EP0098762B1 - Armatures creuses de révolution réalisées par tissage tridimensionnel, procédé et machine de fabrication de telles armatures - Google Patents
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- EP0098762B1 EP0098762B1 EP83401187A EP83401187A EP0098762B1 EP 0098762 B1 EP0098762 B1 EP 0098762B1 EP 83401187 A EP83401187 A EP 83401187A EP 83401187 A EP83401187 A EP 83401187A EP 0098762 B1 EP0098762 B1 EP 0098762B1
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- D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
- D03D41/00—Looms not otherwise provided for, e.g. for weaving chenille yarn; Details peculiar to these looms
- D03D41/004—Looms for three-dimensional fabrics
Definitions
- the present invention relates to the manufacture of hollow pieces of revolution by three-dimensional weaving.
- Woven parts of this kind serve as reinforcements in the manufacture of cylindrical, conical or cylindro-conical hollow bodies obtained by impregnation using an appropriate binder followed by machining at the precise dimensions desired for the hollow bodies.
- Such hollow bodies are used in particular in the aeronautical field for rockets and ballistic devices such as nozzles, heat shields or propulsion bases. More generally, this type of part can be used in industry whenever high characteristics are required, both with respect to mechanical stresses, thermal insulation or good resistance to impact and resistance. 'ablation.
- US Patent No. 3,904,464 describes a process for producing a hollow body of revolution. It consists, on a specialized tool having the internal shape of the part, to make a hedgehog of radial pins in fibers and polymerized resin. Inside the pins which delimit corridors, wires pre-impregnated with resin are wound. Polymerization is then carried out, followed by machining. To improve the mechanical and thermal characteristics of the material, the operation can be repeated.
- This process has drawbacks: the making of the reinforcement is long and complex, the manufacturing operations are numerous and are not applicable to all types of fibers.
- French patent n ° 73/14956 (in the name of the applicant) describes an apparatus for the production by three-dimensional weaving of hollow revolution parts. Using a tapping head, circumferential and radial wires are simultaneously deposited through a network of longitudinal rods made of fibers and polymerized resin. This process makes it possible to produce cylindrical parts, or, with some difficulties, conical, but does not allow parts of complex shapes to be produced.
- the two embodiments which have just been mentioned have another drawback relating to the quality of the parts obtained, which depends on the fiber content of the latter. This quality is conditioned by regular settlement during manufacture; however, this compaction is most often manual and does not take place after the deposition of each layer.
- the part obtained, if it is thick, is heterogeneous, which affects its mechanical and thermal characteristics.
- the invention therefore aims to achieve by three-dimensional weaving of hollow cylinders which are deformable thanks to a particular structure and allow, by simple deformation, to obtain parts offering such or such desired complex shape.
- the first object of the invention is thus first of all a part or frame in the form of a hollow cylindrical body of revolution, produced in a known manner by three-dimensional weaving of three systems of threads which substantially intersect in the directions of a triangular trihedron, namely a first system of wires parallel to the axis of the armature and arranged equidistantly in coaxial sheets which are themselves equidistant, and a second and a third system of wires contained substantially in planes perpendicular to said axis, forming superimposed layers and fitting into two respective series of crossed corridors defined by the wires of the first system.
- the wires of the first system are staggered from one layer to the next and the two series of crossed corridors which they define between them cross the thickness of the armature obliquely, that is to say say no radially.
- This arrangement leads to a deformable structure mainly due to the absence of circumferential wires and radial wires, replaced by oblique wires which do not oppose deformations tending to vary the local diameter of the woven hollow part (with concomitant variation of its wall thickness).
- the corridors of the two above-mentioned series have an obliquity of the same value, but in opposite directions, with respect to the radial directions of their intersections. In other words, any two corridors which intersect are symmetrical with respect to the radial plane passing through their intersection.
- the corresponding wires therefore form squares, one of the diagonals of which is radial and which easily deform into diamonds.
- the wires of the second and third systems are formed by the loops of two respective chains made up of helical turns in the network of wires of the first system.
- the subject of the invention is also a method of producing such woven reinforcements with a triple system of constituent threads, in which, in a known manner, an ordered network is formed around an axis of filiform elements parallel to this axis, materializing the wires of the first system and regularly arranged in successive coaxial layers, and the wires of the second and third systems in superimposed layers are introduced into the two series of crossed lanes.
- said filiform elements are staggered staggered from one ply to another and the wires of the second system as well as the wires of the third system are introduced respectively in two oblique crossed directions, into the corridors defined obliquely at through the network of filiform elements thanks to the staggered arrangement of these.
- These threads are preferably introduced in helical layers by knitting in the chain stitch of two separate threads, the loops of each of the two chains thus made up respectively forming said threads of the second and third systems inserted in the aforementioned crossed corridors. It should be provided that said wires, which are deposited in superimposed layers, are packed as and when they are introduced into the network.
- the aforementioned filiform elements can be tensioned threads (directly constituting the first system of threads). They can also be temporary rods which, after completion of weaving, are replaced by threads. It is also possible to use hollow temporary rods into which threads have been previously introduced and which are eliminated after completion of weaving, only the threads remaining. 'they contain.
- the invention finally relates to a machine for implementing the process defined above (with the use of temporary rods).
- This machine comprises, in a known manner, a fixed frame supporting a set of rotary elements centered on a generally vertical axis, driven in rotation about this axis and ensuring the holding of the rods which materialize the wires of the first system in regular network coaxial plies, the longitudinal maintenance of these rods and the rotation of said network around said axis, as well as the packing of the layers of yarns woven in the network of rods, and a knitting device, placed on said frame in a fixed location at the level where the weaving of the frame takes place, said rotary elements being constituted by plates provided with perforations regularly arranged in circles centered on the axis and crossed by the rods, one of these perforated plates being animated, in addition to its rotational movement, a controlled and progressive downward movement during the weaving of the frame, and supporting it by allowing its descent along the ba lookouts.
- the perforations of said plates are arranged in staggered rows on the aforementioned successive circles and the knitting device is equipped with two sliding needles driven by a clean longitudinal reciprocating movement and oriented obliquely to the axis of rotation, the direction of one passing to the right of this axis and that of the other to the left, the arrangement of these needles being such that, during their back-and-forth movement, they penetrate and are move in the oblique corridors defined by the network of rods, one in the corridors of one of the series, the other in those of the other series of corridors, each to come and grab a respective thread and knit it in one chain, the mouths of these two chains thus made during the rotation of the network of rods respectively forming the wires of the second system and the wires of the third system.
- the oblique corridors may be slightly curved, the needles then being curved in correspondence and guided in their back-and-forth movement by similarly curved slides.
- the machine advantageously comprises, at the top of the network of baguettes, a perforated plate carried by a fixed support in a slightly inclined position, and the needles of the knitting device are arranged on the side and slightly below the upper part of this perforated tray, while, on the other side, its lower part rests on the helical layers formed in the network of rods by the chains knitted by said needles and ensures compaction during the production of the woven reinforcement.
- a fixed plate not perforated
- a vibrating bar ensuring the longitudinal maintenance of the rods at a constant height on average, without the latter having to bear and rub continuously on said fixed plate.
- the machine represented in FIG. 1 is intended for the production by three-dimensional weaving of parts or armatures in the shape of a hollow cylindrical of revolution with a structure giving them a high deformability.
- This machine essentially comprises a base 1 carrying a vertical frame 2 provided with three horizontal supports 3, 4, 5 in the form of a fork.
- the upper support 3 is fixed to the frame 2.
- the intermediate support 4 is movable vertically and guided by a pair of vertical slides 68 fixed to the frame 2. It can go up or down under the action of a vertical threaded rod 55 driven in rotation , with which is engaged a nut 58 secured to said support.
- the lower support 5 maintains a fixed position during the operation of the machine, but adjustable (depending on the height of the part to be produced) using an appropriate device not visible in the figure, by sliding along the slides 68 cited above.
- Each of the supports 3, 4, 5 carries a circular frame.
- These frames 8, 9, 10 are aligned along a vertical axis 11 which coincides with the axis of the reinforcements to be produced, and each of them concentrically carries a rotating crown.
- a concentric annular plate situated in the same plane as the corresponding crown and frame.
- These plates 52, 53, 54 are perforated to receive and maintain in position a network of metal rods 18 parallel to the axis 11. They are driven in rotation around this axis by means of toothed belts 19 passing respectively over the crowns 12, 13, 14 and on drive pulleys 20 mounted on a vertical shaft 21 rotated by a motor 22 to which it is coupled by a transmission comprising at its outlet a toothed belt 23 and a pulley 24.
- the intermediate supports 4 and lower 5 being capable of moving vertically, the splined west shaft 21 and the corresponding pulleys 20 can slide longitudinally while remaining in engagement therewith.
- Between the perforated plates 53 and 54 can be provided additional perforated plates 62, suspended by chains 63.
- the upper frame 8 is, as shown, slightly inclined to the horizontal, for a reason which will appear later. This fact explains the presence of return pulleys 25 over which the corresponding belt 19 must pass.
- Each of the plates 52, 53, 54 is identically pierced with perforations 30 (FIG. 2) regularly distributed over equisistant concentric circles, each circle having the same number of equidistant perforations
- the perforations of a circle are staggered with respect to those of a neighbor: that is to say, the rays passing through the perforations of one share in two halves the intervals separating the perforations from the other.
- the rods 18 are engaged through the plates 52, 53, 54 and are held there in a regular network composed of coaxial sheets 65 where two series of oblique rows 26, 27 of rods 18 appear (slightly) curved, extending in crossed directions symmetrical with respect to the radial planes such as 31 passing through rods situated at the intersection of rows of the one and the other series.
- These oblique rows of rods delimit two series of oblique corridors 36, 37 (FIG.
- the oblique threads 16, 17 are inserted into the network of rods 18 by knitting two chains 56, 57 from threads 46, 41 from two supply tubes 66, 67 by means of hook needles 6, 7 ( Figure 2) successively introducing each into the oblique corridors 36, 37 of one and the other of the above series of corridors.
- These hook needles are part of a knitting device 32 (FIG. 1) fixed to the support 3. This device is shown in detail in FIG. 4 where, for reasons of clarity, only one needle is shown, know the needle 6, and its own mechanism, the other needle and its mechanism being symmetrical with respect to a radial plane.
- This slide has a lateral slot 43 through which emerges a tab 35 for driving the needle, connected by an articulated rod 38 to one of the arms of a spreader 39 in the shape of a T, oscillating around a pivot 40 d vertical axis integral with the part 34 under the action of a control cable 41 actuated by the motor 22, the other arm a lifter 39 symmetrically receiving an actuating rod of the other needle 7.
- the needles 6, 7 therefore enter alternately into the oblique passages 36, 37 of the network of rods 18.
- the needle 6 (like the needle 7) is a sliding needle, which is formed by the end of a rod 42 (FIG. 2 ) can slide longitudinally inside the needle to open or close the eye of it.
- This rod has a tab 44 which projects from the body of the needle by a notch 51 and from the slide 33 by the slot 43 and to which is articulated a rod 45 which slides in a part 48 mounted on a fixed fitting 49 and which is braked on a friction tongue 50.
- the needle 6 having advanced, eye open, through the network of rods 18 as far as the extreme position shown in FIG. 4, it hooks the wire 46, then retreats by pulling a loop of this wire in the corridor 36 where it is finds, as far as the other extreme position shown in FIG. 2 for the needle 7.
- the rod 42 remains stationary at first (due to the braking of the tongue 50), so that its end closes the eye, then moves back with the needle, its tab 44 abutting against the anterior edge of the notch 51.
- the needle comes to stop outside the network of rods so as to form a loop of wire.
- Its eye having opened thanks to a reverse movement of the rod 42, the needle releases the thread and again enters the network by passing through the loop that it has just formed.
- the needle 7 performs the same operations, but at a height slightly greater than that of the needle 6 and in a different direction (FIG. 2).
- the motor 22 of the machine drives the network of rods 18 in continuous rotation.
- This network thus continuously scrolling past the knitting device 32 fixed, the needles 6, 7 thereof insert two chains 56 therein, 57 which are superimposed in helical layers in said network.
- the loops are formed around the oblique rows 26, 27 of rods and constitute the oblique wires 16, 17, crossed between themselves and with the rods 18.
- the wires 16, 17 thus form a second and a third system of wires intersecting with a first system of rods 18, which will then be replaced (according to the method described by the applicant in patent application No. 80/17666 by wires of the same kind as the wires of the second and third systems.
- the perforated plate 53 As and when as the woven mass 15 is formed in the network of rods 18, the perforated plate 53, initially close to the upper support 3, descends while supporting this woven mass of increasing height, which is continuously packed by the upper perforated plate 52 thanks at the inclination given to it (at an angle depending on the diameter of the part to be produced and normally less than or equal to 15 °).
- the chains 56, 57 made by the knitting device 32 placed on the side of the upper part of the plate 52
- the lower part of the plate 52 is biased downwards and compacted by the lower part of the plate 52.
- the continuous movement of descent of the plate 53 causes the woven mass 15 and the rods 18, which are periodically wound up on their passage on a vibrating bar 59 carried by a circular plate 60 linked to the lower support 5 by a fitting 61.
- the rods 18 maintain an invariable mean position in the height direction.
- Figures 7 to 9 illustrate the ability to deform the woven reinforcements obtained, by clamping or stretching some of their parts according to the shape that is desired. The deformations are carried out by means of modifications to the crossing angle of the wires 16 and 17.
- a conical frame 62 obtained by widening on one side and shrinking on the other side of a shown cylindrical frame. in dashed lines.
- Figure 8 shows an armature 63 for nozzle with converging, neck and diverging.
- Figure 9 shows a woven piece 64 which has been given the shape of a shouldered washer.
- the part is impregnated and then baked to solidify it definitively.
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Description
- La présente invention est relative à la fabrication de pièces creuses de révolution par tissage tridimensionnel.
- Des pièces tissées de ce genre servent d'armatures dans la fabrication de corps creux cylindriques, coniques ou cylindro-coniques obtenus par imprégnation au moyen d'un liant approprié suivie d'un usinage aux cotes précises désirées pour les corps creux. De tels corps creux sont utilisés notamment dans le domaine aéronautique pour les fusées et engins balistiques comme tuyères, écrans thermiques ou embases de propulseurs. Plus généralement, on peut utiliser ce type de pièces dans l'industrie chaque fois que l'on a besoin de caractéristiques élevées tant vis- à-vis des contraintes mécaniques que de l'isolation thermique ou de la bonne tenue aux chocs et à l'ablation.
- On connaît différents procédés de réalisation de cylindres creux ou de pièces de révolution creuses.
- Le brevet américain n° 3 904 464 décrit un procédé de réalisation d'un corps creux de révolution. Il consiste, sur un outillage spécialisé présentant la forme interne de la pièce, à réaliser un hérisson de picots radiaux en fibres et résine polymérisée. A l'intérieur des picots qui délimitent des corridors, on bobine des fils préim- prégnés de résine. On procède ensuite à une polymérisation, puis à un usinage. Pour améliorer les caractéristiques mécaniques et thermiques du matériau, on peut renouveler l'opération. Ce procédé présente des inconvénients: la confection de l'armature est longue et complexe, les opérations de fabrication sont nombreuses et ne sont pas applicables à tous les types de fibres.
- Le brevet français n° 73/14956 (au nom de la demanderesse) décrit un appareillage pour la réalisation par tissage tridimensionnel de pièces de révolution creuses. A l'aide d'une tête de piquage, on dépose simultanément des fils circonférentiels et radiaux à travers un réseau de baguettes longitudinales en fibres et résine polymérisée. Ce procédé permet de réaliser des pièces cyclindriques, ou, avec quelques difficultés, coniques, mais ne permet pas de réaliser des pièces de formes complexes.
- Les deux modes de réalisation que l'on vient de mentionner présentent un autre inconvénient touchant à la qualité des pièces obtenues, qui dépend de la teneur en fibres de ces dernières. Cette qualité est conditionnée par un tassement régullier en cours de fabrication; or, ce tassement est le plus souvent manuel et ne s'effectue pas après le dépôt de chaque couche. La pièce obtenue, si elle est épaisse, est hétérogène, ce qui affecte ses caractéristiques mécaniques et thermiques.
- Des progrès apparaissent dans le brevet français n° 77/18 831 appartenant également à la demanderesse. La réalisation de pièces creuses de forme cylindrique, conique ou cylindro- conique s'effectue en introduisant entre des ba- guttes métalliques, maintenues verticales, une couche hélicoîdale de fils circonférentiels et radiaux sur toute la hauteur de la pièce. Ce procédé est caractérisé par le dépôt de fils circonférentiels sous faible tension et par la réalisation d'un tissage radial au point de chaînette. Pendant toute l'opération de tissage, les couches sont constamment tassées. On procède ensuite à l'élimination des baguettes et à leur remplacement par des fils selon un procédé de laçage automatique décrit par la damanderesse dans la demande de brevet français n2 80/17 666
- Ce procédé a permis de réaliser des pièces de formes cyclindrique ou complexe ayant de bonnes caractéristiques mécaniques et thermiques. Néanmoins, l'outillage mis en œuvre reste relativement compliqué et la forme définitive des pièces est figée par l'opération de tissage. Une adaptation du matériel de fabrication est nécessaire pour chaque type de forme à obtenir
- L'invention a donc pour but la réalisation par tissage tridimensionnel de cylindres creux qui soient déformables grâce à une structure particulière et permettent, par simple déformation, d'obtenir des pièces offrant telle ou telle forme complexe désirée.
- Le premier objet de l'invention est ainsi tout d'abord une pièce ou armature en forme de corps cyclindrique creux de révolution, réalisée de manière connue par tissage tridimensionnel de trois systèmes de fils se croisant sensiblement suivant les directions d'un trièdre trirectangle, savoir un premier système de fils paralléles à l'axe de l'armature et disposés de manière équidistante en nappes coaxiales elles-mêmes équidistantes, et une deuxième et un troisième système de fils contenus sensiblement dans des plans perpendiculaires audit axe, formant des couches superposées et s'insérant dans deux séries respectives de couloirs croisés définis par les fils du premier système. Selon l'invention, les fils du premier système sont décalés en quinconce d'une nappe à la suivante et les deux séries de couloirs croisés qu'ils définissent entre eux traversent l'épaisseur de l'armature obliquement, c'est-à-dire non radialement. Cette disposition conduit à une structure déformable principalement en raison de l'absence de fils circonférentiels et de fils radiaux, remplacés par des fils obliques qui ne s'opposent pas à des déformations tendant à faire varier le diamètre local de la pièce creuse tissée (avec variation concomitante de son épaisseur de paroi). De préférence, les couloirs des deux séries précitées présentent une obliquité de même valeur, mais de sens opposé, par rapport aux directions radiales de leurs intersections. Autrement dit, deux couloirs quelconques qui se croisent sont symétriques par rapport au plan radial passant par leur intersection. Les fils correspondants forment donc des carrés dont l'une des diagonales est radiale et qui se déforment aisément en losanges.
- Dans une forme de réalisation préférée, les fils des deuxième et troisième système sont formés par les boucles de deux chaînettes respectives confectionnées en spires hélicoïdales dans le ré.- seau de fils du premier système.
- L'invention a également pour objet un procédé de réalisation de telles armatures tissées à triple système de fils constitutifs, dans lequel, d'une manière connue, on forme autour d'un axe un réseau ordonné d'éléments filiformes parallèles à cet axe, matérialisant les fils du premier système et disposés régulièrement en nappes coaxiales successives, et on introduit dans les deux séries de couloirs croisés que fait apparaître ce réseau les fils du deuxième et du troisième système en couches superposées. Selon l'invention, lesdits éléments filiformes sont disposés avec décalage en quinconce d'une nappe à l'autre et les fils du deuxième système ainsi que les fils du troisième système sont introduits respectivement suivant deux directions obliques croisées, dans les couloirs définis obliquement à travers le réseau d'éléments filiformes grâce à la disposition en quinconce de ceux-ci. Ces fils sont de préférence introduits en couches hélicoïdales par tricotage au point de chaînette de deux fils distincts, les boucles de chacune des deux chaînettes ainsi confectionnées formant respectivement lesdits fils des deuxième et troisième systèmes insérés dans les couloirs croisés précités. Il convient de prévoir que lesdits fils, qui se déposent en couches superposées, soient tassés au fur et à mesure le leur introduction dans le réseau.
- Les éléments filiformes précités peuvent être des fils tendus (constituant directement le premier système de fils). Ils peuvent aussi être des baguettes provisoires qui, après achèvement du tissage, sont remplacées par des fils.On peut encore utiliser des baguettes provisoires creuses dans lesquelles des fils ont été préalablement introduits et qui sont éliminées après achèvement du tissage, seuls subsistant les fils qu'elles renferment.
- L'invention a enfin pour objet une machine permettant de mettre en oeuvre le procédé défini ci-dessus (avec usage de baguettes provisoires). Cette machine comprend, d'une manière connue, un bâti fixe supportant un ensemble d'éléments rotatifs centrés sur un axe général vertical, entraînés en rotation autour de cet axe et assurant la tenue des baguettes qui matérialisent les fils du premier système en réseau régulier de nappes coaxiales, le maintien longitudinal de ces baguettes et la mise en rotation dudit réseau autour dudit axe, ainsi que le tassement des couches de fils tissés dans le réseau de baguettes, et un dispositif de tricotage, placé sur ledit bâti en un emplacement fixe au niveau où s'effectue le tissage de l'armature, lesdits éléments rotatifs étant constitués par des plateaux dotés de perforations disposées régulièrement suivant des cercles centrés sur l'axe et traversées par les baguettes, l'un de ces plateaux perforés étant animé, outre son mouvement de rotation, d'un mouvement de descente commandé et progressif au cours du tissage de l'armature, et soutenant celle-ci en permettant sa descente le long des baguettes. Selon l'invention, les perforations desdits plateaux sont disposées en quinconce sur les cercles successifs précités et le dispositif de tricotage est équipé de deux aiguilles à coulisse animées d'un mouvement de va-et-vient longitudinal propre et orientées obliquement par rapport à l'axe de rotation, la direction de l'une passant à droite de cet axe et celle de l'autre à gauche, la disposition de ces aiguilles étant telle que, lors de leur mouvement de va-et-vient, elles pénètrent et se déplacent dans les couloirs obliques définis par le réseau de baguettes, l'une dans les couloirs de l'une des séries, l'autre dans ceux de l'autre série de couloirs, chacune pour venir saisir un fil respectif et le tricoter en une chaînette, les bouches de ces deux chaînettes ainsi confectionnées au cours de la rotation du réseau de baguettes formant respectivement les fils du deuxième système et les fils du troisième système.
- En pratique, les couloirs obliques pourront être légèrement courbes, les aiguilles étant alors incurvées en correspondance et guidées dans leur mouvement de va-et-vient par des glissières incurvées de même.
- En vue d'effectuer le tassement de la masse tissée dans le réseau de baguettes, la machine comporte avantageusement, au sommet du réseau de baguettes, un plateau perforé porté par un support fixe en situation légèrement inclinée, et les aiguilles du dispositif de tricotage sont disposées du côté et légèrement en dessous de la partie haute de ce plateau perforé, tandis que, de l'autre côté, sa partie basse s'appuie sur les couches hélicoïdales que forment dans le réseau de baguettes les chaïnettes tricotées par lesdites aiguilles et en assure le tassement au cours de la réalisation de l'armature tissée. Par ailleurs, sous le réseau de baguettes est de préférence disposé un plateau fixe (non perforé) muni d'une barrette vibrante assurant le maintien longitudinal des baguettes à une hauteur constante en moyenne, sans que celles-ci doivent prendre appui et frotter en permanence sur ledit plateau fixe.
- La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettre de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique.
- La figure 1 représente en perspective une machine de tissage tridimensionnel selon l'invention.
- La figure 2 représente en perspective de manière simplifiée la partie de la machine correspondant à la zone de tissage, vue de dessus.
- La figure 3 représente schématiquement une vue fragmentaire d'une pièce en cours de confection dans la machine, suivant la flèche I11 de la figure 1.
- La figure 4 représente en perspective le mécanisme d'actionnement de l'une des aiguilles du dispositif de tricotage de la machine.
- Les figures 5 et 6 représentent, respectivement en section transversale et en perspective, un fragment de pièce en cours de confection et en montrent la structure interne.
- Les figures 7 à 9 représentent trois exemples de pièces de forme complexe obtenues par déformation de pièces cyclindriques réalisées conformément à l'invention.
- On fera tout d'abord remarquer que, si le nombre de nappes coaxiales de baguettes dans le pièce en cours de réalisation varie d'une figure à l'autre, il en est ainsi pour de simples raisons de commodité de représentation. En pratique, le nombre de ces nappes est choisi dans chaque cas suivant les dimensions de la pièce à réaliser.
- La machine représentée à la figure 1 est destinée à la réalisation par tissage tridimensionnel de pièces ou armatures en forme de cyclindre creux de révolution avec une structure leur conférant une importante déformabilité.
- Cette machine comprend essentiellement un socle 1 portant un bâti vertical 2 doté de trois supports horizontaux 3, 4, 5 en forme de fourche. Le support supérieur 3 est fixé au bâti 2. Le support intermédiaire 4 est mobile verticalement et guidé par une paire de glissières verticales 68 fixées au bâti 2. Il peut monter ou descendre sous l'action d'une tige filetée verticale 55 entraînée en rotation, avec laquelle est en prise une noix 58 solidaire dudit support. Le support inférieur 5 conserve une position fixe pendant le fonctionnement de la machine, mais réglable (en fonction de la hauteur de la pièce à réaliser) à l'aide d'un dispositif approprié non visible sur la figure, par coulisement le long des glissières 68 précitées. Chacun des supports 3, 4, 5 porte un cadre circulaire. Ces cadres 8, 9, 10 sont alignés suivant un axe vertical 11 qui coïncide avec l'axe des armatures à réaliser, et chacun d'eux porte concentriquement une couronne tournante. A chacune de ces couronnes 12, 13, 14 est fixé un plateau annulaire concentrique situé dans le même plan que la couronne et le cadre correspondants. Ces plateaux 52, 53, 54 sont perforés pour recevoir et maintenir en position un réseau de baguettes métalliques 18 parallèles à l'axe 11. Ils sont entraînés en rotation autour de cet axe grâce à des courroies crantées 19 passant respectivement sur les couronnes 12, 13, 14 et sur des poulies d'entraînement 20 montées sur un arbre vertical 21 mis en rotation par un moteur 22 auquel il est couplé par une transmission comportant à sa sortie une courroie crantée 23 et une poulie 24. Les supports intermédiaire 4 et inférieur 5 étant susceptibles de se déplacer verticalement, l'arbre 21 west cannelé et les poulies 20 correspondantes peuvent glisser longitudinalement en restant en prise avec celui-ci. Entre les plateaux perforés 53 et 54 peuvent être prévus des plateaux perforés 62 complémentaires, suspendus par des chaînes 63. Le cadre supérieur 8 est, comme représenté, légèrement incliné sur l'horizontale, pour une raison qui apparaîtra plus loin. Ce fait explique la présence de poulies de renvoi 25 sur lesquelles doit passer la courroie 19 correspondante.
- Chacun des plateaux 52, 53, 54 est identiquement percé de perforations 30 (figure 2) régulié- rement réparties sur des cercles concentriques équisistants, chaque cercle comportant un même nombre de perforations équidistantes Les perforations d'un cercle sont décalées en quinconce par rapport à celles d'un ce ::Ie voisin, c'est-à-dire que les rayons passant par les perforations de l'un partagent en deux moitiés les intervalles séparant les perforations de l'autre. Grâce à ces perforations, les baguettes 18 sont engagées à travers les plateaux 52, 53, 54 et y sont maintenues en un réseau régulier composé de nappes coaxiales 65 où apparaissent deux séries de rangs obliques 26, 27 de baguettes 18 (figure 5) légèrement incurvés, s'étendant suivant des directions croisées symétriques par rapport aux plans radiaux tels que 31 passant par des baguettes situées à l'intersection de rangs de l'une et de l'autre série. Ces rangs obliques de baguettes délimitent deux séries de couloirs 36, 37 (figure 6) obliques, c'est-à-dire non radiaux, se croisant de même sensiblement à angle droit et destinés à recevoir des fils 46 (pour l'une des séries) et 47 (pour l'autre série), contenus dans des plans perpendiculaires à l'axe 11 et traversant obliquement suivant les deux directions sensiblement orthogonales précitées l'épaisseur du réseau de baguette 18 (figures 5 et 6).
- Les fils obliques 16, 17 sont insérés dans le réseau de baguettes 18 par tricotage de deux chaînettes 56, 57 à partir de fils 46, 41 issus de deux tubes d'alimentation 66, 67 au moyen d'aiguilles à crochet 6, 7 (figure 2) s'introduisant successivement chacune dans les couloirs obliques 36, 37 de l'une et de l'autre des séries de couloirs précités. Ces aiguilles à crochet font partie d'un dispositif de tricotage 32 (figure 1) fixé au support 3. Ce dispositif es représenté en détail à la figure 4 où n'est toutefois montrée, par raison de clarté, qu'une seule aiguille, savoir l'aiguille 6, et son mécanisme propre, l'autre aiguille et son mécanisme étant symétriques par rapport à un plan radial. L'aiguille 6, courbe pour s'inscrire parfaitement dans les couloirs 36 de la série correspondante, se déplace d'un mouvement longitudinal alternatif, guidée dans une glissière 33 courbe de même qui est fixée à une pièce 34 appartenant au support 3. Cette glissière comporte une fente latérale 43 par laquelle émerge une patte 35 d'entraînement de l'aiguille, reliée par une tringle articulée 38 à l'un des bras d'un palonnier 39 en forme de T, oscillant autour d'un pivot 40 d'axe vertical solidaire de la pièce 34 sous l'action d'un câble de commande 41 actionné par le moteur 22, l'autre bras un palonnier 39 recevant symétriquement une tringle d'actionnement de l'autre aiguille 7. Les aiguilles 6, 7 pénètrent donc alternativement dans les couloirs obliques 36, 37 du réseau de baguettes 18. L'aiguille 6 (tout comme l'aiguille 7) est une aiguille à coulisse, laquelle est constituée par l'extrémité d'une tige 42 (figure 2) pouvant coulisser longitudinalement à l'intérieur de l'aiguille pour ouvrir ou fermer le chas de celle-ci. Cette tige comporte une patte 44 qui fait saillie du corps de l'aiguille par une échancrure 51 et de la glissière 33 par la fente 43 et à laquelle est articulée une tringle 45 qui coulisse dans une pièce 48 montée sur une ferrure 49 fixe et qui est freinée sur une languette de friction 50.
- L'aiguille 6 ayant avancé, chas ouvert, à travers le réseau de baguettes 18 jusque dans la position extrême représentée à la figure 4, elle accroche le fil 46, puis recule en tirant une boucle de ce fil dans le couloir 36 où elle se trouve, jusque dans l'autre position extrême représentée à la figure 2 pour l'aiguille 7. Dans ce mouvement de recul, la tige 42 reste d'abord immobile (en raison du freinage de la languette 50), de sorte que son extrémité ferme le chas, puis recule avec l'aiguille, sa patte 44 butant contre le bord antérieur de l'échancrure 51. L'aiguille vient s'arrêter en dehors du réseau de baguettes de manière à former une boucle de fil. Son chas s'étant ouvert grâce à un mouvement inverse de la tige 42, l'aiguille libère le fil et pénètre à nouveau dans le réseau en passant au travers de la boucle qu'elle vient de former. L'aiguille 7 effectue les mêmes opérations, mais à une hauteur légèrement supérieure à celle de l'aiguille 6 et dans une direction différente (figure 2).
- En fonctionnement, le moteur 22 de la machine entraîne en rotation continue le réseau de baguettes 18. Ce réseau défilant ainsi en permanence devant le dispositif de tricotage 32 fixe, les aiguilles 6, 7 de celui-ci y insérent deux chaî- netes 56, 57 qui se superposent en couches hélicoïdales dans ledit réseau. Les boucles se forment autour des rangs obliques 26, 27 de baguettes et constituent les fils obliques 16, 17, croisés entre eux et avec les baguettes 18. Les fils 16, 17 forment ainsi un deuxième et un troisième système de fils s'entrecroisant avec un premier système de baguettes 18, lesquelles seront ensuite remplacées (selon le procédé décrit par la demanderesse dans la demande de brevet n' 80/17 666 par des fils de même nature que les fils des deuxième et troisième systèmes. Au fur et à mesure que la masse tissée 15 se forme dans le réseau de baguettes 18, le plateau perforé 53, initialement proche du support supérieur 3, descend en supportant cette masse tissée de hauteur croissante, laquelle se trouve tassée de manière continue par le plateau perforé supérieur 52 grâce à l'inclinaison donnée à celui-ci (suivant un angle dépendant du diamètre de la pièce à réaliser et normalement inférieur ou égal à 15°). On voit en effet sur la figure 3 que les chaînettes 56, 57 confectionnées par le dispositif de tricotage 32 (placé du côté de la partie haute du plateau 52) sont sollicitées vers le bas et tassées par la partie basse du plateau 52. Le mouvement continu de descente du plateau 53 entraîne vers le bas la masse tissée 15 et les baguettes 18, lesquelles sont remontées périodiquement à leur passage sur une barrette vibrante 59 portée par un plateau circulaire 60 lié au support inférieur 5 par une ferrure 61. Ainsi, les baguettes 18 conservent une position moyenne invariable dans le sens de la hauteur.
- Les figures 7 à 9 illustrent la capacité à se déformer des armatures tissées obtenues, par serrage ou étirage de certaines le leurs parties suivant la forme que l'on désire obtenir. Les déformations se réalisent grâce à des modifications de l'angle de croisement des fils 16 et 17. On voit sur la figure 7 une armature conique 62 obtenue par élargissement d'un côté et rétrécissement de l'autre côté d'une armature cyclindrique représentée en traits mixtes. La figure 8 montre une armature 63 pour tuyère avec convergent, col et divergent. La figure 9 montre une pièce tissée 64 à laquelle on a donné la forme d'une rondelle épaulée.
- Une fois la forme souhaitée obtenue, on procède à une imprégnation de la pièce, puis à une cuisson pour la figer définitivement.
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