SYSTÈME DE TISSAGE D'UN ANGLE CONTINU

Description

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] L'invention concerne le domaine du tissage, en particulier de textiles techniques dans lesquels au moins un fil de la trame du tissu forme un angle continu, par exemple en relief.

[0002] Plus généralement, l'invention est relative à un système qui permet le rentrage de plusieurs nappes et le tissage en parallèle de ces nappes, en utilisant de préférence le même fil de trame. Les différents éléments du métier sont optimisés pour diminuer son encombrement et faciliter les différentes étapes de tissage.

[0003] Le système selon l'invention est particulièrement adapté pour un tissage tridimensionnel surfacique permettant d'obtenir des structures extraites d'hexaèdres, notamment des angles trièdres, tissées de façon continue entre les différentes arêtes.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

[0004] Le tissage est utilisé depuis la plus haute antiquité pour réaliser des tissus à base de fibres organisées sous forme de fils. En dépit de la mécanisation et de l'automatisation du procédé ou de son utilisation pour des textiles dits « techniques », par exemple comme renforts de matériaux composites, le procédé de tissage actuel repose sur les mêmes bases qu'alors et, en tant que tel, a peu évolué.

[0005] De fait, tous les textiles tissés comprennent un entrelacement de fils divisés en deux catégories : les « fils de chaîne » sont des fils parallèles aux lisières du tissu, et ils sont entrecroisés, selon un schéma dénommé « armure », avec une série perpendiculaire de « fils de trame ». L'armure la plus simple consiste en une alternance dans laquelle chaque fil de trame passe successivement au dessus et en dessous d'un fil de chaîne, avec un décalage d'une trame à l'autre (« armure toile »).

[0006] Un métier à tisser permettant le tissage d'un tissu dans la trame duquel au moins un fil forme un angle est connu de JP 626 43 25 A.

[0007] Pour réaliser un tissage 1, tel que schématisé sur la figure 1, les fils de chaîne 2 sont tout d'abord enroulés sur un même support, « l'ensouple » 3, parallèlement entre eux et sur une largeur qui correspondra à la laize du tissu 1 ; un « cantre » est utilisé pour faciliter cette opération dans le cas de matériaux fragiles, mais possède un encombrement notable. Le fil de trame 4 sera passé entre les fils de chaîne 2, chaque passage correspondant à une « duite ». Selon le type de vecteur de duite, la nappe 2' de fils de chaîne 2 peut être préparée (par exemple par encollage) afin d'augmenter sa résistance mécanique, notamment au frottement.

[0008] Le passage de chaque duite est facilité par la réalisation d'une « foule » 5 dans la nappe 2', c'est-à-dire en montant ou baissant certains fils de chaîne 2 par rapport aux autres, de sorte qu'un espace de passage angulaire 5 est créé. Pour créer la foule 5, les fils de chaîne 2 sont rentrés dans des lisses 6, qui subiront le mouvement perpendiculaire à la nappe 2' issue de l'ensouple 3. Différents mécanismes (à cadre, Jacquard) permettent de créer les foules selon l'armure requise.

[0009] L'insertion de la duite 4 peut se faire par différents procédés. Un procédé classique ancien comprend la projection, en travers de la nappe, d'une navette 7, outil qui maintient une canette 8, cette dernière contenant un enroulement d'une certaine longueur de fil de trame 4. Cependant, ce passage génère des frictions. Si l'encollage permet parfois d'augmenter la résistance mécanique, cette solution ne peut être adoptée pour tous les textiles, et en particulier, pas pour les fils de renfort pour structures composites à forte résistance.

[0010] D'autres systèmes de passage de la duite ont ainsi été développés. En particulier, des jets de fluide (eau ou gaz) peuvent porter le fil de l'autre côté de la nappe ; il est possible également d'utiliser une lance, voire deux lances qui s'étendent sur la moitié de la nappe chacune : une lance saisit le fil de trame pour le transmettre, au milieu de la nappe, à l'autre. Ces solutions ne permettent cependant le passage que d'une longueur finie et courte de fil. Or, dans certaines utilisations, la continuité du fil de trame est importante.

[0011] Enfin, à chaque fois qu'une duite est passée dans la foule, un peigne 9 dans les dents duquel sont pris les fils de chaîne 2 vient la tasser sur le tissu 1 déjà formé, pendant que les lisses 6 sont actionnées pour créer une autre foule 5 qui dépend de l'armure.

[0012] Il est clair que la préparation de la nappe de fils de chaîne à tisser est longue. En particulier, l'insertion des fils de chaîne 2 dans les lisses 6 doit être réalisée avec précision, de même que la mise en place du peigne 9. Ces étapes peuvent en outre générer des altérations du fil 2 dues au frottement, particulièrement problématiques dans le cas de fils carbone. De plus, la présence des lisses 6 et peignes 9 implique un dispositif de tissage d'encombrement vertical important, en particulier préjudiciable lorsque, par exemple pour des textiles techniques, seule une longueur finie et courte de tissu 1 est réalisée.

[0013] Par exemple, dans le domaine aéronautique, des structures composites sont développées pour remplacer des éléments habituellement métalliques des structures caissonnées (connues également sous la dénomination « box »). Pour les jonctions, des « coins de malle » (ou « corner fittings ») sont nécessaires, dont la géométrie semble simple : un coin de malle classique 10, illustré en figure 2, comprend par exemple trois parois bidimensionnelles 12, 14, 16, sensiblement planes, formant un angle trièdre trirectangle (de type « demi-cube »).

[0014] Des procédés de tissage dit « tridimensionnel » ont certes été développés, dans lesquels le produit résultant de l'opération de tissage comprend un entrecroisement de fils disposés selon les trois directions de l'espace. En particulier, les procédés Aérotiss® permettent de tisser des fibres de verre et de carbone à entrelacement multicouche qui peuvent être utilisés pour réaliser des peaux de bord d'attaque d'avion, entre autres. Pour des pièces de forme plus complexe, le tressage peut être utilisé : il permet de réaliser des pièces directement en forme creuse sur un mandrin approprié.

[0015] Une préforme textile de renfort de coin de malle, tout comme la plupart des formes tridimensionnelles à parois bidimensionnelles, ne peut cependant être réalisée sur les machines existantes qu'à partir d'une version « à plat » des parois et par l'intermédiaire d'une couture 10z entre au moins deux faces 14, 16.

[0016] Or une couture est un élément rapporté, plus ou moins fragile, qui pose des problèmes de tenue mécanique inadaptés en aéronautique. De plus, la continuité des fibres selon les différents plans n'étant pas assurée, la fonction de renfort n'est pas totalement réalisée. De fait, les coins de malle, même pour des structures caissonnées composites, sont fabriqués par un support métallique.

[0017] Par ailleurs, des sollicitations complexes peuvent préconiser une continuité du fil dans d'autres pièces tissées, y compris pour un fil formant un angle au sein du tissu, c'est-à-dire un fil étant sur une certaine longueur parallèle à un bord de la pièce et sur une longueur consécutive parallèle à un autre bord. Cette continuité peut être fondamentale pour les textiles techniques de renfort composite, et en particulier en aéronautique.

[0018] Il apparaît ainsi que les métiers à tisser sont perfectibles en ce qui concerne notamment leur utilisation pour la réalisation de textiles techniques.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

[0019] L'invention propose un dispositif apte à réaliser des structures comprenant une pluralité de faces orthogonales entre elles et reliées selon au moins trois arêtes de façon continue, par exemple d'angles trièdres, sans couture.

[0020] Plus généralement, l'invention est relative à un métier à tisser permettant une insertion de fil formant un angle au sein de la pièce à tisser.

[0021] Le métier selon l'invention comprend ainsi des premiers et deuxièmes moyens permettant de rentrer des fils pour former deux nappes qui se croisent, des premiers et deuxièmes moyens pour former des foules dans les deux nappes, des premiers et deuxièmes moyens pour tasser les duites dans les deux nappes, par exemple des peignes solidaires l'un de l'autre.

[0022] La formation d'une des nappes étant effectuée lors du tissage de l'autre, l'un des deux moyens de rentrage au moins, de préférence les deux, est ouvert, composé de crochets. L'un des deux systèmes de formation de foule, de préférence les deux, est également ouvert, c'est-à-dire qu'il comprend des éléments ouverts de manipulation des fils. Avantageusement, afin de diminuer l'encombrement, le décalage des fils pour former la foule est effectué par l'intermédiaire d'une tige solidarisée aux éléments de manipulation, de préférence les crochets de rentrage, qui pivote autour d'un axe et permet une mobilisation des fils lorsqu'une pression est exercée sur elle. Avantageusement, un système basculant entre deux positions d'appui sur la tige permet la formation de la foule : dans une position de repos, un axe d'initialisation appuie sur toutes les tiges pour les aligner, et dans une position d'actionnement, des éléments de poussée sélectionnés appuient dans l'autre sens sur certaines tiges de façon à décaler certains crochets par rapport aux autres. La bascule est de préférence réalisée autour du même axe de pivotement que les tiges.

[0023] De plus, la duite est insérée de façon continue entre les deux nappes, et le métier selon l'invention comprend une bobine pouvant contenir un enroulement de fil de trame de longueur suffisante. Le métier est pourvu de moyens permettant de recevoir la bobine lors de son insertion au niveau du coin entre les deux nappes, de préférence un réceptacle muni de moyens de maintien temporaire qui peut en outre comprendre des moyens de guidage de la bobine afin d'assurer une insertion sans friction.

[0024] Avantageusement, la duite est insérée de façon dirigée par solidarisation temporaire de la bobine avec des lances d'insertion définissant une direction de tissage dans chaque nappe. Le réceptacle de maintien de la bobine est alors avantageusement monté de façon à tourner pour orienter son ouverture dans la direction de chaque lance utilisée.

[0025] Afin d'effectuer un tissage tridimensionnel surfacique, le métier peut être muni de moyens permettant le décalage d'une surface tissée par rapport aux nappes, par exemple un cadre mobile selon une direction perpendiculaire au bâti du métier.

[0026] Pour compenser les différentes tractions et permettre en particulier le tissage de fils de type carbone non extensibles, avantageusement, les crochets de rentrage sont associés à des moyens de mise en tension, de type ressort, à titre individuel et/ou collectif.

[0027] Il est possible de prévoir de tisser un troisième côté d'une nappe, c'est-à-dire un deuxième (voire troisième) coin en fournissant un fourreau de réception de bobine, accompagné éventuellement d'une lance d'insertion. De plus, des crochets de rentrage sur un ou deux autres côtés du bâti du métier peuvent également être fournis.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[0028] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description suivante et en référence aux dessins annexés, donnés à titre uniquement illustratif et nullement limitatifs.

La figure 1, déjà décrite, illustre schématiquement un procédé de tissage classique.

La figure 2 représente schématiquement un (pli tissé pour former un coin de malle.

La figure 3 représente un métier à tisser selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 montre un système de formation de foule utilisé de préférence dans un métier selon l'invention.

Les figures 5A à 5H illustrent un procédé de tissage tridimensionnel surfacique avec un métier selon l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

[0029] Selon l'invention, il est possible de fabriquer un pli tissé 10 en trois dimensions avec continuité de fils entre chaque face 12, 14, 16 adjacente du pli. Ceci permet notamment la formation d'un ou plusieurs coins sans autre étape que le tissage. Plus généralement, même pour un tissage « à plat », le métier à tisser selon l'invention permet d'insérer dans la trame un fil faisant un angle entre deux parties du fil respectivement parallèles aux deux bords du tissu.

[0030] A cette fin, un fil de trame inséré dans une nappe de tissage doit pouvoir être inséré dans deux directions, et donc deux nappes à tisser en même temps doivent pouvoir être formées.

[0031] Le métier à tisser 20 selon l'invention comprend donc, sur deux côtés adjacents de son bâti 22, de préférence orthogonaux entre eux, deux moyens de rentrage de fil, l'un des deux au moins étant ouvert de façon à former la nappe correspondant en même temps que le tissage : voir figure 3.

[0032] De fait, la première nappe 24A peut, tel qu'usuel, être tendue entre le premier côté 22A et le troisième côté 22C opposés du bâti, pour être tissée par un fil de trame. Le bâti du métier comprend sur un deuxième côté 22B des crochets 26B permettant de faire passer un fil 28 autour afin de former une nappe secondaire 24B : lors du tissage de la nappe primaire 24A, les fils de trame primaires 28 sont prolongés pour contourner les crochets 26B, et ainsi former une deuxième nappe 24B formant un angle fermé 30, par exemple de 90° si le tissage est orthogonal, avec la première nappe 24A au niveau de la pièce tissée 32. Il sera possible de tisser cet angle 30 en continu par un seul fil de trame ; en particulier, une fois la première face 32 tissée, le fil de trame secondaire 34, au lieu de se fixer sur un crochet, peut être utilisé pour tisser la nappe secondaire formée 24B, les fils de trame initiaux 28 travaillant alors en fils de chaîne.

[0033] Avantageusement, la nappe primaire 24A est mise en place par l'intermédiaire du même système de formation de nappe à crochets 26A : l'ouverture de ce système permet la continuité des fils de chaîne formant la nappe 24A également, particulièrement avantageuse dans le cas de tissage de fibres servant de renfort à des structures composite, par exemple carbone ou aramide.

[0034] De préférence, les crochets 26A, 26B sont associés individuellement à un système de mise en tension 36A, 36B de boucle permettant de travailler des fils 28 peu extensibles ; un système de régulation 38 en tension collectif des fils peut en outre garantir la tension du tissu 32 : la fonction « réserve de fils » de l'ensouple ou du cantre est remplacée par un dispositif de régulation en tension des fils collectif 38 disposant d'un recul X,Y suffisant aux dimensions de la préforme finale.

[0035] Ainsi, selon l'invention, le rentrage initial des fils de chaîne se fait, de façon manuelle par exemple, dans une première série de cadres ouverts 22A, comprenant des crochets d'attache 26A éventuellement de chaque côté 22A, 22C. Le tissage de cette nappe 24A permet la formation de la première face 32 : assimilé à du tissage bidimensionnel conventionnel, le procédé comprend l'insertion de fil de trame 28 dans la première série de fils 24A mis en place sur le métier 20, qui travaille en chaîne (fils de chaîne primaires). A cette fin, le métier 20 comprend un premier système de formation de foule, qui peut être classique ou, de préférence, sera identique à celui de la deuxième nappe et décrit plus tard.

[0036] Parallèlement au tissage de la première face 32, qui est réalisé selon une technique usuelle et par exemple avec une armure toile, une deuxième nappe 24B est formée ; dans le cas où l'armure de la première face 32 est orthogonale, cette deuxième nappe 24B est notamment perpendiculaire à la première face 32. A cet effet, les fils de trame 28 utilisés pour la première face 32 traversent la nappe 24A puis font une boucle au niveau de leur crochet respectif 26B, puis traversent à nouveau les cadres dans l'autre sens. Suivant la forme souhaitée, il est possible de tendre ces fils de trame primaire sur le bâti 22 au niveau d'un quatrième côté 22D opposé au deuxième côté 22B, et avantageusement muni lui aussi de crochets de rentrage ouverts assurant une continuité du fil (en formant ainsi une quatrième nappe 24D), ou de reprendre le tissage directement dans l'autre sens au niveau du bord opposé de la pièce tissée 32.

[0037] Ainsi, un tissu plan 32 est obtenu grâce au système de cadres ouverts, conjointement avec un rentrage dans un second système de cadres 22B avec les fils utilisés en trame (ou duites) 28, c'est-à-dire qu'une face 32 est tissée tout faisant le rentrage des fils de trame 28 qui seront utilisés en chaîne dans une phase suivante pour insérer des fils de trame secondaires 34.

[0038] La nappe secondaire 24B étant destinée à être tissée, une foule doit pouvoir être ouverte entre les fils 28 : le métier selon l'invention comprend un deuxième système de formation de foule 40 traversant la nappe 24B, par exemple parallèle au deuxième bord 22B du bâti. Le système de formation 40 de foule est de préférence totalement ouvert afin de simplifier la formation de la nappe 24B ; il peut aussi s'agir de lisses en deux parties séparables, la première partie étant ouverte lors du rentrage de la nappe et étant refermée par la deuxième partie une fois la nappe formée, afin de procéder tel qu'usuel.

[0039] De préférence, l'ouverture de la foule se fait sans aucun cadre ou mécanique Jacquard, pour un encombrement inférieur à celui imposé par ce type de système : la sélection des fils 28, et donc leur mouvement vertical, se fait grâce à un système de bascule, de préférence directement sur les crochets 26B. Avantageusement, le système de formation de foule de la nappe primaire 24A également fonctionne par bascule, directement sur les crochets de rentrage 26A : ceci est particulièrement adapté à un encombrement réduit tel qu'on le rencontre dans des unités de tissage associées à des unités de production de structures composites.

[0040] A cette fin, tel qu'illustré en figure 4, les crochets 26 sont chacun solidarisés à une extrémité d'une tige de manipulation 42 ; l'autre extrémité 44 de la tige 42 est par exemple couplée au système de mise en tension 36, 38.

[0041] Entre les deux extrémités 26, 44 de la tige se trouve un axe 46 permettant le pivotement de la tige de manipulation 42 par une poussée exercée sur un partie de celle-ci, afin de faire monter ou descendre le crochet 26. Avantageusement, les tiges 42 sont guidées grâce à une rampe 48, qui peut former le bord 22 du bâti du métier 20.

[0042] Pour faire basculer le crochet 26 vers le haut ou vers le bas, de préférence, un système de bascule 50 prend appui sur une partie ou sur l'autre de la tige 42. Ainsi, le système de bascule 50 comprend un axe d'initialisation 52 qui actionne toutes les tiges 42 ensemble pour les aligner, créant ainsi une position initiale des crochets 26, de préférence dans une position basse qui correspond au plan de la nappe 24 de fils de chaîne.

[0043] Le système de bascule 50 comprend par ailleurs un dispositif 54, qui sélectionne les crochets 26' qui doivent monter en fonction de l'armure à réaliser, puis les fait monter pour former la foule 56 par appui sur l'autre partie de la tige d'actionnement 42 correspondante. Le dispositif sélecteur 54 peut ainsi comprendre des éléments de poussée 58 pouvant prendre deux positions en fonction de leur activation, par exemple rétractables : lors de la formation de la foule 56, le dispositif sélecteur 54 active les éléments 58 en conséquence, ceux-ci exercent une pression sur leur tige 42, pour soulever les crochets 26'. Ensuite, la sélection est modifiée en fonction de l'armure à réaliser, par sélection mécanique ou électronique des éléments de poussée 58.

[0044] L'axe d'initialisation 52 et les éléments de poussée 58 sont reliés par des moyens tels que l'actionnement des éléments de poussée activés 58 entraîne un retrait de l'axe d'initialisation 52. En particulier, ce couplage fonctionne lui aussi par bascule et comprend un balancier 50 pivotant autour du même axe 46 que les tiges de manipulation 42.

[0045] La cinématique se compose ainsi de deux mouvements principaux : une rotation positive selon l'axe de basculage 46 du système de formation de foules pour ouvrir la foule 56 et une rotation négative selon l'axe 46 refermant la foule.

a) Le système de sélection 54 des crochets 26 est en position haute, l'axe de descente 52 est en position basse. Les crochets 26 sont donc en position initiale (ou position basse).

b) Une rotation positive de la bascule 50 permet au système de sélection 54, 58 de sélectionner les crochets 26' puis de les lever. Les crochets 26' pivotent alors en appui sur la rampe 48 en position haute. La foule 56 est ainsi ouverte, un fil de trame peut alors être introduit et tassé.

c) La foule 56 peut se refermer. Pour cela, l'axe de descente 52 entraîné par la bascule 50 dans sa rotation négative, abaisse les crochets levés 26'. Tous les crochets 26 se retrouvent ainsi à leur position initiale (ou position basse), la foule est fermée.

[0046] Certes, selon ce mode de réalisation illustré, les foules 56 sont formées par nombre pair de fils de chaîne 28, mais ceci ne pose aucun problème pour les textiles techniques, et en particulier les renforts de structures composites. Le système 40 serait toutefois adaptable pour une armure impaire, par exemple en faisant une boucle autour de deux crochets 26 consécutifs lors du rentrage. Il serait possible également de coupler les tiges d'actionnement 42 à d'autres éléments de manipulation des fils, par exemple une série de crochets placés autour de chaque fil 28 au sein de la nappe 24.

[0047] Grâce au métier à tisser 20 selon l'invention, une fois la première face 32 tissée, le tissage se fait simultanément sur les deux nappes créées 24A, 24B (fils de chaîne primaire et fils de chaîne secondaires), avec une insertion non rectiligne du fil de trame 34.

[0048] Pour assurer la continuité du fil de trame secondaire 34 lors de la formation du coin 30, la duite doit comprendre une longueur de fil suffisante ; classiquement, le fil de trame 34 est sous forme d'enroulement autour d'une bobine 60. Des moyens sont prévus dans le métier 20 afin de permettre un dépôt temporaire de la bobine 60 de fil de trame 34 entre les deux nappes 24A, 24B, afin de pouvoir actionner sélectivement les moyens d'insertion dans la première 24A ou la deuxième nappe 24B. En particulier, les moyens 62 de dépôt comprennent un réceptacle cylindrique adapté à la taille de la bobine 60, c'est-à-dire un fourreau 62 dans lequel la bobine 60 peut être placée de façon temporaire ; le fourreau 62 est avantageusement muni de moyens de maintien adaptés, par exemple une pince couplée à une pointe. Le fourreau 62 peut également être muni de moyens de guidage permettant d'éviter une friction ou un choc entre la bobine 60 et les parois du fourreau 62 lors de l'insertion ; par exemple, la bobine 60 est dotée d'un appendice pointu (unitaire ou ajouté) à l'extrémité entrant dans le fourreau 62, qui lui est muni d'un orifice de forme complémentaire, débouchant ou non, permettant un réajustement progressif de la position de la bobine 60 par le guidage de l'appendice dans l'orifice.

[0049] Le fourreau 62 est placé dans le bâti 22, entre les premier et deuxième côtés 22A, 22B et les nappes 24A, 24B. Avantageusement, comme la duite 34 est insérée selon une direction prédéterminée dans chaque nappe 24, le fourreau 62 est monté de façon rotative de sorte que son ouverture peut faire face aux deux directions d'insertion de la duite 34.

[0050] De préférence, l'insertion de la duite 34 est effectuée par l'intermédiaire d'une lance directionnelle 64 dans chaque nappe 24. Chaque lance 64 comprend alors des moyens permettant de se coupler de façon temporaire à la bobine 60, et de la poser dans le fourreau 62 lorsqu'elle y parvient, permettant ainsi le transfert de la bobine 60 d'une lance à l'autre (système à insertions multiples de duites). Ainsi, une continuité des fils peut être assurée tout en évitant un endommagement des fils constituant la foule : pour le tissage, la premier lance 64A portant la bobine 60 est introduite dans la foule ouverte, par exemple orthogonalement à la nappe 24A. Arrivée à l'extrémité de la nappe de fils de chaîne 24A, la lance 64A dépose alors la bobine 60 dans le fourreau 62, puis ressort à vide de la foule pour revenir en position initiale. Le système de formation de la foule se referme alors, un peigne de tassage est éventuellement utilisé, formant le tissu ; le fourreau 62 tourne vers la deuxième direction perpendiculaire à l'autre nappe 24B et une lance 64B à vide vient chercher la bobine 60 pour retraverser la deuxième foule.

[0051] Ce transfert permet de diriger le fil et donc de tisser selon un angle. Bien entendu, suivant le nombre de nappes 24 à tisser dans le métier, il est possible de former plusieurs coins 30 : il y a alors autant de fourreaux 62 qu'il y a d'angles 30. Cette technique permet d'assurer la continuité des fils tout en assurant une grande directivité au tissage et en minimisant les frictions entre les fils.

[0052] Parallèlement au tissage du coin 30, il est avantageux de procéder à un décalage de la face tissée 32 dans une direction comprenant une composante Z normale au plan X,Y des nappes. Par exemple, un abaissement de la surface 32 tissée par rapport aux nappes 24A, 24B permet de placer la duite 34 formant un angle 30 au dessus de cette surface 32, et de former une pièce tridimensionnelle comprenant une première paroi 32 et deux ébauches de parois, c'est-à-dire un coin. Le dispositif permet alors de tisser un pli de forme angle trièdre directement selon le profil tridimensionnel désiré, par exemple selon la figure 2, avec continuité des fils entre les faces 12, 14, 16 et au niveau des arêtes 10z.

[0053] A cette fin, le métier 20 comprend alors des moyens 66 permettant ce décalage. En particulier, le tissage est réalisé sur des fils tendus dans un bâti 22, qui reste fixe, mais qui comprend un cadre mobile 66 de mise en forme qui décale la préforme tissée en prenant appui sur la première face 32 afin d'assurer la formation du coin 30, la tension du tissu et le « marquage » des arêtes. Le cadre mobile 66 correspond de préférence à la surface de la première face 32 tissée, mais il pourrait se limiter à une zone adjacente aux arêtes de cette face, voire aux seules arêtes le long desquelles le fils de trame secondaire 34 passe. Le cadre 66 fait descendre le tissu au fur et à mesure que le tissage dans le sens Z est avancé, afin d'obtenir un placement optimisé des fils 34 travaillant dans la direction Z lors du tissage.

[0054] Tel qu'illustré dans les figures 5, le tissage par un métier selon l'invention se réalise de préférence de la façon suivante :

1. Dans un premier temps, tel que présenté plus haut et illustré en figure 3, il y a formation de la première nappe 24A, tissage de la première face 32 parallèlement au rentrage de la deuxième nappe 24B. La duite 28 peut être insérée par le premier système à lance 64A ou manuellement ; la duite 28 peut être continue avec les fils de chaîne ou non.

2. La foule 56A de la première nappe 24A s'ouvre : figure 5A.

3. La première lance 64A, tenant à son extrémité la bobine 60 de fil de trame secondaire 34, s'insère dans la foule 56A ; il est possible que le fil de trame secondaire 34 soit unitaire avec le fil de trame primaire 28. Une fois la foule traversée, la lance 64A insère la bobine 60 dans le premier fourreau 62 et la relâche après que le fourreau 62 a bloqué la bobine 60 : figure 5B.

4. La première lance 64A ressort de la foule 56A qui se referme. Pendant ce temps, le fourreau 62 fait une rotation en direction de la seconde lance 64B, et la seconde série de cadres ouvre une foule 56B dans la deuxième nappe 24B : figure 5C.

5. La seconde lance 64B vient s'insérer dans la deuxième foule 52B pour venir chercher la bobine 60 qui s'y fixe : figure 5D.

6. Le fourreau 62 lâche la bobine 60 puis la lance 64B ressort de la foule 56B avec la bobine 60 ; la foule 56B peut se fermer et la nappe 24B se reformer. Il y a alors tassage de la duite 34 insérée sur chacun des côtés de la face 32 tissée, un angle 30 étant formé : figure 5E.

7. Pour la réalisation d'un coin tridimensionnel, il y a poussée par le cadre mobile 66 pour décaler verticalement la première face 32 : figure 5F.

8. Le procédé se répète ensuite, avec ouverture d'une foule 56B' dans la deuxième nappe 24B, insertion de la deuxième lance 64B pour déposer la bobine 60 dans le fourreau et retrait de cette lance pour que le fourreau 62 soit tourné vers la première lance 64A : figure 5G ; et ainsi de suite.

[0055] Les fils de trame secondaires 34 sont ainsi insérés de façon non rectiligne, selon les directions selon X puis selon Y, permettant la fabrication des faces orthogonales ; les réserves de fils X et Y combinés aux systèmes de régulation collectifs de tension permettent de fournir la matière pour la constitution de ces faces.

[0056] Il est préférable que le peigne de tassage de chaque duite secondaire 34 soit unitaire pour les différentes faces, de façon à procéder une fois l'ensemble de l'angle 30 réalisé. Ainsi, l'orientation parallèle des fils de trame 34 par rapport à la première face 32 est optimisée.

[0057] On obtient ainsi un coin 70, illustré en figure 5H, dont le fil 72 peut être continu, grâce à une insertion non rectiligne et un rentrage dans des cadres ouverts 22A, 22B pendant la phase de tissage. Ceci est particulièrement avantageux car les machines tridimensionnelles existantes ne fabriquent que des formes « volumiques » (cubique, cylindrique) ou profilées (T, H, E,...) : ici, il s'agit de fabriquer une forme 70 tridimensionnelle à parois bidimensionnelles. De plus, ce système répond aux besoins en terme de continuité de fil 72. Par ailleurs, le mouvement selon l'axe Z permet d'épouser les formes du pli tridimensionnel 10, ce qui facilite grandement sa fabrication, et ce pendant sa phase de tissage.

[0058] En particulier, le dispositif est adapté à la réalisation de coins de malle selon la figure 2, dans lesquels les dimensions de la pièce 10 sont de l'ordre de 400 mm × 220 mm × 200 mm, voire 800 × 220 × 200 mm³. Le fil carbone utilisé comprend avantageusement entre 6000 et 24000 filaments, de préférence 12000. La masse surfacique idéale de chaque pli est de 200 g/m² à 1200 g/m², de préférence 600 g/m². Un angle trièdre 70 ainsi réalisé permet la formation d'un coin de malle 10 après imprégnation d'une résine. Avantageusement, le rapport volumique des fibres au sein du volume total de la pièce finie est de 55 à 60 %. La préforme peut de préférence être superposée à d'autres préformes de même nature, avantageusement avec une angulation entre leurs fils, de façon à optimiser la résistance de la pièce finale 10 vis-à-vis des directions des sollicitations mécaniques dans la pièce composite.

[0059] Bien que décrit avec un angle trièdre trirectangle 70, d'autres possibilités sont envisageables. En particulier, il est possible de décaler la première face 32 de façon oblique, pour former des faces non orthogonales entre elles. Il est possible également de ne pas réaliser un tissage à angles droits sur la première face 32.

[0060] Il est possible également de réaliser une structure à plusieurs coins, issue notamment d'un hexaèdre et comprenant quatre ou cinq faces. Dans ce cas, les étapes 5 et 6 précédentes se répètent autant de fois que d'angles 30 (donc de fourreaux 62) jusqu'à ce que la bobine parvienne à la dernière lance ou jusqu'à ce qu'elle ait effectué un tour complet, où l'étape 7 est alors engagée. Si un tour complet (quatre duites passées autour de la face 32) a été réalisé, il est possible soit de récupérer la bobine 60 par la première lance 64A, de sorte que la navette 60 ne cesse de tourner, passant d'une lance à la suivante, soit, tout comme une arrivée « classique » à la dernière lance, de faire faire le parcours inverse à la bobine : la bobine est transmise de fourreau en fourreau par les lances jusqu'à sa position initiale.

[0061] Le métier selon l'invention est donc particulièrement adapté pour le tissage de renforts de structures composite, au vu des optimisations permettant un moindre encombrement tout en autorisant le tissage de fils formant des angles, éventuellement selon trois dimensions. Cependant, d'autres applications sont envisageables, et notamment, chacun des éléments composant le métier selon l'invention peut être utilisés indépendamment l'un de l'autre.

Revendications

1. Métier à tisser (20) permettant le tissage d'un tissu (70) dans la trame duquel au moins un fil (34) forme un angle (30), le bâti du métier formant un cadre (22) à quatre côtés, comprenant :

- des premiers moyens de rentrage de fils sur le premier côté (22A) pour former une première nappe (24A) entre le premier et le troisième côtés (22A, 22C),

- des deuxième moyens de rentrage de fils sur le deuxième côté (22B) pour former une deuxième nappe (24B) entre le deuxième côté (22B) et un quatrième bord, composés de crochets (26B) ouverts autour desquels les fils (28) peuvent former une boucle,

- un premier système de formation de foule sur la première nappe (24A) au niveau du premier côté (22A),

- un deuxième système de formation de foule (40) sur la deuxième nappe (24B) au niveau du deuxième côté (22B), comprenant des éléments ouverts (26B) de manipulation des fils (28),

- une bobine (60) permettant de contenir un enroulement de fil de trame (34) destiné à tisser les nappes,

- un réceptacle (62) localisé entre les premier et deuxième côtés (22A, 22B), et les première et deuxième nappes (24A, 24B), permettant de retenir la bobine (60),

- un premier et un deuxième peignes de tassement de duite traversant les première et deuxième nappes (24A, 24B).

2. Métier selon la revendication 1 dans lequel les éléments de manipulation des fils du deuxième système de formation de foule (40) sont les crochets de rentrage (26B) prolongés par des tiges d'actionnement (42), chaque tige (42) pivotant autour d'un axe (46).

3. Métier selon la revendication 2 dans lequel le deuxième système de formation de foule (40) comprend des moyens (50) de pression sélective sur les tiges (42) basculant entre une position de repos et une position d'actionnement de sorte qu'en position d'actionnement, certains crochets de rentrage (26') sont décalés par rapport aux autres perpendiculairement à la nappe (24B).

4. Métier selon la revendication 3 dans lequel les moyens de pression sélective (50) basculent autour du même axe (46) que les tiges d'actionnement (42) et comprennent un axe d'initialisation (52) pouvant exercer une poussée sur toutes les tiges (42) pour les aligner et des moyens de sélection (54, 58) pouvant exercer une pression opposée sur certaines tiges (42) pour former la foule (56).

5. Métier selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le premier système de rentrage est composé de crochets (26A) ouverts autour desquels les fils peuvent former une boucle.

6. Métier selon la revendication 5 dans lequel le premier système de formation de foule est de nature similaire au deuxième système de formation de foule (40).

7. Métier selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel les crochets de rentrage (26) sont associés à des moyens de mise sous tension (36, 38).

8. Métier selon l'une des revendications 1 à 7 comprenant des premiers et deuxièmes moyens (64) pour déplacer la bobine (60) à travers les première et deuxième nappes (24A, 24B) selon une première et une deuxième directions et pour la placer dans le fourreau (62).

9. Métier selon la revendication 8 dans lequel le fourreau (62) comprend une ouverture de réception de la bobine (60) et est rotatif entre deux positions dans lesquelles l'ouverture est dirigée respectivement selon la première et la deuxième direction.

10. Métier selon la revendication 9 dans lequel la bobine (60) comprend un appendice de forme pointue, et le fourreau (62) comprend sur sa face opposée à l'ouverture de réception un orifice complémentaire de l'appendice de façon à guider la bobine (60) lors de son insertion.

11. Métier selon l'une des revendications 8 à 10 dans lequel les moyens pour déplacer la bobine (60) comprennent une première et une deuxième lances (64A, 64B) pouvant être solidarisées de façon amovible à la bobine (60), et le fourreau (62) comprend des moyens pour pouvoir retenir de façon amovible la bobine (60).

12. Métier selon l'une des revendications 1 à 11 comprenant en outre des moyens (66) pour déplacer une partie tissée (32) de la première nappe (24A) selon une direction orthogonale (Z) aux nappes (24A, 24B).

13. Métier selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel les premier et deuxième peignes sont solidaires l'un de l'autre.

14. Métier selon l'une des revendications 1 à 13 comprenant en outre des troisièmes crochets de rentrage (26) sur le côté (22D) opposé au deuxième côté (22B) pour former le quatrième bord.

15. Métier selon l'une des revendications 1 à 14 comprenant un deuxième fourreau (62) opposé au premier par rapport à l'une des première et deuxième nappes (24A, 24B) et une troisième lance (64) d'insertion de la bobine (60) se dirigeant vers le deuxième fourreau (62).

Claims

1. A weaving loom (20) used for the weaving of a fabric (70) in the weft of which at least one thread (34) forms a angle (30), with the loom structure forming a frame (22) with four sides that include:

- first means of drawing-in of threads on the first side (22A) to form a first strip (24A) between the first and the third sides (22A, 22C),

- second means for the drawing-in of threads on the second side (22B) to form a second strip (24B) between the second side (22B) and a fourth edge, composed of open hooks (26B) around which the threads (28) can form a loop,

- a first weaving-shed formation system on the first strip (24A) at the level of the first side (22A),

- a second weaving-shed formation system (40) on the second strip (24B) at the level of the second side (22B), including open elements (26B) for manipulating the threads (28),

- a spool (60) used to contain a winding of weft thread (34) intended to weave the strips,

- a receptacle (62) located between the first and second sides (22A, 22B), and the first and second strips (24A, 24B), used to hold the spool (60),

- a first and a second pick-tamping comb traversing the first and second strips (24A, 24B).

2. A loom according to claim 1, in which the elements for manipulating the threads of the second weaving-shed formation system (40) are drawing-in hooks (26B) extended by operating rods (42), with each rod (42) pivoting about an axle (46).

3. A loom according to claim 2, in which the second weaving-shed formation system (40) includes means (50) for putting selective pressure on the rods (42), stitching between a rest position and an operating position so that, in the operating position, certain drawing-in hooks (26') are offset in relation to the others, perpendicularly to the strip (24B).

4. A loom according to claim 3, in which the means for putting selective pressure (50) tilt about the same axle (46) as the operating rods (42) and include an initialisation axle (52) that is able to exert a thrust on all the rods (42) in order to align them, and selection means (54, 58) that are able to exert an opposite pressure on certain rods (42) to form the weaving shed (56).

5. A loom according to one of claims 1 to 4, in which the first drawing-in system is composed of open hooks (26A) around which the threads can form a loop.

6. A loom according to claim 5, in which the first weaving-shed formation system is of a similar nature to the second weaving-shed formation system (40).

7. A loom according to one of claims 1 to 6, in which the drawing-in hooks (26) are associated with tensioning means (36, 38).

8. A loom according to one of claims 1 to 7, including first and second means (64) to move the spool (60) across the first and second strips (24A, 24B) along first and second directions, and to place it into the sheath (62).

9. A loom according to claim 8, in which the sheath (62) includes an opening for reception of the spool (60), and rotates between two positions in which the opening is directed along the first and the second directions respectively.

10. A loom according to claim 9, in which the spool (60) includes an appendage of pointed shape, and the sheath (62) includes, on its face opposite to the reception opening, an orifice complementary to the appendage so as to guide the spool (60) during its insertion.

11. A loom according to one of claims 8 to 10, in which the means to move the spool (60) include first and second rapiers (64A, 64B) that can be attached to the spool (60) in a removable manner, and the sheath (62) includes means so that it is able to hold the spool (60), in a removable manner.

12. A loom according to one of claims 1 to 11, which also includes means (66) to move a woven part (32) of the first strip (24A) in a direction (Z) orthogonal to the strips (24A, 24B).

13. A loom according to one of claims 1 to 12 in which the first and second combs are attached to each other.

14. A loom according to one of claims 1 to 13, that also includes third drawing-in hooks (26) on the side (22D) opposite to the second side (22B), to form the fourth edge.

15. A loom according to one of claims 1 to 14, that includes a second sheath (62) opposite to the first, in relation to one of the first and second strips (24A, 24B), and a third rapier (64) for insertion of the spool (60) and pointing toward the second sheath (62).

Ansprüche

1. Webmaschine (20), die zum Weben eines Gewebes (70), in dessen Schuss mindestens ein Faden (34) einen Winkel (30) bildet, geeignet ist, wobei das Maschinengestell einen Rahmen (22) mit vier seiten bildet, umfassend:

- erste Mittel zum Einbringen von Fäden an der ersten Seite (22A) zum Bilden einer ersten Fadenlage (24A) zwischen der ersten und der dritten Seite (22A, 22C),

- zweite Mittel zum Einbringen von Fäden an der zweiten Seite (22B) zum Bilden einer zweiten Fadenlage (24B) zwischen der zweiten Seite (22B) und einem vierten Rand, die aus offenen Haken (26B) bestehen, um die die Fäden (28) eine Schlinge bilden können,

- ein erstes System zur Fachbildung an der ersten Fadenlage (24A) auf der Höhe der ersten Seite (22A),

- ein zweites System zur Fachbildung (40) an der zweiten Fadenlage (24B) auf der Höhe der zweiten Seite (22B), das offene Elemente (26B) zur Manipulation der Fäden (28) umfasst,

- eine Spule (60), die geeignet ist, aufgerollten Schussfaden (34), der zum Verweben der Fadenlagen bestimmt ist, aufzunehmen,

- einen Behälter (62), der zwischen der ersten und der zweiten Seite (22A, 22B) und der ersten und der zweiten Fadenlage (24A, 24B) positioniert ist und der die Spule (60) aufnehmen kann,

- ein erstes und ein zweites Schussriet (Schussweblade), das durch die erste und die zweite Fadenlage (24A, 24B) geht.

2. Maschine nach Anspruch 1, wobei die Elemente zur Manipulation der Fäden des zweiten Systems zur Fachbildung (40) Einbringhaken (26B) sind, die durch Betätigungsstangen (42) verlängert sind, wobei sich jede Stange (42) um eine Achse (46) dreht.

3. Maschine nach Anspruch 2, wobei das zweite System zur Fachbildung (40) Mittel (50) für selektiven Druck auf die Stangen (42) umfasst, wobei die Stangen zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition derart kippen, dass in der Betätigungsposition bestimmte Einbringhaken (26') in Bezug auf die anderen senkrecht zur Fadenlage (24B) versetzt sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, wobei die Mittel für selektiven Druck (50) um die gleiche Achse (46) wie die Betätigungsstangen (42) kippen und eine Initialisierungsachse (52), die auf alle Stäbe (42) eine Schubkraft zur gleichen Ausrichtung derselben ausüben kann, und Auswahlmittel (54, 58), die auf bestimmte Stangen (42) zur Bildung des Fachs (56) einen entgegengesetzten Druck ausüben können, umfassen.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Einbringsystem aus offenen Haken (26A) gebildet ist, um die die Fäden eine Schlinge bilden können.

6. Maschine nach Anspruch 5, wobei das erste System zur Fachbildung von ähnlicher Art wie das zweite System zur Fachbildung (40) ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einbringhaken (26) mit Spannmitteln (36, 38) verbunden sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend erste und zweite Mittel (64) zum Verschieben der Spule (60) quer durch die erste und zweite Fadenlage (24A, 24B) in einer ersten und einer zweiten Richtung und zum Platzieren in die Hülse (62).

9. Maschine nach Anspruch 8, wobei die Hülse (62) eine Öffnung zur Aufnahme der Spule (60) umfasst und zwischen zwei Positionen drehbar ist, in denen die Öffnung in die erste bzw. die zweite Richtung gerichtet ist.

10. Maschine nach Anspruch 9, wobei die Spule (60) ein Anhanggebilde einer spitzen Form umfasst und die Hülse (62) auf deren zur Aufnahmeöffnung entgegengesetzten Seite eine zu dem Anhanggebilde komplementäre Öffnung zur Führung der Spule (60) während deren Einführung umfasst.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Mittel zum Verschieben der Spule (60) eine erste und eine zweite Lanze (64A, 64B) umfassen, die in entfernbarer Form mit der Spule (60) kraftschlüssig verbunden werden können, und die Hülse (62) Mittel umfasst, die Spule (60) in entfernbarer Form aufnehmen zu können.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend ferner Mittel (66) zum Verschieben einer gewebten Partie (32) der ersten Fadenlage (24A) in einer zu den Fadenlagen (24A, 24B) orthogonalen Richtung (Z).

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der erste und der zweite Kamm bzw. das erste und das zweite Riet kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend ferner dritte Einbringhaken (26) an der zur zweiten Seite (22B) entgegengesetzten Seite (22D) zum Bilden des vierten Rands.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend eine zweite Hülse (62), die in Bezug auf eine der ersten und zweiten Fadenlage (24A, 24B) zur ersten Hülse entgegengesetzt ist, und eine dritte Lanze (64) zur Einführung der Spule (60), die die zweite Hülse (62) ansteuert.

Dessins