Brevet FR3063746A1 — publié le 20180914

La présente invention se rapporte à une aiguilleteuse, notamment à mouvement de type elliptique, destinée à consolider une nappe de fibres, notamment une nappe de non-tissé, en particulier provenant d'un étaleur-nappeur, ainsi qu'à une installation de formation d'une nappe de fibres, notamment d'une nappe de non-tissé, comportant une aiguilleteuse de ce genre. Dans une aiguilleteuse à mouvement de type elliptique le mouvement des aiguilles s'effectue selon une trajectoire comprenant une partie proximale, dirigée vers la nappe et le long de laquelle la composante d'avancement est dans le sens d'avancement de la nappe, et une partie distale le long de laquelle la composante d'avancement est dans le sens contraire au sens d'avancement de la nappe, la partie proximale de préférence étant plus grande que la partie distale lorsqu'on mesure les parties proximale et distale parallèlement à la composante de pénétration de mouvement des aiguilles. On connaît par le EP 1 736 587 Al une aiguilleteuse comprenant une table, sur laquelle une nappe à aiguilleter peut passer suivant un sens de passage. Des moyens d'abaissement/soulèvement sont prévus pour abaisser la planche à aiguilles sur la nappe qui passe sur la table et resoulèver la planche à aiguilles et des moyens d'oscillation sont prévus pour faire osciller la planche à aiguilles autour d'un axe horizontal, perpendiculaire au sens de passage, un mécanisme attaquant les moyens d'abaissement/soulèvement et les moyens d'oscillation et créant un déphasage ou décalage 3063746 2 angulaire entre l'oscillation vers l'amont et l'oscillation vers l'aval dans le sens de passage. Le mécanisme comprend, comme représenté à la figure 4, une première ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un 5 premier pignon, un premier embrayage à denture et un premier excentrique, ainsi qu'une seconde ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un second pignon et un second excentrique. On obtient ainsi une aiguilleteuse, qui règle l'amplitude 10 du mouvement elliptique des aiguilles dans le sens du passage de la nappe. La solution par embrayage à denture est plus économique et robuste qu'une solution à différentiel, qui engendre des efforts très grands sur les pignons et qui devient 15 trop onéreuse pour des machines de grande largeur. Mais la solution préconisée jusqu'ici ne permet pas d'avoir un réglage assez fin du décalage angulaire ou déphasage. Ainsi, la présente invention vise à obtenir une aiguilleteuse du genre ci dessus qui permet un réglage 20 plus fin du déphasage. Suivant l'invention, une aiguilleteuse comprenant une table, sur laquelle une nappe à aiguilleter peut passer suivant un sens de passage, une planche à aiguilles, des moyens d'abaissement/soulèvement de la planche à 25 aiguilles et des moyens d'oscillation pour faire osciller la planche à aiguilles et un mécanisme attaquant les moyens d'abaissement/soulèvement et les moyens d'oscillation et créant un déphasage entre l'oscillation vers l'amont et l'oscillation vers l'aval dans le sens de passage, le mécanisme comprenant une première ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un premier pignon, un 3063746 3 premier embrayage à denture et un premier excentrique, une deuxième ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un second pignon et un second excentrique, est caractérisée en ce que le premier pignon engrène dans le second 5 pignon, un second embrayage à denture est monté entre le second pignon et le second excentrique et le pas de la denture du premier embrayage est différent du pas de la denture du second embrayage. Ce mécanisme est particulièrement utile lorsque la 10 dimension de la planche à aiguilles dans la direction horizontale perpendiculaire au sens de passage est supérieure ou égale à 6 m. De préférence, la différence entre le nombre de dents de la denture du premier embrayage et de la denture du 15 second embrayage est comprise entre 10 et 50, le nombre de dents des embrayages étant, de préférence, compris entre 360 et 300. Pour régler le décalage angulaire, et donc le déphasage, il suffit d'arrêter la machine puis de maintenir en 20 position grâce à des freins de maintien montés respectivement sur les deux lignes d'arbres portant les excentriques et de réaliser un décalage angulaire, par exemple d'un pas dans le sens positif sur l'un des embrayages et d'un pas dans le sens négatif sur l'autre 25 embrayage. Le déphasage résultant alors entre les deux lignes d'arbres correspond à la différence des deux pas angulaires, cette valeur étant alors plus fine que le pas respectif de chaque embrayage à dentures. Suivant un perfectionnement, chaque ligne d'arbre est 30 équipée d'un codeur optique permettant de déterminer le décalage angulaire en cours des deux lignes d'arbre. 3063746 4 L'aiguilleteuse peut comporter des moyens d'oscillation qui font osciller la planche à aiguilles autour d'un axe horizontal perpendiculaire au sens de passage. Cet axe pouvant être dans le plan de symétrie vertical de la 5 planche à aiguilles ou en être décalé comme décrit au EP 1 939 343. Ils peuvent aussi faire aller et venir la planche à aiguilles horizontalement suivant le sens de passage ou d'une manière inclinée par rapport à celui-ci. La présente invention se rapporte également à une 10 installation de formation d'une nappe de fibres, notamment d'une nappe de non-tissé comportant au moins une aiguilleteuse suivant l'invention. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une 15 aiguilleteuse suivant l'invention et la figure 2 est une vue en perspective schématique avec arrachement du dispositif de déphasage de ces deux aiguilleteuses. L'aiguilleteuse 2 est placée dans un caisson 11 20 comprenant une fenêtre d'entrée 12, dans laquelle est installé un appareillage introducteur 4 de la nappe a consolider, par exemple issue d'un étaleur-nappeur, et une fenêtre de sortie 13, dans laquelle est installé un appareillage extracteur 7. Une nappe de fibres suit ainsi 25 dans le caisson 11 un trajet 1 avec un sens 6 de passage. Dans la suite, "distal" et "proximal" signifierons "relativement éloigné" et respectivement "relativement proche" du plan du trajet 1. L'aiguilleteuse comprend un équipage mobile 36 comprenant à son tour plusieurs 30 tiges 38 parallèles alignées selon la direction de la largeur de la nappe et dont, par conséquent, une seule 3063746 5 apparaît au dessin. Pour simplifier la description, on considère souvent dans la suite qu'il n'y a qu'une seule tige 38. L'équipage mobile 36 comprend, en outre, un support 44 fixé rigidement à l'extrémité proximale de la 5 tige 38. Une planche à aiguilles 46 est fixée rigidement, mais de manière interchangeable, au support 44, sur la face du support 44 opposée à la tige 38. La planche 46 porte des aiguilles 47, qui s'étendent vers la nappe parallèlement à un axe longitudinal 42 de la tige 38. 10 Dans la région des aiguilles 47, le trajet 1 de la nappe est défini par une table d'aiguilletage 24 adjacente à la face de la nappe opposée à la planche à aiguilles 47 et par un débourreur 26 adjacent à la face de la nappe tournée vers la planche à aiguilles 47. La table 24 et le 15 débourreur 26 présentent des orifices (schématisés dans chaque cas comme regroupés en une grande ouverture à la figure 1), qui sont adaptés à être traversés par les aiguille 47 lorsqu'elles sont dans leur position de pénétration maximale. 20 Chaque tige coulissante 38 est montée pour coulisser selon son axe longitudinal 42 dans un guide respectif 39, lui-même supporté de façon oscillante dans un bâti 19 de l'appareillage 2, selon un axe d'oscillation 37, qui est parallèle à la largeur de la nappe de fibres. L'axe 37 25 coupe l'axe longitudinal 42 de la tige coulissante 38 au milieu de la longueur axiale de l'alésage du guide 39, dans lequel coulisse la tige 38. Par des moyens que l'on va décrire plus loin, l'axe longitudinal 42 oscille autour de l'axe d'oscillation 37 de part et d'autre d'un 30 axe général 43 coupant l'axe 37 et perpendiculaire au plan du trajet 1. L'équipage mobile 36 exécute à la fois un mouvement oscillant autour de l'axe d'oscillation 37 solidaire du bâti 19 et un mouvement de glissement 3063746 6 alternatif selon l'axe 42. Le mouvement d'oscillation est destiné à conférer aux aiguilles 47 une composante de mouvement, dite "d'avancement", essentiellement parallèle au sens 6 d'avancement de la nappe. 5 il y a entre les aiguilles 47 et le bâti 19 de la machine une chaîne cinématique comprenant un coulissement, qui est fonctionnellement en série avec une articulation. Dans cet exemple, on a, en partant des aiguilles 47, d'abord le coulissement de la tige 38 dans le guide 39, 10 puis la rotation du guide 39 dans le bâti 19. La chaîne cinématique en question signifie qu'il y a, entre les aiguilles et le bâti de la machine, une pièce mécanique, dans cet exemple, le guide 39, qui est guidée en rotation par rapport à l'un des deux éléments, ici le bâti, et 15 guidée en coulissement par rapport à l'autre élément, ici les aiguilles. En outre, la surface de guidage en coulissement du guide 39 est située à l'intérieur de sa surface cylindrique 40 d'articulation dans le bâti. Ainsi, les 20 deux guidages sont extrêmement proches l'un de l'autre, les jeux cumulés sont aussi faibles que possible et le guidage de l'équipage mobile 36 par rapport au bâti est presque aussi précis et robuste qu'une simple et unique articulation. 25 L'installation d'aiguilletage comporte, en outre, un mécanisme d'actionnement comprenant à son tour deux arbres a excentrique - ou manivelles - 48a, 48b supportés en rotation par le bâti 19 autour d'axes 49a, 49b parallèles l'axe d'oscillation 37 et situés dans l'exemple 30 symétriquement de part et d'autre de l'axe général 43. Le mécanisme d'actionnement comprend, en outre, deux bielles 51a, 51b, dont la tête 52a, 52b est articulée à 3063746 7 un tourillon excentré respectif 53a, 53b des arbres excentrique 48a, 48b. Le pied 54a, 54b de chaque bielle 51a, 51b est articulé à la tige oscillo- coulissante 38 selon un axe de positionnement 56a, 56b 5 respectif. Les axes de positionnement 56a, 56b sont voisins de l'extrémité distale de la tige 38. Le long de l'axe 42 de la tige 38, le guide coulissant 39 est placé entre le support 44 et la ligne d'entraxe 56c passant par les deux axes de positionnement 56a, 56b. Dans l'exemple 10 représenté, le guide 39 est sensiblement à mi-distance entre le support 44 et la ligne d'entraxe 56c. Chaque bielle 51a, 51b est située d'un même côté respectif de l'axe 42 de la tige oscillo-coulissante 38. Les axes 49a, 49b des arbres à excentriques 48a, 48b ont 15 entre eux un entraxe E qui est très différent de l'entraxe e entre les axes de positionnement 56a, 56b des pieds de bielle. Si l'on appelle ra et rb les rayons respectifs des excentrations 61a et 61b des axes de tête de bielle 53a et 53 b par rapport aux axes de rotation 49a 20 et 49b des arbres excentriques 48a et 48b, on a la relation (1) : IE -el > l'a+ rb (1) Il en résulte que les deux bielles ne deviennent jamais parallèles entre elles et gardent toujours le même sens 25 d'inclinaison l'une par rapport à l'autre. Dans l'exemple représenté, E est plus grand que e et on a ra=rb, de sorte que la relation (1) devient la relation (1A) : E -e >2r (1A) 3063746 8 Par ailleurs, si l'on appelle La et Lb la longueur d'entraxe respective de chacune des deux bielles 51a et 51b, on a la relation (2) : I E -el e ra= rb - r La = Lb = L la relation (2) devient (2A) : E-e IE -el > (ra+ rb) ( 3) Les relations (1A) et (2B) combinées donnent la relation (3A) ) : 20 2La -2r> E - e > 2r (3A) Les relations (3) et (3A) expriment que les lignes d'entraxe 60a et 60b entre chaque axe d'excentrique 49a ou 49b et l'axe de pied de bielle correspondant 56a ou 56b forment entre elles un angle A très différent de 0° 25 et de 180°. Cet angle A est voisin de 70° dans l'exemple représenté. 3063746 9 L'agencement est tel que les deux pieds de bielle 54a, 54b sont dirigés obliquement l'un vers l'autre en s'écartant du trajet 1 de la nappe. Le sommet de l'angle A est donc situé au-delà des deux pieds de bielle. 5 Les deux axes de positionnement 56a, 56b sont disposés symétriquement par rapport à l'axe 42 de la tige oscillocoulissante 38 et relativement près l'un de l'autre. Autrement dit, la valeur e est faible. Ceci réduit l'encombrement, ainsi que les contraintes dans la 10 tige 38, qui peut donc être réalisée plus légère. Les deux arbres à excentrique 48a, 48b sont entraînés en sens de rotation contraire et à vitesse de rotation égale, comme indiqué par des flèches 57a, 57b, par exemple au moyen de roues dentées mutuellement 15 engrenées 58a, 58b, tournant chacune solidairement avec l'un respectif des arbres 48a, 48b. Dans l'exemple représenté, l'agencement et les sens de rotation 57a, 57b sont tels que, lorsque les tourillons excentrés 53a, 53b parcourent la partie de leur trajectoire circulaire 20 dirigée vers le plan du trajet 1 de la nappe, les bielles 51a, 51b travaillent en traction et sont peu inclinées par rapport à une perpendiculaire au plan de la nappe. Elles transmettent ainsi très efficacement leur force pour la pénétration des aiguilles 47 dans la nappe. 25 Pendant la phase de remontée, les bielles 51a, 51b sont beaucoup plus obliques, elles travaillent en compression et dans une orientation moins favorable, mais l'effort fournir est moins grand. Au total, la répartition des efforts sur un cycle est optimisée, ce qui permet 30 d'alléger le mécanisme, dont les forces d'inertie et les vibrations, ce qui accroît encore l'allègement possible. 3063746 10 Le mécanisme comprend des moyens pour déphaser le demi-arbre 48b par rapport au demi-arbre 48a. Ces moyens sont schématisés par un réglage 59 de la position angulaire de du demi-arbre 48b par rapport à la roue dentée 58b, qui 5 l'entraîne en rotation autour de son axe 49b. Le réglage de l'angle de déphasage entre les rayons 61a et 61b permet de régler la longueur de la composante d'avancement (parallèle à la direction d'avancement de la nappe) du mouvement des aiguilles 47. On considère que le 10 déphasage est nul, lorsque les deux manivelles 48a, 48b sont dans des positions angulaires symétriques par rapport à l'axe 43 du mécanisme. L'axe 42 de la tige 38 coïncide alors en permanence avec l'axe 43 du mécanisme et la composante d'avancement est nulle. 15 Comme le montre la figure 1, pour obtenir une composante d'avancement non nulle, le dispositif de réglage 59 est réglé de façon que le demi-arbre à excentrique 48b situé en amont relativement au sens 6 d'avancement de la nappe soit en retard par rapport au demi-arbre 48a situé en 20 aval. Il en résulte que : - lorsque la tige 38 s'éloigne de la nappe, la bielle 51a située en aval est en même temps plus distale que l'autre bielle 51b, ce qui positionne vers l'amont 25 l'extrémité distale de la tige 38 ; par conséquent, l'extrémité proximale de la tige 38 est décalée vers l'aval et l'ensemble des aiguilles 47 est lui-même décalé dans le sens 6 par rapport à l'axe 43 ; - pendant la phase descendante, c'est l'inverse, la 30 bielle 51a en avance sur l'autre est plus proximale et 3063746 11 maintient l'extrémité proximale de la tige 38 en position basculée vers l'amont ; - une partie significative du mouvement des aiguilles 47 vers l'aval se produit au voisinage de la position de 5 pénétration maximale dans la nappe, où l'inversion du sens de la composante verticale de mouvement se produit avec des accélérations encore réduites du fait de la non-coïncidence des points morts des deux systèmes bielle-manivelle ; cette position juste après 10 basculement est celle représentée à la figure 1 et - le basculement de l'aval vers l'amont se produit en grande partie au voisinage de la position de retrait maximal des aiguilles 47. Les orifices de la table 24 et du débourreur 26 sont 15 oblongs avec une longueur suffisante pour que les aiguilles 47 puissent effectuer la composante d'avancement de leur mouvement elliptique (parallèle à la direction de défilement 6 de la nappe). A la figure 2, un moteur 72 d'entraînement entraîne un 20 premier pignon 73. Le premier pignon 73 engrène dans un deuxième pignon 76b. Sur la première ligne d'arbre, sur laquelle est monté le premier pignon 73, est monté un premier embrayage composé de deux disques 403a et 404a, le disque 404a pouvant se déplacer dans le sens axial. Sur 25 la première ligne d'arbre est monté l'excentrique 48a. Sur la seconde ligne d'arbre, qui est parallèle à la première et sur laquelle est monté le deuxième pignon 76b, est monté un deuxième embrayage, constitué de deux disques 403b et 404b, le disque 404b pouvant être 30 déplacé dans le sens axial, et le deuxième excentrique 48b. Le premier embrayage a des dentures 407a 3063746 12 au pas de 1° (360 positions par tour), tandis que le second embrayage sur la seconde ligne d'arbre a des dentures 407b au pas de 1,0811081° (333 positions par tour). Grâce a cela, à l'arrêt de la machine et en 5 utilisant des freins de maintien 408a et 408b montés sur chacune des lignes d'arbre, on peut, pendant la commande de l'ouverture 404a et 404b respectivement, réaliser un décalage angulaire des deux lignes d'arbre avec une finesse de 0,0811081°. 10 il est prévu, en outre, sur chaque ligne d'arbre, un codeur optique permettant de déterminant le décalage angulaire en cours des deux lignes d'arbre. REVENDICATIONS1. Aiguilleteuse comprenant : - une table (24), sur laquelle une nappe aiguilleter peut passer suivant un sens de passage, - une planche (46) à aiguilles, - des moyens (38) d'abaissement/soulèvement de la planche à aiguilles, des moyens (37) d'oscillation pour faire osciller la planche (46) à aiguilles, notamment autour d'un axe horizontal perpendiculaire au sens de passage, un mécanisme attaquant les moyens d'abaissement/ soulèvement et les moyens d'oscillation et créant un déphasage entre l'oscillation vers l'amont et l'oscillation vers l'aval dans le sens de passage, le mécanisme comprenant : - une première ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un premier pignon (73), un premier embrayage (407b) à denture et un premier excentrique (48a), - une deuxième ligne d'arbre, sur laquelle sont montés un second pignon (76b) et un second excentrique (48b), caractérisée en ce que - le premier pignon (73) engrène dans le second pignon (76b), - un second embrayage (407b) à denture est monté entre le second pignon (76b) et le second 3063746 14 excentrique (48b) et le pas de la denture du premier embrayage (403a) est différent du pas de la denture du second embrayage (407b). 2. Aiguilleteuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la différence entre le nombre de dents de la denture du premier embrayage et de la denture du second embrayage est comprise entre 10 et 50. 3. Aiguilleteuse suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque ligne d'arbre est équipée d'un frein (408a et 408b) de maintien. 4. Aiguilleteuse suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque ligne d'arbre est équipée d'un codeur optique. 5. Aiguilleteuse suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (37) d'oscillation font osciller la planche (46) à aiguilles autour d'un axe horizontal perpendiculaire au sens de passage.