Procédé de mise en place d'une trame mono- ou multifilaire dans une nappe d'éléments de chaîne
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé de mise en place d'une trame mono- ou multifilaire dans une nappe d'éléments de chaîne pour conférer de la cohésion à cette dernière. Ceci peut être utile lorsque cette nappe doit être soumise à un traitement ultérieur.
par exemple un traitement thermique.
Le procédé qui fait l'objet de la présente invention, suivant lequel on utilise au moins un organe présentant des dents pour soulever et abaisser périodiquement certains des éléments de chaîne selon une séquence qui permette l'introduction des duites de la trame en travers d'au moins une partie de la nappe, est caractérisé en ce que l'on fait passer les duites successives du ou de chaque fil de trame par dessus et par dessous des éléments de chaîne différents, ces duites étant introduites durant le mouvement longitudinal de la nappe de manière à laisser un espace entre elles dans le sens du mouvement de la nappe.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil comprend un dispositif d'entraînement capable de mouvoir longitudinalement une nappe d'éléments de chaîne, au moins un organe présentant des dents pour soulever et abaisser périodiquement certains des éléments de chaîne de cette nappe, et des moyens pour actionner le ou chaque organe de manière que lesdits éléments de chaîne soient soulevés et abaissés selon une séquence qui permette l'introduction des duites de la trame en travers d'au moins une partie de la nappe, et est caractérisé par des moyens pour faire passer les duites successives du ou de chaque fil de trame par dessus et par dessous les éléments de chaîne différents,
ces duites étant introduites durant le mouvement longitudinal de la nappe de manière à laisser un espace entre elles dans le sens du mouvement de la nappe.
Au dessin schématique annexé, qui représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention:
les fig. 1 et 2 sont des vues en perspective de différentes parties d'une première forme d'exécution de l'appareil; et
les fig. 3 à 5 sont des vues en perspective de différentes parties d'une seconde forme d'exécution de cet appareil.
La forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2 du dessin comprend une cantre 1 portant plusieurs bobines 2 dont chacune est chargée d'une masse croisée 3 constituée d'une mèche de filaments continus en polyacrylonitrile ou en une autre matière carbonée. Chacune des mèches 4 issues des masses croisées 3 passe sur un rouleau commun horizontal 5, sous un rouleau commun horizontal 6. puis autour d'un rouleau individuel vertical 7. En quittant les rouleaux 7, les mèches 4 forment en quelque sorte une nappe 10, les mèches individuelles étant alignées côte à côte en contact les unes avec les autres et constituant des éléments de chaîne dans cette nappe.
Ces mèches franchissant un rouleau horizontal 11, passent sous un rouleau horizontal 12, franchissent à nouveau un rouleau horizontal 13, puis passent vers un dispositif de tissage 14 qu'elles traversent dans le sens de leur longueur sous l'effet de moyens d'entraînement non représentés. Le dispositif de tissage 14 a pour rôle d'introduire dans la nappe 10 les duites d'une trame 15 (mono- ou multifilaire) de manière à conférer à la nappe 10 une cohésion permettant de lui faire subir plus facilement un traitement ultérieur, par exemple un traitement thermique.
Le dispositif de tissage 14 comprend des peignes crénelés 16 et 18 (seul le peigne 16 étant visible à la fig.
2) portés chacun par un support 17 qui est agencé de manière à décrire, sous l'effet de moyens non repré sentés, un mouvement vertical de va-et-vient, ce mouvement vertical de va-et-vient provoque une élévation et un abaissement périodiques de certaines des mèches 4, celles qui sont astreintes à décrire ce mouvement périodique étant prédéterminées: ainsi dans l'exemple représenté, une mèche sur deux est mue de la sorte, mais dans la pratique il est improbable que les dents des peignes 16 et 18 coïncident avec des mèches.
Le dispositif de tissage 14 comprend en outre une aiguille creuse 20 portée par un chariot 21 monté sur des rails horizontaux 22 sur lesquels ce dernier est appelé à décrire un mouvement de va-et-vient. Le chariot 21 porte une bobine 23 chargée d'une masse 24 de fil continu en pokacrylonitrile ou en une autre matière carbonée: ce fil est destiné à constituer les duites de la trame 15. Comme cela ressort du dessin, ce fil de trame est enfilé longitudinalement à travers l'aiguille 20.
De plus, le dispositif de tissage 14 comprend un dispositif à électro-aimant 25 qui est placé à proximité de l'une des lisières, la lisière 26, de la nappe 10 et qui est pourvu d'une armature 27 agencée de manière à pouvoir pincer la partie du fil de trame qui vient se placer à proximité de celle-ci et qui sort par l'extrémité de l'aiguille.
Bien que les peignes 16 et 18 se trouvent disposés de part et d'autre de l'aiguille 20, les dents du peigne crénelé 1S ne sont pas alignées avec celles du peigne crénelé 16.
Par exemple, les dents du peigne crénelé 18 peuvent être alignées sur les espaces se trouvant entre les dents du peigne crénelé 16.
Les peignes 16 et 18 sont actionnés alternativement, l'un deux étant soulevé et l'autre abaissé lors de chaque passage de l'aiguille 20. Ainsi, lors du fonctionnement, le peigne crénelé 18, qui est disposé en amont de l'aiguille 20, est soulevé afin de soulever des éléments de chaîne déterminés, le peigne crénelé 16 occupant alors sa position inférieure. L'aiguille 20 est ensuite déplacée horizontalement en direction du dispositif à électro-aimant 25 de manière à introduire une duite 28 de la trame 15 audessus et au-dessous, respectivement, de certains des éléments de chaîne. Lorsque la trame a atteint le dispositif 25, I'armature 27 s'abaisse de manière à venir pincer la trame, et le peigne 18 est abaissé tandis que le peigne 16 est soulevé.
L'aiguille 20 est alors retirée et, lorsqu'elle est complètment retirée. le peigne 16 est abaissé. I1 est clair que, étant donné que les dents des peignes 16 et 18 ne sont pas alignées les unes sur les autres, les duites successives 28 de la trame 15 qui sont introduites dans la nappe 10 passeront au-dessus et au-dessous de différents éléments de chaîne.
Le processus est répété à intervalles déterminés tandis que la nappe 10 avance à travers l'appareil, la vitesse avec laquelle les duites 28 sont introduites dans la nappe 10 étant élevée par rapport à la vitesse longitudinale de cette dernière. Les duites 28 se trouvent ainsi espacées les unes des autres dans le sens longitudinal du mouvement de la nappe 10.
Le tissage lâche qui est ainsi obtenu est suffisant pour maintenir les mèches 4 sous forme de nappe en vue d'un traitement ultérieur, thermique ou autre.
Au ftir et à mesure de leur progression, les mèches qui passent sur les dents des peignes 16 et 18 changent quelque peu de sorte que les duites 28 de la trame 15 qui viennent à être placées sur et sous différents éléments de chaîne produiront un tissage qui est dans une certaine mesure aléatoire.
Dans l'appareil selon les fig. 1 et 2, au lieu de mettre en place la trame à l'aide d'aiguilles 20, ceci peut être effectué à l'aide d'un jet d'eau ou d'air. Cette technique permet d'insérer les duites sous forme de segments simples de fil de trame, un mécanisme (non représenté) étant prévu pour mesurer et couper le fil de trame.
La forme d'exécution représentée aux fig. 3 à 5 comprend une cantre 31 portant plusieurs bobines 32 dont chacune est chargée d'une masse croisée constituée d'une mèche 33 de filaments continus en polyacryloni virile ou en autre matière carbonée. Chacune de ces mèches 33 issues des masses croisées passe à travers un tube de nylon correspondant 34 et ensuite à travers un tube de nylon correspondant 35, les tubes 35 étant montés sur une plaque 36. Les tubes 34 et 35 servent à maintenir distinctes les différentes mèches 33 afin d'empêcher les filaments de ces mèches de s'emmêler et d'être endommagés, ainsi que pour limiter tout endommagement extérieur de ces filaments.
Comme on le voit à la fig. 4, les mèches 33 qui ont traversé les tubes de nylon 35 de la plaque 36 passent entre les dents 37 d'un peigne 38. Le peigne 38 est constitué d'un organe de support (non représenté) du type pantographe supportant les dents 37 et pouvant être réglé (par des moyens non représentés) de manière à varier les distances séparant les dents 37 les unes des autres. Ainsi, en reglant l'espacement entre les dents 37, on modifie la largeur et la densité de la nappe 40 formée à partir des mèches 33.
En variante, la largeur et la densité de la nappe 40 peuvent être réglées en montant les tubes de nylon 35 de telle sorte qu'ils puissent être rapprochés ou éloignés les uns des autres.
Les mèches 33 sortant des tubes de nylon 35 et passant à travers le peigne 38 se présentent sous forme de brins de filaments continus ayant une section approximativement elliptique. Afin toutefois d'augmenter l'uniformité de la nappe 40 en direction transversale, il est nécessaire d'étaler les mèches 33 afin d'obtenir une nappe homogène ayant une épaisseur de, par exemple, 0,0125 mm. A cette fin, les mèches 33 sont amenées à passer sur un rouleau horizontal 41, puis à passer en alternance respectivement au-dessus et au-dessous d'une barre horizontale 42, les mèches supérieures passant en outre sous une barre horizontale 43 disposée à proximité de la barre 42. Les mèches qui ont ainsi passé de part et d'autre de la barre 42 passent ensuite de part et d'autre d'une plaque en acier inoxydable 44 faisant partie d'un dispositif d'étalement 45.
Celui-ci comporte en outre des ressorts plats 46 en bronze phosphoreux qui sont disposés de part et d'autre de la plaque 44 et qui sont appliqués contre cette dernière ce qui amène les différentes mèches à s'étaler. La disposition des deux ensembles de mèches est telle que les espaces entre les mèches inférieures se trouvent être en coïncidence avec les lignes centrales des mèches supérieures.
Toutes les mèches passent ensuite entre une plaque 50 et un tube en caoutchouc 51 qui est gonflé, la pression qui règne dans celui-ci étant captée à l'aide d'un commutateur 52 sensible à cette pression. Ce tube en caoutchouc 51 est disposé en sandwich entre la plaque 50 et une autre plaque de métal (non représentée). Ainsi, tout excès de tension dans la nappe 40 (qui peut par exemple être causée par l'emmêlement d'une mèche sur une masse croisée, ou par le coincement d'une mèche à l'intérieur de l'un des tubes de nylon sous l'effet d'un gros noeud) provoque un accroissement de la pression régnant dans le tube 51. Lorsque la pression en excès dépasse un niveau déterminé, un circuit (non représenté) dans lequel est disposé le commutateur 52 provoque l'arrêt de tout l'appareil.
La tension qui est engendrée au sein des mèches 33 par le fait qu'elles sont dévidées de leurs masses croisées et qu'elles sont amenées à traverser le dispositif d'étalement 45 n'est pas suffisamment élevée et n'est pas suffisamment uniforme sur toute la largeur de la nappe 40 pour que la trame qui est mise en place par la suite puisse assurer la cohésion de la nappe. C'est pourquoi on passe la nappe 40 entre une paire de rouleaux étireurs d'entrée 53, sous une barre horizontale 54, sur des barres horizontales 55 et 56 puis entre une paire de rouleaux étireurs de sortie 57. Les rouleaux 53 et 57 tournent avec la même vitesse angulaire.
Toutefois, les rouleaux 57 ont un diamètre quelque peu supérieur à celui des rouleaux 53 de sorte que les vitesses circonférentielles des rouleaux 53 et des rouleaux 57 sont légèrement différentes, différence qui se traduit par un allongement d'environ 5 % de la nappe 40.
La valeur de cet allongement peut être modifiée, si on le désire, en constituant l'un des rouleaux de la paire 53 sous forme d'un rouleau à vis sans fin présentant un filet carré. Ainsi en modifiant la largeur du filet carré on peut obtenir que 50 à 75 % des filaments dans la nappe 40 soient pincés entre les rouleaux 53, alors qu'on permet aux autres 50 à 25 o/o des filaments de glisser progressivement entre les rouleaux 53.
Les rouleaux 53 et 57 sont de préférence entraînés à une vitesse angulaire telle que la nappe 40 défile de façon continue à une vitesse comprise entre environ 1 et 2 mètres par minute.
Au-dessus de la nappe 40 est disposée une barre transversale 60 sur laquelle peuvent coulisser deux chariots 61. Chacun des chariots 61 est relié à une tige 62 d'un vérin pneumatique ou hydraulique à double effet 63 qui peut de ce fait être utilisé pour imprimer un mouvement de va-et-vient au chariot correspondant 61, ceci transversalement à la nappe 40. (Pour simplifier la fig. 4, un seul des vérins 63 et une seule des tiges 62 sont représentés.)
Au lieu des vérins 63 on peut prévoir d'autres mécanismes moteurs tels par exemple que des systèmes à levier et came et des moteurs à induction.
Chacun des chariots 61 porte une roue crénelée 64 et une aiguille creuse 65, celle-ci étant disposée de telle sorte que sa pointe se trouve à proximité de la partie inférieure de la roue crénelée 64. Les aiguilles 65 peuvent être constituées par du tube à paroi épaisse en acier inoxydable et peuvent être graduellement effilées sur leur longueur, cette dernière correspondant, dans la forme de réalisation représentée, à un peu plus de la moitié de la largeur de la nappe 40. Les créneaux des roues 64 sont formés par des fentes 66 qui sont espacées angulairement les unes des autres et qui débouchent sur la périphérie de la roue et cela en s'étendant sur toute la longueur axiale de celle-ci. Ces créneaux ont chacun une largeur telle qu'une partie importante d'une mèche (par exemple, un tiers à une moitié de mèche) puisse pénétrer dans chacun de ces créneaux.
Les créneaux 66 des roues 64 peuvent être relativement étroits comparés aux merlons qui les séparent.
Un fil de trame 70 est introduit dans chacune des aiguilles 65 pour déboucher à proximité du bas de la roue dentée correspondante 64.
Ainsi lorsqu'un chariot 61 est animé d'un mouvement de va-et-vient à travers la partie correspondante de la nappe 40, la roue 64 roule sur les éléments de chaîne de la nappe 40 pour abaisser périodiquement certains des éléments de chaîne et cela selon une séquence permettant le passage du fil de trame 70 de manière que ce dernier passe par dessus les éléments de chaîne qui ont été abaissés et par dessous les autres.
Comme on le voit à la fig. 4, l'agencement est conçu de telle sorte que chacune des roues crénelées 64 peut être déplacée entre une position dans laquelle elle est située en dehors de la nappe 40 et une position se trouvant au-delà de l'axe de la nappe. Ainsi lorsque les différents organes sont disposés comme représenté à la fig.
4, la duite qui a été introduite par l'aiguille 65 de droite se trouve être retenue entre les différents éléments de chaîne de la nappe et elle est entraînée en aval de la roue crénelée correspondante 64, sous l'effet du déplacement longitudinal de la nappe. Pendant ce temps, l'aiguille de gauche 65 aura été introduite à fond dans la nappe 40 et, lorsqu'elle sera retirée, elle laissera derrière elle une duite qui sera aussi retenue dans la nappe 40. Ainsi dans la forme d'exécution représentée aux fig. 3 et 5, on fait usage de deux fils de trame, chacun d'eux s'étendant depuis la lisière correspondante de la nappe 40 jusqu'à une position située au-delà de l'axe longitudinal de la nappe. Ainsi, il peut y avoir un recouvrement de par exemple 7,5 cm entre ces deux fils de trame, au milieu de la nappe 40.
Lorsque les fils de trame 70 sont constitués par du filé, il n'est pas nécessaire de prévoir un mécanisme pour retenir ces fils 70 dans la nappe. Toutefois, lorsque les fils de trame sont constitués par des filaments continus, un système à crochets (non représenté) peut être utilisé pour empêcher les fils de trame d'être tirés hors de la nappe lors du retrait des aiguilles.
Etant donné que les roues 64 sont mises en rotation sous l'effet du frottement provoqué par la venue en contact avec la nappe 40, elles continuent à tourner même lorsqu'elles sont amenées à une position où elles ne sont plus en contact avec la nappe. Le cas échéant, des moyens pourraient être prévus pour les obliger de tourner une fois parvenues dans cette position dégagée.
Ainsi, les positions angulaires des créneaux 66 d'une roue 64, relativement à la nappe 40, varieront chaque fois que le chariot 61 correspondant effectue un mouvement de va-et-vient. Il en résulte, comme représenté à la fig. 4, que les différentes duites telles que 71 et 72 d'un même fil de trame 70, qui sont espacées les unes des autres dans le sens de la longueur de la nappe 40, se trouvent être introduites par dessus et par dessous différents éléments de chaîne, de sorte qu'on obtient un tissage qui est, dans l'ensemble, aléatoire.
Pour éviter tout frottement inutile, des moyens (non représentés) peuvent être prévus pour soulever chacune des roues 64 hors de contact de la nappe 40 chaque fois que l'aiguille correspondante 65 est retirée de la nappe.
A cet effet, on peut par exemple utiliser un vérin pneumatique.
Chacun des fils de trame 70 est tiré d'une masse croisée 73 et, en cours d'acheminement vers son aiguille correspondante 65, il passe par un détecteur de rupture 74. Les détecteurs 74 peuvent être photo-électriques, capacitifs, électromécaniques ou peuvent comprendre des dispositifs logiques à fluide, le tout de manière que lorsqu'un fil de trame se rompt un signal est émis qui provoque l'arrêt de l'appareil.
Après introduction des fils de trame 70, la nappe 40 passe donc entre les rouleaux étireurs de sortie 57, puis passe entre deux plaques 75 faisant partie d'un dispositif de chauffage 76. Chacune des plaques 75 peut, par exemple, être constituée par une tôle d'acier recouverte de polytétrafluoréthylène. Chacune des plaques 75 porte un dispositif de chauffage infrarouge 77, dont la température est maintenue sensiblement constante par un thermostat (non représenté). La nappe 40 peut ainsi être chauffée tout en étant soumise à une tension, de sorte qu'on obtient un allongement de la matière, un rétrécissement des filaments qui dépassent et une augmentation du module d'élasticité de la matière. Ceci conduit à la production d'une nappe beaucoup plus orientée, facilitant ainsi toutes opérations de manutention ultérieures.
Chaque fois que la machine s'arrête, les plaques 75 et leurs dispositifs de chauffage 77 sont éloignés de la nappe 40 (par des moyens non représentés), mais les dispositifs de chauffage 77 ne sont pas déclenchés.
En lieu et place des dispositifs infrarouges décrits cidessus, on peut utiliser également des dispositifs de chauffage diélectriques à haute fréquence.
Pour former, à partir de la nappe 40 ainsi chauffée, un rouleau stable, il est nécessaire d'introduire à intervalles, d'étroites bandes de papier au bord des rouleaux.
Cette opération est habituellement effectuée à la main.
Des moyens semi-automatiques sont représentés en 80 (fig. 5) permettant une insertion plus rapide et plus aisée de ces bandes. L'ensemble peut, si on le désire, être entièrement automatisé de manière à pouvoir insérer des bandes entières ou à pouvoir couper et insérer des segments de faible longueur suivant les exigences.
La nappe 40 est enroulée sur une ensouple enrouleuse 81 qui est mise en rotation à l'aide d'un moteur électrique 82, ceci par l'intermédiaire d'un démultiplicateur 83 et d'un embrayage hydraulique à glissement 84.
La vitesse périphérique potentielle de l'ensouple 81 est beaucoup plus élevée que la vitesse de la nappe 40 qui vient d'être chauffée de sorte que cette dernière peut être mise sous tension sous l'effet du glissement qui se produit dans l'embrayage 84. La tension à laquelle est soumise la nappe peut être réglée en modifiant le couple exercé par l'embrayage hydraulique 84 ou en modifiant le rapport entre la vitesse de la nappe 40 et la vitesse périphérique potentielle de l'ensouple 81.
Un moteur électrique exerçant un couple peut être utilisé en lieu et place d'un embrayage hydraulique à glissement. Dans ce cas, les valeurs des couples peuvent être modifiées en changeant les tensions appliquées au moteur.
Dans un cas comme dans l'autre, on peut soumettre la nappe à une tension de valeur constante et cette tension peut être déterminée préalablement. La nappe enroulée sur l'ensouple 81 peut atteindre un diamètre de 60 cm, mais on peut également obtenir des rouleaux de plus gros diamètre, si on le désire.
Bien que l'on se soit attaché à la production de nappes composées de mèches en polyacrylonitrile, il est bien entendu que le procédé décrit ci-dessus se prête aussi à la confection d'etoffes de structure nouvelle à partir, par exemple, de fibres naturelles.