FR3137691A1 - Machine de tressage avec des fuseaux à support amovible - Google Patents
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Abstract
Machine de tressage avec des fuseaux à support amovible
L’invention concerne une machine de tressage comprenant :
- une pluralité de fuseaux (30) d’alimentation en fil reliés à des supports de guidage (51) et mobiles le long d’un chemin de guidage (100) de sorte à participer au tressage, tout ou partie des fuseaux (30) étant solidaires d’un élément de positionnement (35) coopérant avec un support de guidage (51) correspondant et amovible par rapport à ce dernier,
- une pluralité de supports de réserve (52) situés à l’extérieur du chemin de guidage (100), lesdits supports de réserve (52) étant aptes à recevoir des fuseaux (30) d’alimentation en fil mis en réserve de sorte à interrompre leur participation au tressage, les éléments de positionnement (35) étant aptes à coopérer avec les supports de réserve (52) pour réaliser cette mise en réserve.
Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne les machines de tressage permettant la réalisation de structures tressées, et plus particulièrement de structures tubulaires tressées présentant de fortes variations de section.
Une machine de tressage comprend classiquement un plateau présentant des circuits, appelés chemins de guidage, qui se recoupent mutuellement et le long desquels sont déplacés des fuseaux d’alimentation en fils reliés à un point de tirage de la machine. Ces fuseaux d’alimentation en fils s’entrecroisent donc régulièrement pour réaliser une tresse. D’une manière générale, la formation de la tresse peut être réalisée sur une forme, appelée mandrin de conformation, qui se déplace lors de la formation de ladite tresse : on parle alors de « sur-tressage ». Le déplacement des fuseaux le long des chemins de guidage est classiquement réalisé par le biais de roues à encoches entraînées en rotation et de préférence disposées selon un ou plusieurs cercles concentriques. De telles machines de tressage sont par exemple décrites dans les documents FR 2 804 133 et US 8 347 772.
Lorsque l’on souhaite fabriquer une structure tressée présentant de fortes variations de section avec une machine de l’art antérieur, on constate que la structure tressée obtenue ne présente pas un tressage uniforme. En effet, dans les zones de la tresse présentant une grande section, la densité de fils est plus faible voire insuffisante, ou les angles entre les fils tressés sont plus importants, en comparaison avec les zones de la tresse de plus petite section.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant une machine de tressage apte à réaliser une structure tressée uniforme malgré de fortes variations de section. A cet effet, l’invention propose une machine de tressage comprenant :
- une pluralité de fuseaux d’alimentation en fil reliés à des supports de guidage et mobiles le long d’un chemin de guidage de sorte à participer au tressage, tout ou partie des fuseaux étant solidaires d’un élément de positionnement coopérant avec un support de guidage correspondant et amovible par rapport à ce dernier,
- une pluralité de supports de réserve situés à l’extérieur du chemin de guidage, lesdits supports de réserve étant aptes à recevoir des fuseaux d’alimentation en fil mis en réserve de sorte à interrompre leur participation au tressage, les éléments de positionnement étant aptes à coopérer avec les supports de réserve pour réaliser cette mise en réserve.
Ainsi, l’utilisation de fuseaux aptes à coopérer avec des supports de guidage mobiles le long du chemin de guidage permet de pouvoir retirer ou ajouter facilement des fuseaux au tressage, sans nécessiter des opérations complexes comme un démontage du plateau de la machine de tressage.
Un tel système de coopération entre les éléments de positionnement et les supports de guidage permet donc de faire varier facilement le nombre de fuseaux d’alimentation en fils participant au tressage de la structure tressée. Ainsi, le nombre de fuseaux participant au tressage peut être adapté à la section de la structure à tressée afin d’obtenir une densité de fil et des valeurs d’angle entre les fils constantes malgré les variations de section.
Ainsi, lorsque l’on souhaite diminuer la section de la structure tressée, on retire des fuseaux du chemin de guidage afin d’interrompre leur participation au tressage, en séparant les éléments de positionnement desdits fuseaux des supports de guidage. On diminue par conséquent le nombre de fils tressés, ce qui permet d’éviter une augmentation notable de la densité de fils, ou encore une diminution non souhaitée des angles entre les fils tressés, au niveau de la zone de plus faible section. Au contraire, lorsque l’on souhaite augmenter la section de la structure tressée, on ajoute des fuseaux sur le chemin de guidage principal, en montant les éléments de positionnement desdits fuseaux avec les supports de guidage présents sur le chemin de guidage. On augmente par conséquent le nombre de fils tressés, ce qui permet d’éviter une diminution notable de la densité de fils, ou encore une augmentation non souhaitée des angles entre les fils tressés, au niveau de la zone de plus faible section. L’armure de tressage reste donc identique et uniforme sur l’ensemble de la structure tressée ainsi obtenue.
L’utilisation de supports de réserve permet de pouvoir stocker facilement les fuseaux dans une zone de réserve, en particulier les fuseaux ayant été retirés du chemin de guidage afin d’interrompre leur participation au tressage, et/ou les fuseaux étant destinés à être ajoutés sur le chemin de guidage pour participer au tressage.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la machine comprend un système d’entraînement des supports de réserve apte à entraîner au moins une partie des supports de réserve circonférentiellement au chemin de guidage.
Les supports de réserve font le tour du bord extérieur du chemin de guidage, ou font le tour du bord intérieur du chemin de guidage.
L’utilisation d’une zone de réserve comprenant au moins une partie mobile en rotation circonférentiellement au chemin de guidage permet de limiter l’apparition de singularités dans le tressage. En effet, lorsque l’on vient de retirer un fuseau du chemin de guidage afin d’interrompre la participation au tressage du fil issu dudit fuseau, le fil issu dudit fuseau est toujours en cours d’entremêlement. Lorsque le fil est en cours d’entremêlement, il n’est ni tressé et resseré avec les autres fils, ni libre. Il y a donc une étape de transition dans laquelle le fil ne participe plus au tressage, mais est toujours en cours d’entremêlement, de sorte qu’une partie du fil est complètement tressée et ressérée avec les autres fils, une partie du fil est en cours d’entremêlement et une partie du fil est libre. Cette étape de transition prend fin lorsque la partie du fil qui était en cours d’entremêlement est complètement tressée et resserée avec les autres fils, c’est-à-dire que le fil ne comprend plus qu’une partie complètement tressés et resserée, et une partie libre non tressée et non entremêlée.
Si le fuseau retiré du chemin de guidage est directement positionné sur un support de réserve fixe par rapport aux supports de guidage mobiles, le fil issu dudit fuseau est brutalement mis à l’arrêt alors qu’il peut être en cours d’entremêlement, ce qui peut conduire à des tensions non souhaitées dans les fils ou à des singularités dans le tressage. Afin d’accompagner le fil durant l’étape de transition, c’est-à-dire lorsqu’il est encore en cours d’entremêlement alors qu’il ne participe plus au tressage, le fuseau duquel est issu ledit fil peut être positionné sur un support de réserve mobile. Ledit support de réserve mobile permet ainsi de prolonger le mouvement du fuseau dans le sens horaire ou antihoraire, jusqu’à au moins la fin de l’étape de transition. Lorsque l’étape de transition est terminée, le mouvement du support de réserve mobile peut être interrompu, le fuseau peut être déplacé sur une partie fixe de la zone de réserve et/ou le fil issu dudit fuseau peut être coupé.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, le système d’entraînement des supports de réserve comprend au moins une première couronne circonférentielle au chemin de guidage et apte à tourner suivant un premier sens de rotation et au moins une deuxième couronne circonférentielle au chemin de guidage et apte à tourner suivant un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, chaque première ou deuxième couronne portant un ou plusieurs supports de réserve.
Les première et deuxième couronnes entourent le bord extérieur du chemin de guidage, ou font le tour du bord intérieur du chemin de guidage.
Ainsi, il est possible d’accompagner simultanément dans leur étape de transition des fils issus de fuseaux qui tournaient dans le sens horaire sur le chemin de guidage et des fils issus de fuseaux qui tournaient dans le sens antihoraire.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, les supports de réserve sont présents autour du chemin de guidage.
En plaçant la zone de réserve, et les éventielle couronnes circonférentielles de réserve, en périphérie du chemin de guidage, on facilite l’accès aux fuseaux présents dans la zone de réserve.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la machine comprend en outre un mandrin de conformation sur lequel le tressage est destiné à être réalisé.
La présence d’un mandrin de conformation permet de faciliter le tressage de la structure, la forme du mandrin de conformation fournissant un appui sur et autour duquel les fils peuvent se tresser avec la section souhaitée.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la machine comprend un système d’entraînement global comportant le système d’entraînement des supports de réserve et un système d’entraînement des supports de guidage, le système d’entraînement global étant configuré de sorte que la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de réserve est fonction de la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de guidage afin que le mouvement d’au moins une partie des supports de réserve accompagne le mouvement d’au moins une partie des supports de guidage.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, le système d’entraînement global comprend un système de transmission configuré pour transmettre le mouvement d’un système d’entraînement des supports de guidage au système d’entraînement des supports de réserve.
De préférence, le système d’entraînement des supports de réserve est un système de pignon/crémaillère. De préférence, le système d’entraînement des supports de guidage est un système de roues à encoches entraînées en rotation par un train d’engrenages. De préférence, le système de transmission est un système de courroie reliant le train d’engrenages du système d’entraînement des supports de guidage au système de pignon/crémaillère du système d’entraînement des supports de réserve. En effet, ce système d’entraînement global présente l’avantage d’être robuste et de permettre de grandes vitesses de tressage.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la machine comprend en outre un bras robotisé configuré pour déplacer au moins un fuseau entre un support de guidage et un support de réserve.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l’invention, la machine comprend en outre un dispositif de découpe configuré pour découper un fil issu d’un fuseau d’alimentation dont l’élément de positionnement coopère avec un support de réserve.
L’invention concerne également un procédé de tressage d’une structure tressée comprenant une première zone présentant une première section et une deuxième zone présentant une deuxième section différente de la première section, le procédé mettant en œuvre une machine selon l’invention et comprenant :
- le tressage de la première zone de la structure tressée avec un premier nombre de fuseaux d’alimentation en fil mobiles le long du chemin de guidage, et
- le tressage de la deuxième zone de la structure tressée avec un deuxième nombre de fuseaux d’alimentation en fil mobiles le long du chemin de guidage, le deuxième nombre de fuseaux étant différent du premier nombre de fuseaux grâce au déplacement de fuseaux entre les supports de guidage et les supports de réserve par coopération de l’élément de positionnement desdits fuseaux déplacés avec les supports de guidage ou de réserve.
Les figures 1 et 2 illustrent de manière schématique un exemple de machine de tressage selon l’invention permettant de réaliser une structure tressée.
La machine de tressage comprend un plateau 1 et une pluralité de fuseaux d’alimentation en fil 30. Le plateau 1 est de préférence horizontal, afin de faciliter son maintien et celui des fuseaux d’alimentation en fils 30. On ne sort toutefois pas du cadre de l’invention si le plateau 1 est vertical ou incliné.
Le plateau 1 comprend une zone de tressage 10. La zone de tressage 10 comprend un chemin de guidage 100 et une pluralité de supports de guidage 51 aptes à coopérer avec ledit chemin de guidage 100, et par conséquent aptes à se déplacer le long du chemin de guidage 100. De préférence, le chemin de guidage 100 est usiné dans la masse du plateau 1 sous la forme de rainures, ayant par exemple une section sensiblement rectangulaire, ouvertes vers l’extérieur, et à l’intérieur desquelles se déplacent les supports de guidage 51.
Chaque support de guidage 51 comprend une face de guidage 51a et une face de montage 51b opposée à la face de guidage 51a. La face de guidage 51a est apte à coopérer avec le chemin de guidage 100. En particulier, la face de guidage 51a du support de guidage 51 comprend un relief en saillie configuré pour se déplacer à l’intérieur de la rainure du chemin de guidage 100. De préférence, tous les supports de guidage 51 présents dans la zone de tressage 10 sont identiques.
De préférence, la machine de tressage comprend un mandrin de conformation 5, qui est une forme sur laquelle les fils entremêlés viennent reposer pour former la tresse serrée. La machine de tressage permet dans ce cas de réaliser des procédés dits de « sur-tressage ». La machine de tressage selon l’invention est particulièrement intéressante dans le cas où l’on souhaite réaliser une tresse présentant d’importantes variations de section, et plus précisément une tresse dont le périmètre de la section varie de manière importante. Sauf mention contraire, les sections sont prises perpendiculairement à un axe longitudinal de la structure tressée. Par conséquent, les avantages apportés par la machine de tressage selon l’invention sont particulièrement remarquables lorsque ladite machine de tressage comprend un mandrin de conformation 5 dont la forme présente de fortes variations d’épaisseur.
La machine de tressage comprend en outre au moins un point de tirage situé à distance du plateau 1, et auquel sont reliés les fils issus des fuseaux d’alimentation 30 mobiles le long du chemin de guidage 100.
La machine de tressage comprend également une zone de réserve 20 circonférentielle à la zone de tressage 10, qui comprend une pluralité de supports de réserve 52. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 et 2, la zone de réserve 20 est présente autour du bord extérieur de la zone de tressage 10, ce qui permet un accès facilité à ladite zone de réserve 20. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l’invention si la zone de réserve 20 fait le tour du bord intérieur de la zone de tressage 10. De préférence, la zone de réserve 20 est située dans le même plan que la zone de tressage 10. De préférence, la zone de réserve 20 est adjacente au chemin de guidage 100.
La zone de réserve 20 se présente ici sous la forme de plusieurs couronnes 21, 22, 23 circonférentielles et concentriques. Chaque couronne 21, 22, 23 comprend au moins un support de réserve 52. Chaque support de réserve 52 comprend une face de montage 52b. De préférences, tous les supports de réserve 52 présents dans la zone de réserve 20 sont identiques.
Comme illustré sur la , chaque fuseau d’alimentation en fil 30 comprend une portion de maintien 34 destinée à accueillir une bobine de fil, prolongée par un élément de positionnement 35. L’élément de positionnement 35 est solidaire du fuseau 30. L’élément de positionnement 35 est configuré pour coopérer avec les supports de guidage 51 et avec les supports de réserve 52. En particulier, l’élément de positionnement 35 comprend une face de montage 35b opposée à la portion de maintien 34, qui est configurée pour coopérer avec la face de montage 51b des supports de guidage 51 et avec la face de montage 52b des supports de réserve 52.
En particulier, la face de montage 35b de l’élément de positionnement 35 peut comprendre une rainure, et les faces de montage 51b et 52b des supports de guidage 51 et de réserve 52 peuvent comprendreun relief en saillie, la rainure de la face de montage 35b de l’élément de positionnement 35 étant configurée pour coopérer avec le relief en saillie des faces de montage 51b et 52b des supports de giudage 51 et 52. L’inverse est également possible.
Ainsi, chaque fuseau 30 peut être monté sur un support de guidage 51, en faisant coopérer la face de montage 35b dudit fuseau 30 avec la face de montage 51b dudit support de guidage 51, et peut être monté sur un support de réserve 52, en faisant coopérer la face de montage 35b dudit fuseau 30 avec la face de montage 52b dudit support de réserve 52. De préférence, tous les fuseaux 30 peuvent être montés sur tous les supports de guidage 51 et sur tous les supports de réserve 52. De préférence, les faces de montages 51b des supports de guidage 51 et les faces de montage 52b des supports de réserve 52 sont identiques.
Les fuseaux 30 montés sur les supports de guidage 51 dans la zone de tressage 10 peuvent participer au tressage, c’est-à-dire que le ou les fils issus des bobines desdits fuseaux 30 montés sur les supports de guidage 51 peuvent être tressés. Ainsi, les fuseaux 30 montés sur les supports de guidage 51 sont mobiles le long du chemin de guidage 100.
Le chemin de guidage 100 est configuré pour être parcouru suivant un premier sens de rotation, par exemple dans le sens horaire, par une première pluralité de fuseaux 30 et suivant un deuxième sens de rotation, par exemple dans le sens antihoraire, par une deuxième pluralité de fuseaux 30 afin de réaliser le tressage. Ainsi, une première pluralité des supports de guidage 51 est configurée pour être mobile au moins dans le sens horaire et une deuxième pluralité de supports de guidage 51 est configurée pour être mobile au moins dans le sens antihoraire.
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 et 2, le chemin de guidage 100 comprend deux sous-chemins de guidage 110 et 120 qui s’entrecroisent régulièrement, le premier sous-chemin de guidage 110 étant configuré pour être parcouru par la première pluralité de supports de guidage 51 sur lesquels sont montés la première pluralité de fuseaux 30 et le deuxième sous-chemin 120 étant configuré pour être parcouru par la deuxième pluralité de supports de guidage 51 sur lesquels sont montés la deuxième pluralité de fuseaux 30. On ne sort bien entendu pas du cadre de l’invention si le chemin de guidage comprend plus de deux sous-chemins, par exemple si l’on souhaite réaliser une structure tressée comprenant plusieurs couches ou présentant une armure de liage complexe, comme par exemple un tressage interlock.
La machine de tressage selon l’invention comprend de manière bien connue un système d’entraînement des supports de guidage 51. De préférence et de manière bien connue, la zone de tressage 10 du plateau 1 comprend une pluralité de roues à encoches 11 configurées pour être entraînées en rotation afin de faire circuler les fuseaux d’alimentation en fils 30 le long du chemin de guidage 100, comme illustré sur les figures 1 et 2. Chaque roue à encoches 11 comprend de préférence quatre encoches. Les roues à encoches 11 sont de préférence entraînées en rotation de manière bien connue par l’intermédiaire de trains d’engrenages commandés par un ou plusieurs moteurs, les trains d’engrenages étant de préférence situés sur la face du plateau 1 opposée à la face comportant le chemin de guidage 100 et les roues à encoches 11. Par exemple, la zone de réserve 20 ne comprend pas de roues à encoches, et les supports de réserve 52 ne sont pas entraînés par des roues à encoches.
La machine de tressage selon l’invention comprend de préférence un système d’entraînement des supports de réserve 52, apte à entraîner au moins une partie des supports de réserve 52 circonférentiellement au chemin de guidage 100. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 4, le système d’entraînement en rotation des supports de réserve 20 comprend au moins une couronne circonférentielle 21, 22 mobile en rotation circonférentiellement à la zone de tressage 10, c’est-à-dire mobile en rotation le long du bord intérieur ou extérieur du chemin de guidage 100. La zone de réserve 20 comprend en outre de préférence au moins une couronne circonférentielle fixe 23.
De préférence, la zone de réserve 20 comprend au moins une première couronne circonférentielle 21 mobile selon un premier sens de rotation, par exemple mobile dans le sens horaire, et au moins une deuxième couronne circonférentielle 22 mobile selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, par exemple mobile dans le sens antihoraire.
La ou les premières couronnes circonférentielles 21 mobiles dans le sens horaire peuvent accompagner le mouvement de la première pluralité de supports de guidage 51 mobiles sur le chemin de guidage 100 dans le sens horaire, et par conséquent le mouvement de la première pluralité de fuseaux 30 montés sur la première pluralité de supports de guidage 51 et donc mobiles dans le sens horaire. Par conséquent, si l’on souhaite retirer du tressage un fuseau 30 mobile dans le sens horaire pour le disposer dans la zone de réserve 20, par exemple pour réaliser une portion de la structure tressée de plus faible section, mais sans risquer que le fil issu dudit fuseau 30 mobile ne crée une singularité dans le tressage ou une tension non souhaitée, il est possible de disposer ledit fuseau 30 sur la première couronne 21 mobile dans le sens horaire en faisant coopérer l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 avec un support de réserve 52 présent sur la première couronne 21. Ainsi, le fil issu dudit fuseau 30 restera en mobile dans le sens horaire afin d’accompagner la fin de son tressage à la structure tressée en cours de réalisation, même si le fuseau 30 a été retiré de la zone de tressage et ne participe plus au tressage.
De manière comparable, la ou les deuxièmes couronnes circonférentielles 22 mobiles dans le sens antihoraire peuvent accompagner le mouvement de la deuxième pluralité de supports de guidage 51 mobiles sur le chemin de guidage 100 dans le sens antihoraire, et par conséquent le mouvement de la deuxième pluralité de fuseaux 30 montés sur la deuxième pluralité de supports de guidage 51 et donc mobiles dans le sens antihoraire. Par conséquent, si l’on souhaite retirer du tressage un fuseau 30 mobile dans le sens antihoraire pour le disposer dans la zone de réserve 20, par exemple pour réaliser une portion de la structure tressée de plus faible section, mais sans risquer que le fil issu dudit fuseau 30 mobile ne crée une singularité dans le tressage ou une tension non souhaitée, il est possible de disposer ledit fuseau 30 sur la deuxième couronne 22 mobile dans le sens antihoraire en faisant coopérer l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 avec un support de réserve 52 présent sur la deuxième couronne 22. Ainsi, le fil issu dudit fuseau 30 restera en mobile dans le sens antihoraire afin d’accompagner la fin de son tressage à la structure tressée en cours de réalisation, même si le fuseau 30 a été retiré de la zone de tressage et ne participe plus au tressage.
Ainsi, de préférence, les couronnes circonférentielles mobiles 21 et 22 sont de préférence destinées à accueillir les fuseaux 30 de manière provisoire et pour une durée courte, avant que lesdits fuseaux 30 ne soient disposés sur la ou les couronnes fixes 23 pour une durée plus longue. Les couronnes circonférentielles mobiles 21 et 22 correspondent alors à une zone de transition entre la zone de tressage 10 et les parties fixes de la zone de réserve 20. De préférence, la disposition d’un fuseau 30 sur l’une des couronnes mobiles 21, 22 n’est donc que provisoire, pour une durée correspondant de préférence à la durée nécessaire pour que le fil issu dudit fuseau, qui est en cours d’entremêlement avec les autres fils au moment où ledit fuseau est retiré de la zone de tressage, soit entièrement tressé à la structure tressée à réaliser. On réduit ainsi fortement le risque de singularités dans la structure tressée finale.
Comme illustré sur l’exemple de la , la machine selon l’invention comprend de préférence un système d’entraînement global qui comprend d’une part le système d’entraînement 71 des supports de guidage 51 et d’autre part le système d’entraînement 73, 74, 76, 21, 22 des supports de réserve 52.
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 4, le système d’entraînement en rotation des couronnes mobiles 21 et 22, qui appartient au système d’entraînement des supports de réserve 52, peut être lié mécaniquement au système d’entraînement en rotation des roues à encoches 11, qui appartient au système d’entraînement des supports de guidage 51. Par exemple, comme illustré sur la , le système d’entraînement en rotation 71 de chaque roue à encoches 11, de préférence sous la forme d’engrenages, est relié par une courroie 72 à un pignon 73 appartenant à la zone de réserve 20. Les couronnes mobiles 21, 22 comprennent chacune une crémaillère circonférentielle 74, 76 actionnée directement ou indirectement par le pignon 73. Ainsi, dans l’exemple illustré sur la , le mouvement du système d’entraînement 71 des supports de guidage 51 est transmis au système d’entraînement 21, 22, 73, 74, 76 des supports de réserve 52 par le biais d’un système de transmission du mouvement sous la forme d’une courroie 72.
De préférence, afin de limiter encore le risque de singularité dans le tressage suite à un changement du nombre de fuseaux 30 participant au tressage, le système d’entraînement global est configuré de sorte que la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de réserve 52 soit fonction de la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de guidage 51, afin que le mouvement d’au moins une partie des supports de réserve 52 accompagne le mouvement d’au moins une partie des supports de guidage 51. De préférence, la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de réserve 52 est égale à la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de guidage 51, c’est-à-dire qu’au moins une partie des supports de réserve 52 parcoure la même étendue angulaire par rapport à l’axe central de la machine qu’au moins une partie des supports de guidage pour une durée donnée. L’axe central de la machine peut être défini par exemple comme l’axe passant par le point de tirage ou par le centre du mandrin de conformation de la machine, et passant par le centre du chemin de guidage principal. La vitesse angulaire est exprimée en radians par seconde et l’étendue angulaire en radians, le centre de référence étant un point de l’axe central de la machine de tressage.
Ainsi, au moins une partie des supports de guidage effectue un tour complet le long du chemin de guidage 100 lorsqu’au moins une partie des supports de guidage 51 effectue un tour complet du chemin de guidage 100.
Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 4, les couronnes mobiles 21, 22 effectuent un tour complet autour du chemin de guidage 100 lorsque qu’au moins une partie des fuseaux 30 effectue un tour complet du chemin de guidage 100. Ainsi, les fuseaux 30 présents sur la première couronne 21 mobile dans le sens horaire suivent le mouvement des fuseaux 30 mobiles dans le sens horaire sur le chemin de guidage 100, et les fuseaux 30 présents sur la deuxième couronne 22 mobile dans le sens antihoraire suivent le mouvement des fuseaux 30 mobiles dans le sens antihoraire sur le chemin de guidage 100. Le rapport de réduction entre la rotation des roues à encoches 11 et la rotation de chaque couronne circonférentielle 21, 22 doit par conséquent correspondre de préférence à la moitié de la valeur du nombre de roues à encoches 11 par rangée circonférentielle. Dans l’exemple illustré sur la , la machine de tressage comporte une unique rangée de roues à encoches 11 comprenant seize roues à encoches 11. Ainsi, la valeur du rapport de réduction entre la rotation de chaque engrenage 71 desdites roues à encoches 11 et la rotation de la crémaillère 74, 76 de chaque couronne mobile 21, 22 sera de huit.
Le transfert des fuseaux 30 entre la zone de tressage 10 et la zone de réserve 20, ou entre les différentes parties ou couronnes circonférentielles 21, 22, 23 de la zone de réserve 20, peut être réalisé manuellement ou par un ou plusieurs bras robotisés 8 comprenant une pince d’accrochage et de décrochage. Ces bras robotisés 8 sont par exemple fixés autour de la zone de tressage 10 et de la zone de réserve 20.
La machine de tressage peut également comprendre un système de découpe 9 configuré pour découper les fils issus des fuseaux 30 disposés dans la zone de réserve 20, et en particulier les fils issus des fuseaux 30 disposés dans les parties fixes de la zone de réserve 20, afin d’éviter tout risque d’emmêlement de l’un des fils ne participant pas au tressage avec les fils participant au tressage.
Nous allons maintenant décrire en relation avec les figures schématiques 5 à 7 un exemple de procédé de tressage selon l’invention pour la réalisation d’une structure tressée 300 présentant des variations de section importantes, et plus précisément des variations conséquentes du périmètre de la section. Ainsi, la structure tressée 300 à réaliser comprend dans sa longueur une première zone présentant un premier périmètre de section, une zone de transition, et une deuxième zone présentant un deuxième périmètre de section, le deuxième périmètre étant différent du premier périmètre. Dans l’exemple illustré sur les figures 5 à 7, le premier périmètre est supérieur au deuxième périmètre et la zone de transition présente une section dont le périmètre décroît régulièrement entre la première zone et la deuxième zone.
Dans l’exemple illustré sur les figures 5 à 7, le tressage est réalisé sur un mandrin de conformation 5 qui présente globalement la forme de la structure tressée 300 à réaliser. On ne sort bien entendu pas du cadre de l’invention si le tressage n’est pas réalisé sur un mandrin de conformation. Les fils issus des bobines des fuseaux d’alimentation en fils sont fixés à un point de tirage.
On commence par réaliser la première zone de la structure tressée 300 en faisant circuler un premier nombre de fuseaux d’alimentation en fils 30 le long du chemin de guidage 100, à l’intérieur de la zone de tressage 10. Ainsi, les fils 31 issus des bobines portées par ce premier nombre de fuseaux 30 s’entremêlent autour du mandrin de conformation 5 de sorte à réaliser la première zone de la structure tressée 300, comme illustré sur la .
Afin de réaliser la zone de transition de la structure tressée 300 dont le périmètre de la section décroît tout en maintenant une densité de fils et des angles entre les fils similaires à la densité de fils et aux angles entre les fils de la première zone de la structure tressée 300, on sort progressivement des fuseaux d’alimentation en fils 30 de la zone de tressage 10 pour les mettre dans la zone de réserve 20. Ainsi, ces fuseaux d’alimentation 30 sont retirés du chemin de guidage 100 manuellement, ou de manière automatique. De préférence, comme illustré sur la , un bras robotisé 8 tel que décrit précédemment saisit un fuseau 30 à retirer du chemin de guidage 100 et le sépare du support de guidage 51 sur lequel il était monté en séparant l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 de la surface de montage 51b du support de guidage 51. Puis, le bras robotisé 8 déplace le fuseau 30 vers la zone de réserve 20, pour le monter avec l’un des supports de réserve 52 présents dans la zone de réserve 20 en assemblant l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 avec la face de montage 52b dudit support de réserve 52.
Dans l’exemple illustré sur la , afin de réaliser la zone de transition puis la deuxième zone de la structure tressée 300, les bras robotisés 8 retirent progressivement une partie des fuseaux 30 mobiles dans le sens horaire sur le chemin de guidage 100 et une partie des fuseaux 30 mobiles dans le sens antihoraire sur le chemin de guidage 100. Les fuseaux 30 mobiles dans le sens horaire qui sont retirés sont alors disposés sur les supports de réserve 52 de la première couronne 21 mobile dans le sens horaire et les fuseaux 30 mobiles dans le sens antihoraire qui sont retirés sont alors disposés sur les supports de réserve 52 de la deuxième couronne 22 mobile dans le sens antihoraire. Lorsqu’une partie des fuseaux 30 est disposée sur les couronnes mobiles 21 et 22, les fils 32 issus desdits fuseaux 30 disposés sur les couronnes mobiles 21 et 22 ne participent plus au tressage mais sont en étape de transition, c’est-à-dire qu’ils sont toujours en cours d’entremêlement avec d’autres fils sans être encore complètement tressés et resserrrés. La rotation des couronnes mobiles 21, 22 permet d’accompagner cette étape de transition des fils 32 issus des fuseaux 30 sortis du chemin de guidage 100 et de la zone de tressage 10.
Lorsque le fil 32 issu d’un fuseau 30 disposé sur une couronne mobile 21 ou 22 a terminé l’étape de transition, c’est-à-dire qu’il n’est plus en cours d’entremêlement, le fuseau 30 peut être retiré de la couronne mobile 21 ou 22 pour être disposé sur la couronne circonférentielle fixe 23, manuellement ou de manière automatique. De préférence, comme illustré sur la , le bras robotisé 8 saisit un fuseau 30 à retirer d’une couronne mobile 21 ou 22 et le sépare du support de réserve 52 sur lequel il était monté en séparant l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 de la surface de montage 52b du support de réserve 52. Puis, le bras robotisé 8 déplace le fuseau 30 vers la couronne fixe 23, pour le monter avec l’un des supports de réserve 52 présents sur ladite couronne fixe 23 en assemblant l’élément de positionnement 35 dudit fuseau 30 avec la face de montage 52b dudit support de réserve 52 de la couronne fixe 23. Les fils 33 issus des fuseaux disposés sur la couronne fixe 23 peuvent être coupés par le dispositif de découpe 9, afin d’éviter tout risque d’emmêlement de l’un des fils 33 ne participant pas au tressage avec les fils 31 participant au tressage.
Lorsque le tressage de la zone de transition de la structure 300 est terminée, il ne reste plus qu’un deuxième nombre de fuseaux 30 mobiles le long du chemin de guidage 100, à l’intérieur de la zone de tressage 10. Dans l’exemple illustré sur les figures 5 à 7, le deuxième nombre de fuseaux 30 mobiles est inférieur au premier nombre de fuseaux 30 mobiles lors du tressage de la première zone.
Le deuxième nombre de fuseaux 30 mobiles sur le chemin de guidage 100 permet alors de tresser la deuxième zone de la structure tressée 300, les fils 31 issus des bobines portées par ce deuxième nombre de fuseaux 30 s’entremêlant autour du mandrin de conformation 5 comme illustré sur la pour réaliser la structure tressée 300.
Dans une variante non illustrée, on peut réaliser une structure tressée présentant dans sa longueur une première zone présentant un premier périmètre de section, une zone de transition et une deuxième zone présentant un deuxième périmètre de section, comme dans l’exemple illustré sur les figures 5 à 7, mais comprenant en outre un deuxième zone de transition et une troisième zone présentant un troisième périmètre de section. Le troisième périmètre de la troisième section est ici supérieur au deuxième périmètre de la deuxième section, et peut être en outre inférieur ou supérieur au premier périmètre de la première section. On ne sort bien entendu pas du cadre de l’invention si le troisième périmètre de section est inférieur aux premier et deuxième périmètres de section.
Dans cette variante, on réalise la première zone, la zone de transition et la deuxième zone comme décrit précédemment. Afin de réaliser la deuxième zone de transition de la structure tressée, située dans la prolongement de la deuxième zone et dont le périmètre de la section augmente, tout en maintenant une densité de fils et des angles entre les fils similaires à la densité de fils et aux angles entre les fils de la première zone et de la deuxième zone déjà tressées, on transfère progressivement des fuseaux d’alimentation en fils présents dans la zone de réserve vers la zone de tressage pour les faire participer au tressage.
Ainsi, ces fuseaux d’alimentation sont retirés de la couronne fixe de la zone de réserve manuellement, ou de manière automatique. De préférence, un bras robotisé tel que décrit précédemment saisit un fuseau à retirer de la couronne fixe et le sépare du support de réserve sur lequel il était monté en séparant l’élément de positionnement dudit fuseau de la surface de montage du support de réserve. Puis, le bras robotisé déplace le fuseau vers l’une des parties mobiles de la zone de réserve, pour le monter avec l’un des supports de réserve présents sur la première ou la deuxième couronne mobile en assemblant l’élément de positionnement dudit fuseau avec la face de montage dudit support de réserve. Dans notre exemple de variante, afin de réaliser la deuxième zone de transition puis la troisième zone de la structure tressée, les bras robotisés placent une partie des fuseaux présents sur la couronne fixe sur la couronne mobile dans le sens horaire et une partie des fuseaux présents sur la couronne fixe sur la couronne mobile dans le sens antihoraire.
Lorsque les fils issus des fuseaux positionnés sur les couronnes mobiles accompagnent le mouvement des fils en cours de tressage, le ou les bras robotisés déplacent progressivement les fuseaux disposés sur la couronne mobile dans le sens horaire sur le ou les sous-chemins de guidage parcourus par des supports de guidage dans le sens horaire, et les fuseaux disposés sur la couronne mobile dans le sens antihoraire sur le ou les sous-chemins de guidage parcourus par des supports de guidage dans le sens antihoraire, en montant l’élément de positionnement desdits fuseaux avec les faces de montage desdits supports de guidage ne portant pas de fuseaux. Ainsi, les fils issus des fuseaux montés sur les supports de guidage participent au tressage.
Le passage préalable des fuseaux d’alimentation en fil sur des parties mobiles de la zone de réserve avant leur participation au tressage permet de faciliter l’introduction dans le tressage des fils issus desdits fuseaux ajoutés.
Lorsque le tressage de la deuxième zone de transition de la structure est terminée, il y a donc un troisième nombre de fuseaux, supérieur au deuxième nombre de fuseaux, mobiles le long du chemin de guidage, à l’intérieur de la zone de tressage.
Le troisième nombre de fuseaux mobiles sur le chemin de guidage permet alors de tresser la troisième zone de la structure tressée, les fils issus des bobines portées par ce troisième nombre de fuseaux s’entremêlant autour du mandrin de conformation.
Le terme de « fil » utilisé dans la présente demande peut désigner un fil unique ou une fibre unique, mais peut également désigner une mèche ou une tresse.
En particulier, les fils peuvent être des fibres de carbone, des fibres de céramique, ou un mélange de fibres de carbone et de fibres de céramique. La structure tressée selon le procédé de l’invention peut être une structure fibreuse, qui pourra éventuellement être consolidée ou densifiée par une matrice afin de former le renfort fibreux d’une pièce en matériau composite. La structure tressée selon le procédé de l’invention pourra ainsi former par exemple tout ou partie du renfort fibreux d’une pièce en matériau composite pour l’automobile, l’aéronautique ou le spatial. En particulier, la structure tressée obtenue pourra former par exemple le renfort fibreux d’un divergent ou d’une tuyère de moteur-fusée.
La structure tressée selon le procédé de l’invention peut également permettre la formation de sangles ou de cordages.
Claims (10)
- Machine de tressage comprenant :
- une pluralité de fuseaux (30) d’alimentation en fil reliés à des supports de guidage (51) et mobiles le long d’un chemin de guidage (100) de sorte à participer au tressage, tout ou partie des fuseaux (30) étant solidaires d’un élément de positionnement (35) coopérant avec un support de guidage (51) correspondant et amovible par rapport à ce dernier,
- une pluralité de supports de réserve (52) situés à l’extérieur du chemin de guidage (100), lesdits supports de réserve (52) étant aptes à recevoir des fuseaux (30) d’alimentation en fil mis en réserve de sorte à interrompre leur participation au tressage, les éléments de positionnement (35) étant aptes à coopérer avec les supports de réserve (52) pour réaliser cette mise en réserve. - Machine selon la revendication 1, ladite machine comprenant un système d’entraînement (73, 74, 76, 21, 22) des supports de réserve (52) apte à entraîner au moins une partie des supports de réserve (52) circonférentiellement au chemin de guidage (100).
- Machine selon la revendication 2, dans laquelle le système d’entraînement (73, 74, 76, 21, 22) des supports de réserve (52) comprend au moins une première couronne (21) circonférentielle au chemin de guidage (100) et apte à tourner suivant un premier sens de rotation et au moins une deuxième couronne (22) circonférentielle au chemin de guidage (100) et apte à tourner suivant un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, chaque première ou deuxième couronne (21, 22) portant un ou plusieurs supports de réserve (52).
- Machine selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les supports de réserve (52) sont présents autour du chemin de guidage (100).
- Machine selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, ladite machine comprenant un système d’entraînement global comportant le système d’entraînement (73, 74, 76, 21, 22) des supports de réserve (52) et un système d’entraînement (71) des supports de guidage (51), le système d’entraînement global étant configuré de sorte que la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de réserve (52) est fonction de la vitesse angulaire d’au moins une partie des supports de guidage (51) afin que le mouvement d’au moins une partie des supports de réserve (52) accompagne le mouvement d’au moins une partie des supports de guidage (51).
- Machine selon la revendication 5, dans laquelle le système d’entraînement global comprend un système de transmission (72) configuré pour transmettre le mouvement d’un système d’entraînement (71) des supports de guidage (51) au système d’entraînement (73, 74, 76, 21, 22) des supports de réserve (52).
- Machine selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ladite machine comprenant en outre un mandrin de conformation (5) sur lequel le tressage est destiné à être réalisé.
- Machine selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, ladite machine comprenant en outre un bras robotisé (8) configuré pour déplacer au moins un fuseau (30) entre un support de guidage (51) et un support de réserve (52).
- Machine selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ladite machine comprenant en outre un dispositif de découpe (9) configuré pour découper un fil (32, 33) issu d’un fuseau d’alimentation (30) dont l’élément de positionnement (35) coopère avec un support de réserve (52).
- Procédé de tressage d’une structure tressée (300) comprenant une première zone présentant une première section et une deuxième zone présentant une deuxième section différente de la première section, le procédé mettant en œuvre une machine selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 et comprenant :
- le tressage de la première zone de la structure tressée (300) avec un premier nombre de fuseaux (30) d’alimentation en fil mobiles le long du chemin de guidage (100), et
- le tressage de la deuxième zone de la structure tressée (300) avec un deuxième nombre de fuseaux (30) d’alimentation en fil mobiles le long du chemin de guidage (100), le deuxième nombre de fuseaux étant différent du premier nombre de fuseaux grâce au déplacement de fuseaux (30) entre les supports de guidage (51) et les supports de réserve (52) par coopération de l’élément de positionnement (35) desdits fuseaux déplacés avec les supports de guidage (51) ou de réserve (52).
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2022
- 2022-07-05 FR FR2206815A patent/FR3137691B1/fr active Active
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