Domaine Technique
[0001] La présente invention concerne une machine de tressage perfectionnée permettant la
réalisation de structures tressées et, plus particulièrement, de tresses bidirectionnelles
ou tridirectionnelles multicouches, tubulaires, de section cylindrique et/ou sous
forme de volume de révolution, à génératrice droite ou courbe, de forme régulière
ou variable.
[0002] Elle a trait plus particulièrement à un nouveau type de machine permettant de réaliser
de telles tresses constituées d'une pluralité de couches tressées liées les unes aux
autres ou simplement superposées.
Techniques antérieures
[0003] Les figures 1a,1b annexées illustrent, de manière schématique en perspective (figure
1a) et vue de face (figure 1b), une tresseuse conventionnelle permettant de réaliser
une tresse bidirectionnelle constituée de deux séries de fils (1a,1b), entrecroisés
entre eux en formant un angle par rapport à l'axe X de tressage, angle qui en général
est compris entre 30 et 60°.
[0004] La formation de la tresse (T) peut être réalisée autour d'un mandrin de conformation
(M) qui, éventuellement, peut être formé par une structure interne tel qu'un câble,
noyau..., destiné à être recouvert par ladite tresse, ledit câble, noyau ... se déplaçant
donc lors de la formation de la tresse.
[0005] D'une manière générale, pour réaliser de telles tresses, la machine se compose essentiellement
d'un plateau (P) monté fixe sur un bâti et qui supporte des fuseaux (Fa, Fb) permettant
de délivrer les fils (1a,1b).
[0006] Le plateau (P) est conçu de manière à présenter deux circuits ou chemins continus
(Ca,Cb), qui se recoupent mutuellement et à l'intérieur desquels sont déplacés les
fuseaux d'alimentation en fils, ce déplacement étant réalisé en sens inverse pour
les fuseaux (Fa) et (Fb) qui s'entrecroisent donc mutuellement.
[0007] Le principe général d'une telle structure est par exemple décrit dans le document
US-A-5357839. Le document
CH 169 324 décrit un mode de réalisation particulier de ce principe général.
[0008] Dans la suite de la description, la zone de recoupement entre les deux circuits ou
chemins continus sera désignée par l'expression « croisement ou entrecroisement dans
le sens radial ».
[0009] Le déplacement des fuseaux à l'intérieur des chemins, est obtenu en commandant le
fut de chaque fuseau par l'intermédiaire de roues à encoches entraînées en rotation,
disposées selon un cercle, les chemins suivant sensiblement les lignes d'engrènement
et se croisant donc à chaque point d'engrènement.
[0010] De telles machines de tressage conventionnelles permettent soit de réaliser des tresses
dites « bidirectionnelles » constituées de deux séries de fils entrecroisés en formant
un angle entre eux, et des tresses dites « tridirectionnelles », c'est-à-dire des
tresses dans lesquelles on incorpore des fils longitudinaux entre les deux séries
de fils disposés en biais, lesdits fils longitudinaux étant alimentés au travers d'orifices
prévus dans le plateau.
[0011] Depuis fort longtemps, comme cela ressort notamment du brevet
GB-A-899 117 et du
FR-A-1 105 915, il a également été proposé de réaliser des tresses bidirectionnelles ou tridirectionnelles
multicouches, ce qui permet d'obtenir une plus grande épaisseur de paroi, épaisseur
recherchée pour de nombreuses applications, notamment lorsque ces tresses sont destinées
à constituer le renfort de matériaux composites.
[0012] Dans les documents précités, pour obtenir cette pluralité de couches, on utilise
un plateau comportant une pluralité de chemins de guidage pour les fuseaux, chemins
disposés concentriquement depuis la partie centrale du plateau jusqu'à sa périphérie
extérieure.
[0013] Le déplacement des fuseaux le long de ces chemins de guidage est toujours obtenu
au moyen de roues à encoches, et des plaques de déviation permettent d'assurer le
transfert des fuseaux depuis le chemin extérieur jusqu'au chemin intérieur et inversement.
[0014] Par ailleurs, dans une telle machine, si l'on considère le déplacement d'un fuseau
élémentaire, celui-ci est toujours transféré depuis le chemin externe vers le chemin
interne et inversement, sans possibilité de pouvoir modifier la manière dont les différentes
couches sont liées entre elles.
[0015] Une telle conception de tresseuse présente des limites par le fait qu'elle ne permet
donc d'obtenir qu'un seul type d'articles multicouches.
Exposé de l'invention
[0016] Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une nouvelle
conception de machines de tressage, qui permet de réaliser des tresses bidirectionnelles
ou tridirectionnelles multicouches, lesdites couches étant soit simplement superposées
les unes aux autres, soit de préférence reliées entre elles, du type selon
US 5 357 839 A.
[0017] Cette machine se présente sous la forme d'un ensemble comprenant essentiellement
un plateau monté fixe sur un bâti support, ledit plateau supportant un nombre pair
de fuseaux d'alimentation en fils, fuseaux qui sont déplacés le long de circuits ou
chemins de guidage continus qui se recoupent mutuellement. Ce déplacement est réalisé
dans un sens pour les fuseaux pairs et en sens inverse pour les fuseaux impairs, la
commande des déplacements du fut de chaque fuseau étant obtenue par l'intermédiaire
de roues à encoches, entraînées en rotation, disposées selon un cercle, les chemins
suivant sensiblement les lignes d'engrènement et le fuseau étant transféré d'une roue
à encoches à la suivante au niveau de la zone de tangence entre lesdites roues.
[0018] La machine conforme à l'invention comporte une pluralité de paires de chemins de
guidage pour les fuseaux, chemins concentriques qui se recoupent mutuellement, le
déplacement de chaque fuseau étant tel qu'il puisse être transféré successivement
du chemin extérieur jusqu'au chemin intérieur et inversement de manière à constituer
une pluralité de couches tressées superposées qui, non seulement, sont entrecroisées
entre elles dans le sens longitudinal, mais également dans le sens de l'épaisseur,
et ce d'une manière similaire aux enseignements du
FR 1 105915.
[0019] L'installation conforme à l'invention concerne un perfectionnement apporté à de telles
machines les rendant particulièrement polyvalentes par le fait qu'elles permettent,
non seulement, d'avoir un tel circuit du fil allant de l'extérieur jusqu'à l'intérieur,
mais également et surtout, autorisent la réalisation de structures tressées de grande
épaisseur, structures constituées d'une succession de couches de tresses qui peuvent
soit être simplement superposées, soit reliées entre elles deux à deux.
[0020] La machine conforme à l'invention comprend aussi les installations suivantes :
- le plateau est constitué d'une pluralité de modules élémentaires juxtaposés les uns
aux autres, chaque module comportant au moins trois paires de chemins de guidage pour
les fuseaux délivrant les fils, et de préférence cinq voire sept paires de chemins,
les chemins de chaque paire s'entrecroisant entre eux dans le sens radial et tangentant
ou s'entrecroisant d'une paire à la suivante dans le sens circonférentiel ;
- les fuseaux sont déplacés à une vitesse constante le long des chemins de guidage par
l'intermédiaire de roues à encoches associées à chaque paire de chemins de guidage,
roues disposées concentriquement sur la face avant du plateau support, les moyens
d'entraînement en rotation desdites roues étant, quant à eux, montés à l'arrière dudit
plateau support et étant constitués de trains d'engrenages associés à des moyens de
synchronisation commandés soit par un moteur unique, soit par un moteur propre à chaque
module ;
- au niveau des zones de tangence circonférentielle entre deux paires de chemins de
guidage, le plateau support comporte des aiguillages, amovibles, permettant :
■ soit d'assurer le déplacement du fuseau le long du même chemin de guidage ;
■ soit d'autoriser le transfert du fuseau qui chemine sur l'une des paires de chemins
de guidage à un chemin de guidage de la paire adjacente et inversement.
[0021] Dans la machine conforme à l'invention, les chemins de guidage sont constitués par
des gorges continues usinées dans la masse du plateau support.
[0022] Chaque chemin de guidage est constitué d'une succession de demi-cercles décalés de
l'un par rapport au suivant et raccordés entre eux par une courte section droite au
niveau de la zone de croisement radial entre deux chemins d'une même paire, zone constituée
par un aiguillage qui, dans la suite de la description, sera désigné par l'expression
« aiguillage radial ».
[0023] Par ailleurs, conformément à l'invention, les zones de tangence circonférentielles
entre deux paires de chemins de guidage adjacentes, peuvent être équipées soit par
un ensemble désigné par l'expression « aiguillage circonférentiel sans transfert »
comportant deux gorges courbes qui tangentent l'une à l'autre, et dont le rayon de
courbure correspond au demi-cercle de chaque paire de chemins de guidage, soit d'un
« aiguillage de transfert », réalisé d'une manière similaire aux aiguillages radiaux
et comportant deux gorges rectilignes qui se croisent en leur milieu et assurent le
transfert d'une paire de piste à une autre paire de piste et inversement.
[0024] Conformément à l'invention, les aiguillages tant radiaux que circonférentiels, avec
ou sans transfert dans le cas des aiguillages circonférentiels, sont constitués d'éléments
amovibles se présentant sous la forme de pions cylindriques encastrables dans une
cage correspondante usinée dans la masse du plateau support.
[0025] Dans une machine conforme à l'invention, les séries de roues à encoches sont disposées
concentriquement, ces roues sont tangentes entre elles et permettent ainsi de faire
cheminer les fuseaux en sens inverse l'un de l'autre dans les deux circuits constituant
une paire de chemins de guidage.
[0026] L'appel de la tresse formée est réalisé par tout moyen approprié.
[0027] Par exemple, elle peut être distribuée autour d'un mandrin support fixe duquel elle
est extraite par des moyens de traction. Elle peut également être distribuée autour
d'un élément central que l'on souhaite associer définitivement à la tresse, par exemple
un câble, un noyau, cet élément pouvant être soit de forme cylindrique, soit éventuellement
avoir une forme de révolution.
Description sommaire des dessins
[0028] L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce
à l'exemple concret de réalisation donné ci-après à titre indicatif, mais non limitatif,
et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels :
- les figures 1a et 1b illustrent, comme vu précédemment, l'état antérieur de la technique
pour réaliser une tresse bidirectionnelle monocouche ;
- les figures 2a et 2b sont respectivement des vues simplifiées d'une machine réalisée
conformément à l'invention, comportant cinq paires de chemins de guidage, représentées
en vue de face (figure 2a) et en élévation de côté (figure 2b), cinq fuseaux (F) étant
seulement représentés de manière schématique à cette figure 2b ;
- les figures 3 et 4 sont respectivement des vues en élévation et en coupe selon l'axe
AA de la figure 3 d'un module élémentaire entrant dans la réalisation d'une tresseuse
conforme à l'invention, les fuseaux n'étant pas représentés ;
- la figure 5 est une vue de face montrant la structure et la forme des cinq paires
de chemins de guidage concentriques, définissant les circuits des fuseaux de fils
et la manière dont les différentes couches peuvent être entrecroisées entre elles
sur l'épaisseur de la tresse ;
- la figure 6 est une vue en perspective, partiellement éclatée, montrant plus précisément
la structure générale de l'ensemble des moyens constituant un module élémentaire permettant
de réaliser une tresseuse conforme à l'invention, les fuseaux n'étant pas représentés
;
- la figure 6a illustre une vue en perspective, partiellement éclatée, d'une forme de
réalisation conforme à l'invention dans laquelle l'ensemble des moyens d'entraînement
des roues à encoches est obtenu par l'intermédiaire de trains d'engrenage répartis
sur deux modules ou secteurs consécutifs ;
- la figure 7 est une vue en perspective de dessous, montrant le principe de l'entraînement
en rotation des roues à encoches qui assurent le déplacement des fuseaux le long des
chemins de guidage ;
- la figure 7a illustre une forme de réalisation concrète et précise des trains d'engrenage
assurant l'entraînement en rotation des roues à encoches selon un mode de réalisation
selon lequel lesdits engrenages sont répartis sur deux modules ou secteurs consécutifs
;
- les figures 8 et 8a sont des vues de détail, montrant schématiquement en perspective
la structure des aiguillages de transfert radiaux et circonférentiels qui permettent
d'assurer le guidage des fuseaux tant au niveau de la zone de croisement d'une paire
de chemins de guidage que dans le sens circonférentiel pour assurer le transfert d'un
fuseau qui chemine sur l'une des paires de chemins de guidage à un chemin de guidage
de la paire adjacente et inversement, et ce conformément à l'invention ;
- les figures 9 et 9a illustrent, quant à elle, la structure d'un « aiguillage circonférentiel
», sans transfert du fuseau entre deux paires de pistes consécutives.
Manière de réaliser l'invention
[0029] En se reportant aux figures 2a et 2b, la machine conforme à l'invention se présente
sous la forme d'un ensemble comprenant essentiellement un plateau (P) monté sur un
bâti support fixe désigné par la référence générale (2).
[0030] Dans cette forme de réalisation, le plateau support (P) est constitué de seize modules
(3) identiques, juxtaposés les uns aux autres.
[0031] La forme extérieure de ces modules (3) est telle qu'elle permet de réaliser une ensemble
se présentant sous la forme d'une couronne, cylindrique dans sa partie centrale (5)
et dont le diamètre est de l'ordre de 1,80 mètre, les faces extérieures de chaque
module se présentant sous la forme de pans coupés permettant d'obtenir une ensemble
dont la forme extérieure est hexadécagonale, le diamètre qui le circonscrit étant
de l'ordre de 3,50 mètres.
[0032] Une telle structure permet d'avoir un bâti de conception particulièrement simple,
tel qu'illustré aux figures 2a,2b, bâti qui comporte des paires de sabots, désignés
par la même référence (4) assurant un maintien parfait du plateau (P) en position
verticale.
[0033] Ces sabots sont supportés par des montants latéraux (6) et sur une embase (7) assurant
ainsi une stabilité parfaite.
[0034] Un élément conformateur (8) est prévu à l'avant du plateau et se présente par exemple
sous la forme d'un anneau cylindrique à l'intérieur duquel viennent prendre appui
les fils formant la tresse (T).
[0035] Dans la forme de réalisation illustrée, la tresseuse conforme à l'invention comporte
cinq paires de chemins de guidage et cinq séries de roues à encoches, la totalité
desdites roues à encoches étant représentées à la figure 2a, permettant ainsi d'assurer
le cheminement simultané de 320 fuseaux, 160 se déplaçant dans le sens des aiguilles
d'une montre sur cinq chemins de guidage, et les 160 autres dans le sens inverse des
aiguilles d'une montre sur les cinq autres chemins de guidage.
[0036] La structure d'un module élémentaire (3) entrant dans la constitution d'une machine
conforme à l'invention ainsi que le fonctionnement de cette dernière, ressort clairement
des figures annexées 3 à 9.
[0037] Dans l'ensemble de ces figures, les fuseaux (F) n'ont pas été représentés par mesure
de simplification et sont simplement schématisés par leurs ogives aux figures 8 et
9 montrant la manière dont ils sont guidés au niveau des deux types d'aiguillage dont
peut être équipée la machine conforme à l'invention.
[0038] Les figures annexées illustrent en détail un mode de réalisation concret d'un module
élémentaire (3) constituant le plateau (P) d'une installation conforme à l'invention,
installation composée de seize modules accolés les uns aux autres comme cela ressort
de la figure 2a.
[0039] Par ailleurs, la figure 5 illustre, vue de face, la structure des chemins de guidage
pour les fuseaux ainsi qu'un exemple concret d'une tresse multicouches réalisée sur
une telle machine, étant entendu que d'autres types de tresse pourraient être réalisés
par simple changement des aiguillages circonférentiels comme cela sera vu dans la
suite de la description.
[0040] Chaque module (3) se présente sous la forme d'une plaque usinée (9) dont la forme
est telle, qu'après montage sur le bâti, l'ensemble des modules constituent une couronne
cylindrique dans sa partie centrale, les faces extérieures de chacun d'eux se présentant
sous la forme de pans coupés permettant d'obtenir un ensemble dont la forme extérieure
est hexadécagonale.
[0041] Dans cette forme de réalisation, chaque module (3) comporte cinq paires (10,11,12,13,14)
de chemins de guidage pour les fuseaux délivrant les fils, fuseaux non représentés
et qui ont une structure générale conventionnelle. Ces chemins de guidage sont usinés
dans la masse de la plaque (9) et se présentent sous la forme d'une gorge de forme
sensiblement rectangulaire ouverte vers l'extérieur et à l'intérieur de laquelle se
déplacent les ogives associées au pied de chaque fuseau.
[0042] Les deux chemins de guidage (10a, 10b/11a, 11b/12a, 12b/13a, 13b/14a, 14b) de chaque
paire se présentent sous la forme générale d'une succession de demi-cercles, décalés
de l'un par rapport au suivant, qui s'entrecroisent entre eux dans le sens radial,
zones désignées par la référence générale (R) à la figure 5 et qui tangentent d'une
paire à la suivante dans le sens circonférentiel, les zones de tangentement étant
désignées par la référence générale (T) à la figure 5.
[0043] Ainsi que cela ressort plus particulièrement des figures 3 et 4, chaque paire de
voies de guidage est associée à une série de roues à encoches (15,16,17,18,19) disposées
concentriquement et qui tangentent les unes aux autres.
[0044] L'entraînement en rotation des roues à encoches (voir figures 4, 6 et 7) est obtenu
par l'intermédiaire de trains d'engrenages, désignés par la référence générale (20)
à la figure 4, disposés à l'arrière de la plaque (3) constituant le plateau (1), commandés
par un ou plusieurs moteurs (M).
[0045] Les figures 6a et 7a illustrent une forme concrète et précise de réalisation des
trains d'engrenages et de synchronisation pour l'entraînement en rotation des cinq
séries de plateaux à encoches, lesdits engrenages étant, ainsi que cela ressort de
ces figures, répartis sur plusieurs niveaux et sur deux modules ou secteurs (3) consécutifs.
[0046] Le sens de rotation des roues à encoches est non seulement inversé d'une roue à la
suivante pour une paire de chemins de guidage, mais également inversé d'une série
à la série consécutive avec laquelle elle tangente.
[0047] Par suite, dans la solution conforme à l'invention, comme dans le cas d'une tresseuse
conventionnelle telle qu'illustrée aux figures 1a,1b, si l'on considère une paire
de chemins de guidage, les fuseaux (Fa, Fb) se déplacent en sens inverse dans chaque
chemin et les fils s'entrecroisent donc au niveau des zones (R).
[0048] Le diamètre des roues à encoches (15,16,17,18,19) est croissant en allant du circuit
intérieur (10) au circuit extérieur (14).
[0049] A titre indicatif, selon une forme de réalisation concrète, les roues à encoches
(15,16,17,18,19) associées à chaque paire de chemins de guidage (10,11,12,13,14),
ont respectivement un diamètre de 96 mm pour la roue (15), de 106 mm pour la roue
(16), de 118 mm pour la roue (17), de 131 mm pour la roue (18) et de 166 mm pour la
roue (19).
[0050] Chaque roue comporte quatre encoches.
[0051] Dans chaque module (3), il est donc possible de déplacer simultanément vingt fuseaux.
[0052] Les roues (15) sont positionnées sur un cercle dont le rayon par rapport au centre
du plateau, est égal à 980 mm, les roues (19) se trouvant donc, quant à elles, positionnées
sur un cercle dont le rayon est de 1,49 mètre.
[0053] Comme indiqué précédemment, chaque chemin de guidage est constitué d'une succession
de demi-cercles décalés de l'un par rapport au suivant et au niveau de la zone de
croisement radial entre deux chemins d'une même paire, est disposé un « aiguillage
radial » (R) ayant une structure telle qu'illustré aux figures 8 et 8a, se présentant
sous la forme générale d'un pion cylindrique (21) encastrable dans un évidement correspondant
prévu dans la plaque support.
[0054] Dans ce pion (21), sont réalisées deux gorges rectilignes (22,23) dont les extrémités
se raccordent aux portions de cercles des chemins de guidage, de manière à réaliser
des circuits contigus.
[0055] Si l'on considère la paire de chemins de guidage (14a,14b), un tel aiguillage de
transfert permet donc d'assurer le déplacement des fuseaux (Fa) et (Fb) le long des
deux chemins (14a,14b), et ce en sens inverse l'un de l'autre.
[0056] Conformément à l'invention, les zones de tangence circonférentielles (T) entre deux
paires de chemins de guidage sont équipées également d'aiguillages, amovibles, lesdits
aiguillages pouvant être de deux types, tels qu'illustrés aux figures 8-8a et 9-9a.
[0057] Tout d'abord, si l'on souhaite que le fuseau poursuive son circuit dans le même chemin,
on dispose, à l'intérieur d'une cage cylindrique prévue au niveau de la zone de tangence
(T), un aiguillage circonférentiel sans transfert (23), du type illustré à la figure
9 et se présentant sous la forme d'un pion de forme cylindrique.
[0058] Cet aiguillage (24) comporte deux gorges (25,26) courbes, qui tangentent l'une à
l'autre, et dont le rayon de courbure correspond au demi-cercle de chaque paire de
chemins de guidage.
[0059] A titre indicatif, si l'on se reporte à la figure 5, un tel aiguillage (24) se trouve
par exemple disposé au niveau de la zone de tangence (T1) entre les chemins (14a)
et (13b) des paires (14) et (13).
[0060] Par suite, le fuseau (Fa) qui circule dans le chemin (14a) continuera son trajet
dans le même chemin et le fuseau (Fb) qui circule dans le chemin (13b) continuera
également à circuler dans ledit chemin.
[0061] En revanche, il peut être envisagé d'assurer le transfert d'un fuseau circulant dans
une paire de chemins dans un chemin d'une paire adjacente. Il suffit, pour ce faire,
d'équiper la zone (T) d'un aiguillage de transfert similaire à l'aiguillage (R) utilisé
au niveau des zones de croisement radial.
[0062] En se reportant toujours à la figure 5, un tel aiguillage, référencé par la référence
(T2), permet d'assurer le transfert du fuseau (Fa) qui circule dans le circuit (13a)
à l'intérieur du circuit correspondant (14a) de la paire adjacente (14) et, inversement
de transférer le fuseau (Fb) du circuit (13b) dans le circuit correspondant (14b)
de la paire (14).
[0063] Grâce à une telle structure de machine, il est donc possible de réaliser une grande
pluralité de structures tressées.
[0064] Tout d'abord, il peut être envisagé de réaliser une structure constituée de trois
tresses tubulaires superposées les unes aux autres en mettant en travail uniquement
les paires de circuits référencées (10,12,14), les zones de contact circonférentielles
entre chaque piste étant équipées d'aiguillages sans transfert du type illustré à
la figure 9.
[0065] Par suite, chaque paire de circuits (10,12,14) permet donc de réaliser une tresse
bidirectionnelle ou tridirectionnelle si l'on incorpore un fil longitudinal et en
sortie de machine, on obtient une structure constituée de la simple superposition
de trois tresses élémentaires.
[0066] Il est également possible de travailler d'une manière similaire aux enseignements
du
FR-1 105 915, en prévoyant des aiguillages de transfert dans chaque point de tangence circonférentielle.
[0067] Dans un tel cas, l'aiguillage a une structure telle que chaque fuseau délivrant le
fil suive un circuit allant d'un chemin de guidage extérieur (14) au chemin de guidage
intérieur (10) et inversement.
[0068] Enfin, et ainsi que cela ressort de la figure 5, une telle machine permet de réaliser
des structures multicouches dans lesquelles, dans les voies extrêmes, à savoir celle
(10) qui est le plus à l'intérieur et celle (14) qui est le plus à l'extérieur, l'une
des voies (10b) et (14a) par exemple des deux voies de guidage est toujours parcourue
par la même série de fuseaux alors que, dans les deux voies restantes (10a-14b) et
les trois paires de voies intermédiaires (11,12,13) des aiguillages (T2) permettent,
dans les zones de tangence circonférentielle (T), une circulation des fuseaux d'une
paire de voies à la voie tournant dans le même sens de la paire qui lui est consécutive.
[0069] En procédant d'une telle manière, on obtient donc dans la partie centrale de la structure,
un liage de deux couches tressées entre elles.
[0070] Par rapport aux solutions antérieures, une telle conception de machine présente une
très grande souplesse d'utilisation et permet d'obtenir une multiplicité de types
d'articles.
[0071] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple concret donné précédemment,
mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit.