'invention prévoit des glissières pour les montants des cadres côte-àcôte, et une motorisation indépendante dans le temps et en amplitude de sorte que le séquençage prévu peut être conçu en tenant compte des données de conception de l'armure et/ou de l'architecture de chaque section de tissu adjacente dans la direction de la trame. 30 A la Figure 2, on a représenté un éclaté de montage d'un cadre utilisé dans l'invention. Le cadre proprement dit est composé d'au moins un montant latéral 21 à gauche et d'au moins un montant latéral 22 à droite qui assurent la rigidité du cadre. Les montants latéraux 21 et 22 sont montés par leurs 35 extrémités sur une barre de rigidité supérieure 19 et sur une barre de rigidité inférieure 20. Le cadre est complété par un axe supérieur 17 de support des lisses et un axe inférieur 18 de support de lisses. Une lisse avec son oeillet 16 a été représentée à but illustratif montée entre les axes supérieur 17 et inférieur 18 de support de lisses. Un fil ou groupe de fils 15 a été représenté à l'intérieur de rceillet. Bien entendu, une série de lisses et d'ceillets analogues est disposée à côté de la lisse 15 dans l'ouverture du cadre 17-22. Les extrémités des montants 21 et 22 sont percés de taraudages qui correspondent à des perçages d'extrémité des barres supérieure 19 et inférieure 20 pour recevoir des vis de serrage qui ont été représentées sans référence. De même, les axes supérieur 17 et inférieur 18 sont solidarisés au cadre par une vis d'extrémité représentée sans numéro de référence à chaque extrémité des montants à l'intérieur du cadre ainsi formé. On note que les montants latéraux gauche 21 et droite 22 sont profilés de manière à pouvoir s'intégrer dans une glissière du système de séquençage de fils de chaîne sur le métier à tisser de sorte que le long d'une glissière commune, deux cadres disposés côté à côte puissent coulisser librement le long d'une même glissière. Dans un exemple de réalisation non représenté au dessin, la glissière affecte, quand elle est montée dans le système de séquençage de fils de chaîne, une section horizontale en forme de « x ». Chaque profil extérieur d'un montant droite 22 ou gauche 21 de cadre selon l'invention affecte un profil permettant son glissement à l'intérieur de l'une des branches du « x » de la section de ladite glissière. A la Figure 3, on a représenté schématiquement une partie d'un système de séquençage de fils de chaîne selon l'invention dans un mode de réalisation permettant la disposition de deux cadres côte-à-côte. Le système de séquençage du mode de réalisation comporte un bâti 25 dont la dimension verticale au dessin est perpendiculaire à la direction de trame lorsqu'elle est installée sur le métier à tisser de l'invention. Le bâti 25 est construite avec des montants et des traverses pour sa rigidité et elle présente une face avant et une face arrière au dessin ouvertes pour le passage des fils de chaîne. Les autres côtés sont, le cas échéant fermés par des tôles ou carter pour protéger les opérateurs. Deux cadres 27 à gauche et 28 à droite ont été représentés côte-à-côte de part et d'autre d'une glissière (sans numéro de référence) partagée par leurs montants en regard. De même les montants gauche du cadre gauche 27 et droite du cadre droite 28 sont engagés dans des glissières (non visibles au dessin) verticales et parallèles aux autres glissières solidaires des montants verticaux comme le montant 26 du bâti 25. Chaque cadre 27 ou 28 est entraîné par son propre câble vertical (non représenté) solidaire de la barre de rigidité supérieure de chaque cadre. 5 Chaque câble est entraîné par son propre moteur de sorte que les mouvements verticaux 30 et 31 de translation de chaque cadre 27 ou 28 dans ses glissières sont complètement autonomes et librement programmables en fonction des différentes armures et architectures prévues pour la section de tissu tissée par le cadre ou file de cadres concernés. Les câbles 10 d'entraînement (ou tout autre élément d'entraînement et de liaison aux moteurs) non représentés, sont entraînés par des moteurs disposés dans le capot 33 au-dessus du bâti 25. A la Figure 3, on a représenté seulement un premier rang de un cadre pour les deux cadres 27, 28 côte-à-côte. Le bâti 25 est conçu pour 15 recevoir une file de cadres côte-à-côte dans la direction 29 horizontale d'avant en arrière, et qui suivent les cadres 27 et 28. Bien entendu, les trois glissières solidaires du bâti 25 et disposées dans le plan occupé par les deux cadres 27 et 28 côte-à-côte sont répétées dans chaque plan de la file 29 de cadres côteà-côte occupant l'armoire. 20 Le nombre de cadres d'une file 29 dépend seulement des exigences de l'armure et de l'architecture de la section de tissu produite par la file de cadres montés dans le bâti 25 et de contraintes d'encombrement. Dans un exemple de réalisation, les cadres ont une largeur utile de 300 millimètres et leur épaisseur totale dans la direction 29 n'excède pas huit 25 millimètres et ils ont été construit à partir de montants, de barres de rigidité et d'axes de lisses standard ce qui assure un gain de coût et une facilité de remplacement de composants des cadres. Dans un exemple de réalisation, on a construit un bâti de système de séquençage de fils de chaîne contenant des files dans la direction 29 de 60 30 cadres indépendants dans le sens de la profondeur du bâti 25. A la Figure 4, on a représenté un mode de réalisation d'un métier à tisser selon l'invention dans lequel trois files de cadres sont disposées côte-àcôte de sorte que trois sections de tissu sont tissées avec des armures et des architectures différentes. 35 Le système de séquençage 40 présente trois files de cadres côte- à-côte dont seuls le premier cadre de chaque file 41 à gauche, 42 au centre et 43 à droite sont disposés. On a schématiquement représentée la foule 44 issue des cadres 41 à 43 et en avant du dessin est visible le tissu déjà tissé présentant trois sections successivement dans le sens de la trame : Zone Tissée 1, Zone Tissée 2 et Zone Tissée 3. L'ensemble mécanique est conçu pour minimiser l'espace entre deux fils de chaîne successifs présents dans deux cadres côte-à-côte. Cette disposition assure un marquage limité entre sections dans l'apparence du tissu. Le procédé de tissage de l'invention consiste essentiellement à concevoir un tissu plat pouvant être multicouche et présentant plusieurs 10 sections adjacentes dans le sens de la trame dont l'armure et l'architecture sont différentes, puis à concevoir un jeu de cadres côte-à-côte pour permettre le tissage des sections adjacentes dans la continuité de la trame selon les armures et architectures conçues et à exécuter le tissage à l'aide du métier à tisser selon l'invention. 15 Préférentiellement, chaque section de tissu est conçue au point de vue de son armure et de son architecture de sorte qu'une file de cadres associés à ladite section est conçue et que leurs différents mouvements verticaux sont indépendants dans le temps et en amplitude. Dans un mode de réalisation, le métier à tisser de l'invention 20 comporte des moyens pour réaliser des singularités dans l'une au moins des zones tissées en relation avec une file de cadres prévus pour le tissage de cette zone. Notamment, ces moyens pour créer des singularités peuvent comporter un système d'insertion de trame, du type navette par exemple, adapté à l'architecture de la zone de tissage concernée. Un exemple d'une 25 telle réalisation a été représenté sur la zone tissée la plus à droite sur la Figure 4, soit Zone Tissée 3, qui porte un créneau ou poche allongé dans le sens de la trame. Les préformes tissées selon ce procédé sont réalisées en un seul tenant. Il n'est ainsi plus nécessaire d'envisager de post-opération comme le 30 drapage, l'assemblage et la consolidation comme le « tufting », la couture etc.). Une telle préforme tissée est utilisée pour réaliser en matériau composite une poutre d'inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur. Une telle préforme est aussi utilisée pour la réalisation des pièces composites comme des plaques, des poutres et des profils comme des rails de 35 guidage ou de portage. REVENDICATIONS1. Métier à tisser du genre comportant un système d'alimentation en fils de chaîne (1), un système de séquençage (2) des fils de chaîne à cadres, un peigne de tassage (9) et un système d'insertion de fil de trame (10), caractérisé en ce que le système de séquençage (2, 25, 40) comporte des moyens pour entraîner des cadres côte-à-côte (27, 28 ; 41 - 43). 2. Métier à tisser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de séquençage comporte des glissières parallèles dans lesquelles sont engagés les bords profilés en regard de montants verticaux (21, 22) de 10 cadres en regard (27, 28). 3. Métier à tisser selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que il comporte des files (29) de cadres côte-à-côte, chaque file (41, 42, 43) de cadres dans une rangée étant dévolue au tissage d'une section de tissu (Zone tissée 1, Zone tissée 2, Zone tissée 3) selon une armure et/ou une architecture 15 déterminées en utilisant au moins partiellement la continuité de la trame entre les diverses sections de tissu. 4. Métier à tisser selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de séquençage (25 ; 40) comporte une motorisation indépendante du mouvement des cadres côte-à-côte dans le 20 temps et en amplitude. 5. Métier à tisser selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour réaliser des singularités dans l'une au moins des zones tissées en relation avec une file de cadres prévus pour le tissage de cette zone qui peuvent comporter notamment 25 un système d'insertion de trame, du type navette par exemple, adapté à l'architecture de la zone de tissage concernée. 6. Procédé de tissage utilisant un métier à tisser selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape pour concevoir un tissu plat pouvant être multicouche et présentant plusieurs 30 sections adjacentes dans le sens de la trame dont l'armure et l'architecture sont différentes, puis une étape pour concevoir un jeu de cadres côte-à-côte pour permettre le tissage des sections adjacentes dans la continuité de la trame selon les armures et architectures conçues et une étape pour exécuter le tissage. 35 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de conception de chaque section de tissu produit des données de définition deson armure et de son architecture utilisée dans l'étape ultérieure de conception d'une file de cadres associés à ladite section ainsi que de leurs différents mouvements verticaux indépendants dans le temps et en amplitude. 8. Préforme tissée selon le procédé des revendications 6 ou 7, caractérisées en ce qu'elle comporte plusieurs zones (Zone tissée 1, Zone tissée 2, Zone tissée 3) adjacentes dans le sens de trame présentant des armures et/ou des architectures différentes et qui sont réalisées en un seul tenant. 9. Préforme tissée selon la revendication 8, caractérisée en ce 10 qu'elle est utilisée pour réaliser en matériau composite une poutre d'inverseur de poussée pour nacelle de turboréacteur, des pièces composites comme des plaques, des poutres et des profils comme des rails de guidage ou de portage.