Brevet FR3126430A1 — publié le 20230303

L’invention concerne un système de rentrage pour cantre de support de bobines de fils de chaîne, comportant un système de maintien (82) et une passette multiple (84) destinés à être agencés de part et d’autre d’une plaque de guidage (72) du cantre, le système de maintien (82) étant conformé pour maintenir une pluralité de fils de chaîne (30) en face des œillets de guidage (70) ménagés dans la plaque de guidage de sorte que les fils de chaîne maintenus s’étendent dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de guidage, chacun en regard d’un œillet , la passette multiple comprenant un support d’une pluralité de crochets (98) parallèles les uns aux autres et conformée pour l’insertion simultanée des crochets dans les œillets de guidage de sorte à saisir les fils de chaîne maintenus par le système de maintien et à rentrer les fils simultanément à travers les œillets de guidage. Figure pour l'abrégé : Figure 6 Système de rentrage pour cantre de support de bobines de fils de chaîne et procédé de rentrage correspondant Le domaine technique de la présente invention est celui de la fabrication de pièces en matériau composite pour turbomachines, et plus particulièrement la réalisation par tissage tridimensionnel ou multicouche à l’aide d’un métier à tisser du type Jacquard de structures fibreuses de renfort pour de telles pièces obtenues. L’invention concerne un dispositif de rentrage pour cantre de support de bobines de fils de chaîne et un procédé de rentrage utilisant un tel dispositif. Les matériaux composites permettent de réaliser des pièces de structure à renfort fibreux et densifié par une matrice ayant une masse globale moins élevée que ces mêmes pièces lorsqu'elles sont réalisées en matériau métallique. Le tissage 3D ou multicouche de structures fibreuses destinées à constituer le renfort fibreux d'une pièce en matériau composite est réalisé dans un métier à tisser de type Jacquard, par exemple pour réaliser des pièces de turboréacteur telles que des aubes de soufflante, un carter de rétention et des redresseurs. La illustre schématiquement un tel métier à tisser 10 de type Jacquard utilisé pour la réalisation de structures fibreuses ou tissus obtenus par tissage multicouches entre une pluralité de couches de fils de chaîne 30 et une pluralité de couches de fils de trame 31. De manière connue, le métier à tisser 10 est équipé d'une mécanique Jacquard 11 supportée par une superstructure non représentée sur la . Le métier 10 comprend également un harnais 20 constitué d'une planche d'empoutage 21 et de fils de commande ou lisses 22, chaque lisse 22 étant reliée à une extrémité à un crochet de commande 12 de la mécanique Jacquard 11 et à l'autre extrémité à un des ressorts de rappel 13 fixés au bâti 14 du métier à tisser 10. Chaque lisse 22 comprend un œillet 23 traversé par un fil de chaîne 30. Les lisses 22 et leur œillet 23 associé sont animés d'un mouvement d'oscillation sensiblement vertical représenté par la double flèche F sous les efforts de traction exercés respectivement par les crochets de commande 12 et les ressorts de rappel 13. Les lisses 22 permettent de soulever certains fils de chaîne 30 et de créer ainsi une foule 15 permettant l'introduction de fils de trame 31. Chaque lisse est actionnée et pilotée individuellement ce qui permet de remonter ou de descendre chaque fil de chaîne. Il devient ainsi possible de réaliser l'écartement des fils de chaîne nécessaire au passage d'une lance qui emporte le fil de trame et de tisser des motifs complexes et de faire passer les fils de chaîne d'une couche à une autre permettant la création d'une architecture fibreuse en trois dimensions. Après chaque passage de fil de trame, un peigne battant 40 compacte le tissu qui sort du métier. Les lisses 22 sont réparties spatialement en fonction de la position des trous 210 de la planche d'empoutage 21, c'est-à-dire suivant une pluralité de colonnes 211 et de lignes 212. La densité des trous 210 dans la planche d'empoutage correspond à la densité du tissu à réaliser, c'est-à-dire qu'on retrouve dans la planche d'empoutage un espacement entre chaque colonne de trous équivalent à celui présent entre chaque colonne de chaîne dans le tissu à réaliser. Il est d'usage d'équiper un métier à tisser Jacquard avec une commande numérique et de tisser de manière automatisée des formes avec des variations d'épaisseur, des variations de largeur et des déliaisons. Certaines structures fibreuses, comme par exemple celles destinées à former des renforts pour des aubes en matériau composite de moteurs aéronautiques, nécessitent un tissage très dense avec une contexture notamment en chaîne relativement serrée afin de conférer une bonne tenue mécanique à la pièce. La contexture en chaîne correspond au nombre de fils de chaîne par unité de longueur. La réalisation de préformes tissées 3D, telles que les aubes fans ou les carters, nécessite un très grand nombre de fils de chaîne, par exemple 6500 fils pour la réalisation d’une aube fan. Les fils de chaîne 30 sont appelés depuis des bobines 50 disposées sur un cantre 60 en amont de la mécanique Jacquard 11 du métier à tisser 10. La illustre un tel cantre 60 comportant de multiples supports 62. Chaque support 62 du cantre est fixé à un bâti du cantre et supporte plusieurs bobines 50 de fils de chaîne 30. Chaque bobine 50 est mobile en rotation autour d'un axe de façon à pouvoir dévider son fil de chaîne. Les bobines sont réparties sur les différents supports 62. Pour chaque support 62, elles sont réparties spatialement en deux arrangements parallèles, chaque arrangement comportant une pluralité de lignes et de colonnes selon l’exemple de la . Compte tenu du nombre important de bobines 50 de fils de chaîne 30 nécessaire à la réalisation de pièces en matériau composite pour turbomachines, les bobines sont plus ou moins distantes de la mécanique Jacquard 11 du métier à tisser 10. Afin de limiter que les fils ne s’emmêlent, chaque fil de chaîne 30 peut passer à travers des œillets de guidage 70 de plaques de guidage 72 puis par un trou 74 d'une planche de collecte 76 similaire à la planche d'empoutage 21, et traverse enfin l'œillet 23 d'une lisse 22. Plus la bobine d’un fil de chaîne est éloignée du métier à tisser et plus le fil de chaîne 30 traverse de plaques de guidage 72 successives, par exemple entre 2 et 6 plaques de guidage pour des bobines distantes entre 5 et 20 m du métier à tisser. Lors de la préparation des machines à tisser pour la fabrication de préformes tissées 3D, telles que les aubes fans ou les carters, il est nécessaire de rentrer un très grand nombre de fils de l’extrémité des cantres jusqu’au métier à tisser. L’opération de rentrage consiste à passer un par un chaque fil de chaîne à travers les œillets de guidage d’une ou plusieurs plaques de guidage successives une fois les bobines de fils de chaîne installées sur les supports du cantre. Actuellement, cette opération est manuelle. Ainsi, le rentrage d’environ 6500 fils de chaîne pour la réalisation d’une aube fan nécessite deux opérateurs, l’un pour présenter un fil de chaîne devant un œillet de guidage d’une plaque de guidage et l’autre pour saisir le fil de chaîne à l’aide d’un outil de type crochet et lui faire traverser l’œillet de guidage. Cette opération de rentrage, préliminaire au tissage, est peu ergonomique et très longue, environ deux semaines de travail dans les conditions actuelles. L’opération étant uniquement manuelle, le risque d’erreur est donc conséquent. L’erreur la plus fréquente est le passage d’un fil dans le mauvais œillet ce qui génère quasi systématiquement un décalage, certes facilement détectable, mais qui oblige à tout retirer puis tout re-rentrer. Partant de ces constations, un objectif de l’invention est donc de pallier aux inconvénients précités. À cet effet, l’invention concerne un système de rentrage pour cantre de support de bobines de fils de chaîne, le cantre comportant au moins une plaque de guidage des fils de chaîne jusqu’à un métier à tisser, chaque fil de chaîne étant configuré pour passer à travers des œillets de guidage ménagés dans la plaque de guidage, le système de rentrage comportant un système de maintien et une passette multiple destinés à être agencés de part et d’autre de la plaque de guidage, le système de maintien étant conformé pour maintenir une pluralité de fils de chaîne en face des œillets de guidage de sorte que les fils de chaîne maintenus s’étendent dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de guidage, chacun en regard d’un œillet, la passette multiple comprenant un support d’une pluralité de moyens de préhension parallèles les uns des autres et conformée pour l’insertion simultanée des moyens de préhension dans les œillets de guidage de sorte à saisir les fils de chaîne maintenus par le système de maintien et à rentrer les fils simultanément à travers les œillets de guidage. Ainsi, l’invention propose un outil permettant à un seul opérateur de réaliser l’opération de rentrage plus rapidement qu’actuellement en rentrant simultanément plusieurs fils de chaîne en même temps. En effet, en traitant plusieurs fils de chaîne simultanément et non plus un par un, le temps nécessaire pour le rentrage des fils de chaîne dans les plaques de guidage diminue fortement. En outre, l’invention permet de réaliser par un seul opérateur les étapes de présentation et de réception du fil de chaîne au niveau d’un œillet de guidage, là où actuellement la présence de deux opérateurs est nécessaire. De plus, l’ergonomie de travail est améliorée par l’invention engendrant une plus grande maitrise de l’opération et réduisant les risques d’erreur de rentrage. L’opération de rentrage est ainsi fluidifiée et le gain en temps pour cette opération de rentrage est maximisé et estimé à environ 75 %. Le système de rentrage selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : le système de maintien comporte un cadre rectangulaire formé d’une première barre longitudinale destinée à supporter les fils de chaîne, d’un dispositif de bridage s’étendant parallèlement à la première barre longitudinale et destiné à maintenir les fils de chaîne et de deux barres latérales opposées joignant la première barre longitudinale au système de bridage ; le dispositif de bridage comporte une bride longitudinale amont et une bride longitudinale aval maintenues ensemble par serrage ; la bride longitudinale amont et la bride longitudinale aval comportent au moins une partie destinée à être en contact avec des fils de chaîne lors du serrage du dispositif de bridage, et dans lequel la au moins une partie est recouverte d’une couche d’un matériau adapté pour protéger les fils de chaîne tout en les maintenant pendant l’opération de rentrage et pour permettre leur glissement sous l’action d’un opérateur afin de les libérer du dispositif de bridage, de préférence le matériau est du feutre ; la première barre longitudinale comporte un moyen de guidage des fils de chaîne configurées pour séparer les fils de chaîne maintenus par le système de maintien ; le moyen de guidage comporte des encoches configurées pour séparer les fils de chaîne maintenus par le système de maintien ; les moyens de préhension sont arrangés en ligne ; la passette multiple comporte au moins 10 moyens de préhension, de préférence au moins 22 moyens de préhension ; le système de rentrage comporte un autre système de maintien conformé pour maintenir les fils de chaîne ayant traversés les œillets de guidage ; chaque moyen de préhension comporte un crochet conformé pour saisir un fil de chaîne maintenu par le système de maintien et le retenir. L’invention concerne également un procédé de rentrage de fils de chaîne à travers des œillets de guidage d’une plaque de guidage utilisant un système de rentrage tel que décrit précédemment, le procédé comportant : - maintenir les fils de chaîne dans le système de maintien séparément et parallèlement les uns des autres ; - placer le système de maintien en amont de la plaque de guidage de sorte que les fils de chaîne maintenus s’étendent dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de guidage, chacun en regard d’un œillet de guidage ; - insérer simultanément les moyens de préhension de la passette multiple à travers les œillets de guidage jusqu’au plan dans lequel s’étendent les fils de chaîne, la passette multiple étant agencée en amont de la plaque de guidage ; - saisir chaque fil de chaîne maintenu par le système de maintien par un moyen de préhension par translation du système de maintien dans une direction perpendiculaire aux fils de chaîne maintenus et parallèle à la plaque de guidage ; - faire passer simultanément les fils de chaîne saisis par les moyens de préhension à travers les œillets de guidage ; et - libérer les fils de chaîne du système de maintien agencé en amont de la plaque de guidage. Avantageusement, le procédé comporte également une étape de maintien des fils de chaîne après avoir traversés la plaque de guidage par un système de maintien séparément et parallèlement les uns des autres. Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fourniture de fils de chaîne à un métier à tisser à partir d’un cantre de support de bobines des fils de chaîne, le cantre comportant des plaques de guidage des fils de chaîne jusqu’au métier à tisser, chaque fil de chaîne étant configuré pour traverser des œillets de guidage d’au moins une plaque de guidage, une pluralité de fils de chaîne étant rentrés simultanément dans les œillets de guidage d’une plaque selon le procédé de rentrage tel que décrit précédemment, le procédé étant répété pour chaque plaque de guidage devant être traversée par la pluralité de fils de chaîne. La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la , déjà décrite, est une vue schématique en perspective d'un métier à tisser de type Jacquard selon l'art antérieur, la , déjà décrite, illustre schématiquement une vue en perspective d’un cantre agencé en amont du métier à tisser de la , la est une vue très schématique d'une installation de tissage comportant un métier à tisser et un cantre, la représente schématiquement une vue en perspective d’un système de maintien d’un système de rentrage selon l’invention au cours de l’étape de mise en place du système de maintien en face d’une plaque de guidage, la illustre schématiquement une vue en perspective du système de rentrage au cours de l’étape d’insertion des crochets à travers les œillets de guidage, la est la même vue en perspective que la au cours de l’étape de saisie des fils de chaîne par les crochets, et la est la même vue en perspective que la au cours de l’étape de traversée des œillets de guidage par les fils de chaîne grâce aux crochets. Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. En outre, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle afin de présenter une vue permettant de faciliter la compréhension de l’invention. Système de rentrage (80) pour cantre de support de bobines de fils de chaîne (30), le cantre comportant au moins une plaque de guidage (72) des fils de chaîne jusqu’à un métier à tisser (10), chaque fil de chaîne (30) étant configuré pour passer à travers des œillets de guidage ménagés dans la plaque de guidage, le système de rentrage comportant un système de maintien (82) et une passette multiple (84) destinés à être agencés de part et d’autre de la plaque de guidage, le système de maintien (82) étant conformé pour maintenir une pluralité de fils de chaîne (30) en face des œillets de guidage (70) de sorte que les fils de chaîne maintenus s’étendent dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de guidage (72), chacun en regard d’un œillet (70), la passette multiple (84) comprenant un support (97) d’une pluralité de moyens de préhension (98) parallèles les uns aux autres et conformée pour l’insertion simultanée des moyens de préhension dans les œillets de guidage (70) de sorte à saisir les fils de chaîne (30) maintenus par le système de maintien (82) et à rentrer les fils (30) simultanément à travers les œillets de guidage (70). Système de rentrage selon la revendication 1, dans lequel le système de maintien (82) comporte un cadre rectangulaire (85) formé d’une première barre longitudinale (86) destinée à supporter les fils de chaîne (30), d’un dispositif de bridage (87) s’étendant parallèlement à la première barre longitudinale et destiné à maintenir les fils de chaîne et de deux barres latérales (88, 89) opposées joignant la première barre longitudinale au système de bridage. Système de rentrage selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de bridage (87) comporte une bride longitudinale amont (91) et une bride longitudinale aval (92) maintenues ensemble par serrage. Système de rentrage selon la revendication 3, dans lequel la bride longitudinale amont (91) et la bride longitudinale aval (92) comportent au moins une partie destinée à être en contact avec des fils de chaîne (30) lors du serrage du dispositif de bridage, et dans lequel la au moins une partie est recouverte d’une couche de feutre. Système de rentrage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel la première barre longitudinale (86) comporte des encoches (95) configurées pour séparer les fils de chaîne maintenus par le système de maintien. Système de rentrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens de préhension (98) sont arrangés en ligne. Système de rentrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la passette multiple (84) comporte au moins 10 moyens de préhension, de préférence au moins 22 moyens de préhension. Système de rentrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un autre système de maintien conformé pour maintenir les fils de chaîne ayant traversés les œillets de guidage. Système de rentrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque moyen de préhension (98) comporte un crochet conformé pour saisir un fil de chaîne maintenu par le système de maintien et le retenir. Procédé de rentrage de fils de chaîne (30) à travers des œillets de guidage (70) d’une plaque de guidage (72) utilisant un système de rentrage (80) selon l’une des revendications précédentes, le procédé comportant : - maintenir les fils de chaîne (30) dans le système de maintien (82) séparément et parallèlement les uns aux autres ; - placer le système de maintien (82) en amont de la plaque de guidage (72) de sorte que les fils de chaîne (30) maintenus s’étendent dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de guidage, chacun en regard d’un œillet de guidage (70) ; - insérer simultanément les moyens de préhension (98) de la passette multiple (84) à travers les œillets de guidage (70) jusqu’au plan dans lequel s’étendent les fils de chaîne, la passette multiple étant agencée en aval de la plaque de guidage ; - saisir chaque fil de chaîne (30) maintenu par le système de maintien (82) par un moyen de préhension (98) par translation du système de maintien dans une direction perpendiculaire aux fils de chaîne maintenus et parallèle à la plaque de guidage ; - faire passer simultanément les fils de chaîne (30) saisis par les moyens de préhension (98) à travers les œillets de guidage (70) ; et - libérer les fils de chaîne (70) du système de maintien (82) agencé en amont de la plaque de guidage (72). Procédé de rentrage selon la revendication 10, comportant une étape de maintien des fils de chaîne après avoir traversés la plaque de guidage par un système de maintien séparément et parallèlement les uns des autres.