EP0101351A2 - Procédé et machine de réalisation de pièces complexes par tissage multidirectionnel - Google Patents

Procédé et machine de réalisation de pièces complexes par tissage multidirectionnel Download PDF

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EP0101351A2
EP0101351A2 EP83401475A EP83401475A EP0101351A2 EP 0101351 A2 EP0101351 A2 EP 0101351A2 EP 83401475 A EP83401475 A EP 83401475A EP 83401475 A EP83401475 A EP 83401475A EP 0101351 A2 EP0101351 A2 EP 0101351A2
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EP
European Patent Office
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rods
wire
network
layers
weaving
Prior art date
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EP83401475A
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German (de)
English (en)
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EP0101351B1 (fr
EP0101351A3 (en
Inventor
Georges Jean Joseph Cahuzac
Francois Jean Roger Monget
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Group SAS
Original Assignee
Airbus Group SAS
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Publication date
Application filed by Airbus Group SAS filed Critical Airbus Group SAS
Publication of EP0101351A2 publication Critical patent/EP0101351A2/fr
Publication of EP0101351A3 publication Critical patent/EP0101351A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0101351B1 publication Critical patent/EP0101351B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D41/00Looms not otherwise provided for, e.g. for weaving chenille yarn; Details peculiar to these looms
    • D03D41/004Looms for three-dimensional fabrics

Definitions

  • the present invention relates to a method and a machine for producing a woven piece formed from threads assembled by multidirectional weaving and capable of serving as a reinforcement in the manufacture of a body of composite material.
  • Such reinforcements are used after impregnation with an appropriate binder, to obtain parts capable of withstanding very high mechanical and thermal stresses, such as nozzles, structural parts of the satellite, reentry bodies or rotor hubs. rotorcraft.
  • the essential problem to be solved in the weaving of structures of the kind considered lies in the fact that the threads to be introduced into a network of rods or rods must be deposited in such a way that there is no residual tension in them.
  • the present invention makes it possible to remedy the drawbacks of the methods and apparatuses of the prior art; its subject is a process which consists, in an initial phase of weaving, in establishing a network of rigid, parallel and non-contiguous rods, in depositing at one end of this stationary network, a single thread following a winding path zigzagging between the end parts of said rods, this wire forming successive layers superimposed in planes transverse to the direction of the rods, compacting these layers of wire as they are formed, this compaction being accompanied by a sliding of said layers along the strips, then if necessary replace the strips with wires in a final lacing phase.
  • the compaction with sliding of the layers of wire along the rods is preferably carried out by discontinuous application of a pressure on each new layer completed, all of the superimposed layers being supported at its base by a support surface which s away from a continuous movement of the deposit area of the weaving thread in order to give place to the new layers of thread to be deposited.
  • the wire should be deposited without tension in the network of rods, being for this purpose delivered with mechanical thrust on demand in a direction parallel to that of the rods.
  • the wire can be deposited in meanders oriented in the superimposed layers alternately in one direction, then in another direction crossed with respect to the previous one, for example perpendicular (in this case, these two directions form with that of the rods a triangular trihedron).
  • the method according to the invention makes it possible to weave three-dimensional profiled pieces of complex shapes and of any size, by depositing in the free spaces a network of rods defining a direction of the piece to be produced, a thread following a any direction orthogonal to the previous one.
  • This wire comes from a single coil and is mechanically unwound from the top of the rods (supposed to be arranged vertically), at their upper part and parallel to their direction.
  • a layer of yarn is deposited, it is compacted at the same time as the member intended to support the part being woven is shifted to allow the deposition of the next layer.
  • rods made of a material remaining in the part after weaving such as for example pultruded rods.
  • the method of the invention makes it possible to eliminate any system for stopping the threads introduced perpendicularly to the network of rods and therefore leads to the production of a very simple weaving machine.
  • the arrangement of a single coil facilitates the monitoring of the wire feed.
  • the method according to the invention overcomes these constraints.
  • the invention also relates to a machine allowing the previously defined method to be implemented.
  • This machine comprises, arranged one above the other in a fixed frame, a set of three non-rotating horizontal frames, but vertically movable independently, among which the intermediate frame carries a set of horizontal plates provided with perforations ordered in a regular grid and intended to receive rigid rods of equal length which are thus maintained in a regular yertical network, the upper frame carries, by means of a movement mechanism in two crossed horizontal directions, preferably perpendicular, a shuttle which is thus mobile in all directions in a horizontal plane located slightly above the top of the network of rods and.
  • This lacing arrangement preferably comprises an upper device for actuating a lacing needle and a lower device for introducing a lacing wire, these devices being carried by respective displacement mechanisms in two crossed horizontal directions, mounted respectively on the upper frame and on the intermediate frame.
  • the shuttle of the machine comprises means for driving and pushing the wire capable of ensuring the delivery of the latter without tension and constituted by two rollers between which the wire is pinched and one of which is actuated in rotation by a motor, these rollers pushing said wire, when it is deposited, in a vertical wire guide tube.
  • the machine preferably comprises a horizontal perforated plate capable of descending onto the network of rods, the ends of these then penetrating into its perforations, compacting the layers of wire woven into said network.
  • This perforated tray can be worn by the upper frame above the shuttle, which is removed from time to time from the network of rods to allow the descent of said perforated tray on the woven mass.
  • the stop plate can be constituted by a disc driven in rotation around its vertical axis and comprising a vibrating bar ensuring by scanning the longitudinal maintenance of the rods at a constant height on average despite the action drive down that they undergo from the woven mass during its manufacture.
  • a digital control device controlling and synchronizing according to a pre-established program all the movements of its mobile members, in particular those of its shuttle which define the configuration of the winding paths of deposition of the wire forming the successive layers of the woven mass.
  • the machine represented in FIG. 1 comprises a frame 1 in which are arranged, between its base la and its roof 1b, several fixed vertical threaded rods 2 (at least three) along which three horizontal frames 3, 4, 5 can move .
  • each of these frames is provided with a particular motor (not shown) which can drive in rotation, via a chain 6, nuts 6a engaged on said threaded rods (only one of the nuts 6a of the only frame 4 has been shown, with a part of the corresponding chain 6).
  • Each frame can thus be animated at will with an upward or downward movement by command of said motor.
  • the upper frame 3 carries a perforated plate 7 and, by means of a movement mechanism 8 with crossed movements, a shuttle 9 ensuring the deposition of a wire 10 in a network 14 of rigid metal rods 11, held vertically along a regular distribution by perforated plates 12, 13 (the number of plates 13 depending on the height of the part to be produced) carried by the intermediate frame 4.
  • the perforations of the plates 7, 12 and 13 are arranged in a grid (straight, as in this example, or oblique), so that the rods 11 of the network 14 which pass through them cause corridors to intersect at an angle, here a right angle in which will be deposited in meanders of alternately perpendicular directions wire 10 by shuttle 9.
  • the mechanism 8 ensuring the movements of the shuttle 9 comprises a horizontal strip 15 along which the shuttle can move under the action of a motor 16 by means of a drive belt located inside the strip ( Figure 2).
  • the latter is itself movable in the perpendicular horizontal direction, its ends rolling on guide rails 17 , 18. fixed to the frame 3, under the action of coarroies, drive 19, 20 driven by a motor 21 also integral with the frame 3
  • the shuttle 9 can thus move in two perpendicular horizontal directions 22, 23, therefore be brought successively to any point on the horizontal plane limited by the rails 17, 18.
  • the shuttle 9 is constituted (FIG. 3) by a carriage 24 sliding along the strip 15 and carrying a small stepping motor 25 and two rollers 26, 27 between which the wire 10 is pinched.
  • the caster 26 is driven in rotation by the motor 25, while the caster 27 is mounted idle.
  • the wire 10 is pushed more or less quickly into a vertical wire guide tube 28 fixed to the plate 24 and passing between the upper ends of the rods 11 of the network 14 to deposit the top of this network. wire following the chosen winding path.
  • the ends of the rods are cut into a point and the orifices of the perforations are flared, as shown.
  • the frame 4 is lowered by an amount substantially equal to the thickness of a layer, so that the woven mass 30 gradually descends, supported by the perforated plate 12 secured to the frame 4 and compacted by the perforated plate 7 secured to the frame 3.
  • the downward sliding of the woven mass 30 causes the rods 11 to descend.
  • a rotating disc 32 provided with a vibrating bar.
  • 33 (FIG. 1) arranged diametrically on a pair of vibrators with vertical action which causes, by sweeping, an ascent of the rods 11 struck by said bar, the latter thus maintaining an invariable mean position in the direction of the height during the entire course weaving of the piece.
  • the frame 4 is located near the frame 5, the perforated plates 13, suspended by chains 34 from the frame 4, having come to be juxtaposed accordingly.
  • lacing composed of an upper device 35a and a lower device 35b (shown diagrammatically on the right part of figure 1).
  • the upper device 35 a is carried by the frame 3 by means of a displacement mechanism 36a in two orthogonal directions, similar to the mechanism 8 of the shuttle 9.
  • the frame 3 carrying the piece woven by its perforated plate 12 (the enhancement 37 preyue in the weaving phase being removed) is raised to a height leaving below sufficient space for the descent of the rods 11a driven out of the woven mass 30.
  • the frame is raised correspondingly to a position where its perforated plate 7 rests on the top of the woven mass 30.
  • the upper device 35a brings down a long needle 41 successively vertically above each rod 11, so as to drive it out and cause it to fall at 11a below the frame 4, onto the disc 32 (while it remains held by the perforated plates 13 now assembled and fixed at the top of columns 38).
  • the control of the various moving parts of the machine is carried out in synchronism, in each operating phase, by means of a digital control device in which is introduced a program corresponding to the characteristics of structure, shape and dimensions of the woven piece to be produced.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

L'invention concerne la confection de pièces tissées tridimensionnelles. Des baguettes verticales (11) sont maintenues en un réseau ordonné immobile par engagement à travers des plateaux perforés (12, 13). Par le dessus de ce réseau est déposé un fil (10) au moyen d'une navette (9) suivant un chemin sinueux entre les extrémités supérieures des baguettes (11). Les couches de fil ainsi formées successivement, soutenues par le plateau perforé (12) animé d'un mouvement descendant, sont tassées par un plateau perforé (7) qui s'abaisse à l'achèvement de chaque couche. Un ensemble de laçage (35) permet de remplacer après le tissage les baguettes (11) par des fils.

Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé et à une machine de réalisation d'une pièce tissée formée de fils assemblés par tissage multidirectionnel et susceptible de servir d'armature dans la fabrication d'un corps en matériau composite.
  • De telles armatures sont utilisées après imprégnation au moyen d'un liant approprié, pour obtenir des pièces susceptibles de supporter des sollicitations mécaniques et thermiques très élevées, telles que des tuyères, des pièces structurales de satellite, des corps de rentrée ou des moyeux de rotor de giravion.
  • On connaît par le brevet américain n° 4 218 276 (AVCO) un procédé manuel de réalisation de structures tridimensionnelles, consistant à disposer verticalement ét parallèlement des aiguilles pointes en haut, maintenues écartées par deux peignes disposés à angle droit. Sur les pointes des aiguilles est ensuite posée une couche de tissu sur laquelle vient s'appuyer une plaque percée de trous correspondant aux aiguilles dont les pointes pénètrent la couche de tissu poussée vers le bas par la plaque. L'opération est renouvelée avec circulation des peignes, jusqu'à obtention de l'épaisseur requise pour l'empilement qui est ensuite enlevé de la machine. Puis des renforts filamentai- res sont introduits dans les perçages de l'empilement pour former une:structure tridimensionnelle. Pour mettre en oeuvre ce procédé, il est donc nécessaire de disposer de couches de tissu préalablement fabriquées et découpées aux dimensions voulues pour chaque produit spécifique. De plus, si ce brevet propose la réalisation de structures dites à trois dimensions dans lesquelles sont disposés verticalement des éléments rigides telles que des aiguilles métalliques, on peut constater que ces structures ne sont pas obtenues par tissage simultané de fils sur ces aiguilles. En effet, on réalise d'abord des couches entoilées, puis on les empile et on les embroche sur lesdites aiguilles.
  • Par le brevet français 77/18831 au nom de la deman- deresse, on connaît également un procédé et une machine de tissage tridimensionnel pour la réalisation d'armatures tissées de révolution creuses. Dans un réseau de baguettes, maintenues parallèles aux génératrices du corps à réaliser au moyen de grilles, sont introduits et tissés en un plan fixe, d'une part des fils circonférentiels par dévidage en cercles concentriques d'une nappe de fils parallèles et d'autre part des fils radiaux par tricotage au moyen d'une aiguille d'un fil sous forme de chaînette. Dans-ce procédé, les baguettes peuvent être des tiges métalliques qui, en fin de tissage, sont chassées et remplacées, au moyen d'un agencement de laçage, par des fils qui assurent le remplissage longitudinal..
  • Le procédé connu par le brevet américain n° 3 955 602 permet de réaliser des pièces de forme géométrique simple tels qu'essentiellement des blocs parallélépipédiques dans lesquels les.fils disposés dans un même plan débouchent de part et d'autre d'un réseau de tiges verticales avec dépassement et nécessitent, de ce fait, l'utilisation d'un moyen de blocage des fils.
  • D'une manière générale, les procédés de l'art antérieur exigent des outillages spécifiques à la pièce à réaliser dans la mesure où le tissage est lié à l'écartement ou au pas des tiges verticales. Ils ne permettent donc pas des changements rapides et économiques de la définition des pièces tissées.
  • Par ailleurs, la plupart des procédés connus de réalisation de structures tissées en trois dimensions nécessitent la mise en place d'une quantité importante de bobines de fils et donc leur manipulation pour passer d'une pièce- à une autre.
  • Enfin, le problème essentiel à résoudre dans le tissage de structures du genre considéré réside dans le fait que les fils à introduire dans un réseau de tiges ou baguettes doivent être déposés de telle manière qu'il ne subsiste aucune tension résiduelle dans ceux-ci.
  • En effet, les tensions accumulées finiraient par déformer le réseau et empêcheraient de continuer le tissage, par exemple en bloquant la machine utilisée. Ce problème est habituellement résolu soit empiriquement, par l'habileté de l'opérateur, soit par utilisation d'un outillage de maintien des tiges avec introduction des fils sous tension et enfilage de chaque fil dans une aiguille.
  • La présente invention permet de remédier auxincon- vénients des procédés et appareillages, de l'art antérieur ; elle a pour objet un procédé qui consiste, dans une phase initiale de tissage, à établir un réseau de baguettes rigides, parallèles et non jointives, a déposer à une extrémité de ce réseau, stationnaire, un fil unique suivant un chemin sinueux zigzaguant entre les parties terminales desdites baguettes, ce fil formant des couches successives se superposant dans des plans transversaux à la direction des baguettes, à tasser ces couches de fil au fur et à mesure de leur formation, ce tassement s'accompagnant d'un glissement desdites couches le long des baguettes, puis en cas de besoin à remplacer les baguettes par des fils dans une phase finale de laçage.
  • Le tassement avec glissement des couches de fil le long des baguettes s'effectue de préférence par application discontinue d'une pression sur chaque nouvelle couche achevée, l'ensemble des couches superposées étant soutenu à sa base par une surface d'appui qui s'éloigne d'un mouvement continu de la zone de dépôt du fil de tissage afin de donner place aux nouvelles couches de fil à déposer.
  • Il convient que le fil soit déposé sans tension dans le réseau de baguettes, étant à cet effet délivré avec poussée mécanique à la demande suivant une direction parallèle à celle des baguettes.
  • Le fil peut être déposé en méandres orientés dans les couches superposées alternativement suivant une direction, puis suivant une autre direction croisée par rapport à la précédente, par exemple perpendiculaire (dans ce cas, ces deux directions forment avec celle des baguettes un trièdre trirectangle).
  • Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'effectuer le tissage en trois dimensions de pièces profilées de formes complexes et de dimensions quelconques, par dépôt dans les espaces libres d'un réseau de baguettes définissant une direction de la pièce à réaliser, un fil suivant une direction quelconque orthogonale à la précédente. Ce fil provient d'une bobine unique et est dévidé mécaniquement par le dessus des baguettes (supposées disposées verticalement), au niveau de leur partie supérieure et parallèlement à leur direction. Lorsqu'une couche de fil est déposée, elle est tassée en même temps que se décale l'organe destiné à supporter la pièce en cours de tissage pour permettre le dépôt de la couche suivante.
  • Lorsque les directions perpendiculaires aux baguettes ont été matérialisées par le fil selon ce mode de tissage, ces baguettes sont chassées et remplacées par un fil, de préférence suivant le procédé décrit dans la demande de brevet français n° 80/17666 au nom de la demanderesse.
  • On peut aussi utiliser des baguettes en un matériau restant dans la pièce après tissage, telles que par exemple des baguettes pultrudées.
  • Grâce à ce procédé, il est possible de modifier à volonté, dans chaque couche, la direction du fil, déposé par le dessus des baguettes, en fonction des sollicitations auxquelles est susceptible d'être soumise la pièce tissée. Ce n'est pas le cas dans les procédés connus, où justement la direction du fil est en général imposée par les modalités du procédé utilisé.
  • En outre, le procédé de l'invention permet de supprimer tout système d'arrêt des fils introduits perpendiculairement au réseau de baguettes et conduit donc à la réalisation d'une machine de tissage très simple.
  • Enfin, la disposition d'une bobine unique facilite la surveillance du dévidage du.fil. Dans l'art antérieur, il faut généralement prévoir de nombreuses bobines pour alimenter les aiguilles permettant de tisser les fils d'une même couche, ces bobines étant équipées de dispositifs de dévidage des fils-et de mise en tension, voire de freinage, afin de fàire arriver une même quantité de fil de chacune des bobines pour la réalisation d'une couche et ce, sans tension, de manière à ne pas déformer le réseau de tiges ou baguettes rigides. Le procédé selon l'invention permet de s'affranchir de ces sujétions.
  • L'invention a également pour objet une machine permettant de mettre en oeuvre le procédé précédemment défini. Cette machine comprend, disposés l'un au-dessus de l'autre dans un bâti fixe, un ensemble de trois cadres horizontaux non rotatifs, mais mobiles verticalement de façon autonome, parmi lesquels le cadre intermédiaire porte un jeu de plateaux horizontaux dotés de perforations ordonnées suivant une trame régulière et destinées à recevoir des baguettes rigides d'égale longueur qui se trouvent ainsi maintenues en un réseau régulier yertical, le cadre supérieur porte, par l'intermédiaire d'un mécanisme de déplacement suivant deux directions horizontales croisées, de préférence perpendiculaires, une navette qui est ainsi mobile en tous sens dans un plan horizontal situé légèrement au-dessus du sommet du réseau de baguettes et. est susceptible d'y déposer par le dessus un fil de tissage suivant un chemin sinueux, et le cadre inférieur porte un plateau horizontal d'arrêt non perforé, sous-jacent au réseau de baguettes. Il peut être utile que la machine réalise aussi une phase terminale de laçage; dans ce cas, il convient que celle-ci comporte en outre un agencement de laçage permettant de remplacer, après achèvement du tissage, les baguettes par des fils. Cet agencement de laçage comprend de préférence un dispositif supérieur d'actionnement d'une aiguille de laçage et un dispositif inférieur d'introduction d'un fil de laçage, ces dispositifs étant portés par des mécanismes respectifs de déplacement suivant deux directions horizontales croisées, montés respectivement sur le cadre supérieur et sur le cadre intermédiaire.
  • Avantageusement, la navette de la machine comporte des moyens d'entraînement et de poussée du fil susceptibles d'assurer la délivrance de celui-ci sans tension et constitués par deux roulettes entre lesquelles est pincé le fil et dont l'une est actionnée en rotation par un moteur, ces roulettes poussant ledit fil, lors de son dépôt, dans un tube guide-fil vertical.
  • Par ailleurs, la machine comporte de préférence un plateau perforé horizontal susceptible de descendre sur le réseau de baguettes, les extrémités de celles-ci pénétrant alors dans ses perforations, en tassant les couches de fil tissées dans ledit réseau. Ce plateau perforé peut être porté par le cadre supérieur au-dessus de la navette, laquelle est écartée de temps en temps du réseau de baguettes pour permettre la descente dudit plateau perforé sur la masse tissée.
  • Au-dessous du réseau de baguettes, le plateau d'arrêt peut être constitué par un disque entraîné en rotation autour de son axe vertical et comportant une barrette vibrante assurant par balayage le maintien longitudinal des baguettes à une hauteur constante en moyenne malgré l'action d'entraînement vers le bas qu'elles subissent de la part de la masse tissée au cours de sa confection.
  • Il convient d'associer à une machine selon l'invention un dispositif de commande numérique pilotant et synchronisant d'après un programme pré-établi tous les mouvements de ses organes mobiles, en particulier ceux de sa navette qui définissent la configuration des chemins sinueux de dépôt du fil formant les couches successives de la masse tissée.
  • La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique.
    • La figure 1 représente schématiquement, en élévation, une machine de tissage multidimensionnel selon l'invention, la moitié de gauche correspond à la phase de tissage et la moitié de droite à la phase de laçage.
    • La figure 2 représente en perspective une vue de dessus du réseau de baguettes et de la masse tissée confectionnée dans celui-ci, ainsi que la navette et son mécanisme de déplacement.
    • La figure 3 représente à plus grande échelle le détail III de la figure 1.
    • La figure 4 représente une coupe suivant la ligne IV-IV de l'objet de la figure 3.
    • La figure 5 représente schématiquement une coupe suivant la ligne V-V de l'objet de la figure 4, montrant en même temps le plateau perforé inférieur qui supporte la masse tissée et le plateau perforé supérieur, descendu en position de tassement de cette dernière.
  • Dans ces dessins, on ne doit pas s'attacher au fait que le nombre de baguettes du réseau est variable d'une figure à une autre. Il en est ainsi par simple raison de commodité de représentation. En pratique, le nombre et la , disposition des baguettes sont choisis en fonction de la conformation et des dimensions de chaque pièce tissée à réaliser.
  • La machine que représente la figure 1 comprend un bâti 1 dans lequel sont disposées, entre son socle la et son toît 1b, plusieurs tiges filetées 2 verticales fixes (au moins trois) le long desquelles peuvent se déplacer trois cadres 3, 4, 5 horizontaux. A cet effet, chacun de ces cadres est muni d'un moteur particulier (non représenté) pouvant entraîner en rotation, par l'intermédiaire d'une chaîne 6, des écroùs 6a engagés sur lesdites tiges filetées (seul l'un des écrous 6a du seul cadre 4 a été représenté, avec une partie de la chaîne 6 correspondante). Chaque cadre peut ainsi être animé à volonté d'un mouvement ascendant ou descendant par commande dudit moteur.
  • Le cadre supérieur 3 porte un plateau perforé 7 et, par l'intermédiaire d'un mécanisme 8 de déplacement à mouvements croisés, une navette 9 assurant le dépôt d'un fil 10 dans un réseau 14 de baguettes métalliques 11 rigides, tenues verticalement suivant une répartition régulière par des plateaux perforés 12, 13 (le nombre des plateaux 13 dépendant de la hauteur de la pièce à réaliser) portés par le cadre intermédiaire 4. Les perforations des plateaux 7, 12 et 13 sont disposées suivant un quadrillage (droit, comme dans le présent exemple, ou oblique), de manière que les baguettes 11 du réseau 14 qui les traversent fassent apparaître entre elles des couloirs se croisant sous un certain angle, ici un angle droite dans lesquels sera déposé suivant des méandres de directions alternativement perpendiculaires le fil 10 par la navette 9.
  • Le mécanisme 8 assurant les déplacements de la navette 9 comprend une réglette 15 horizontale le long de laquelle peut se déplacer la navette sous l'action d'un moteur 16 par l'intermédiaire d'une courroie d'entraînement située à l'intérieur de la réglette (figure 2). Cette dernière est elle-même mobile suivant la direction horizontale perpendiculaire, ses extrémités roulant sur des rails de guidage 17, 18. fixés au cadre 3, sous l'action de caurroies, d'entraînement 19, 20 animées par un moteur 21 également solidaire du cadre 3. La navette 9 peut ainsi effectuer des déplacements suivant deux directions horizontales perpendiculaires 22, 23, donc être amenée successivement en tout point du plan horizontal limité par les rails 17, 18.
  • La navette 9 est constituée (figure 3) par un chariot 24 coulissant le long de la réglette 15 et portant un petit moteur pas à pas 25 et deux roulettes 26, 27 entre lesquelles le fil 10 est pincé. La roulette 26 est entraînée en rotation par le moteur 25, tandis que la roulette 27 est montée folle. Par commande du moteur 25, le fil 10 est poussé plus ou moins vite dans un tube guide-fil 28 vertical fixé à la platine 24 et passant entre les extrémités supérieures des baguettes 11 du réseau 14 pour y déposer par le dessus de ce réseau le fil suivant le chemin sinueux choisi.
  • Pour réaliser le tissage d'une pièce de forme déterminée sur la machine décrite, on engage tout d'abord les baguettes 11 à travers les plateaux perforés 12, 13 pour les disposer en un réseau 14 régulier offrant la forme désirée (dans le cas présent, il s'agit d'une forme cylindrique de section circulaire ou polygonale). Le cadre 3 étant placé à une hauteur telle que le tube guide-fil 28 de la navette 9 pénètre dans la région supérieure du réseau 14 (figure 3), la navette est déplacée grâce à son mécanisme 8 suivant un trajet sinueux dont les méandres sont orientés suivant l'une des directions des couloirs orthogonaux du réseau 14, parallèles aux directions 22, 23 de déplacement de la navette 9. En même temps, le moteur 25 de cette dernière est mis en marche, de sorte que le fil 10, issu d'une bobine29, se dépose par le dessus du réseau de baguettes suivant ce trajet sinueux entre les extrémités supérieures de celles-ci (figure 4). Lorsqu'une couche C de fil a été déposée, la couche C suivante est déposée en superposition, suivant l'autre direction 22 ou 23. Dès l'achèvement de chaque couche, on. fait s'écarter sur le côté la navette 9 et on commande un déplacement vers le bas du cadre 3 de manière à faire descendre sur le réseau 14 le plateau perforé 7 qu'il porte (figure 5) afin de tasser la masse tissée 30 formée par l'ensemble des couches C confectionnées. Pour assurer une pénétration aisée des baguettes 11 dans les perforations 31 du plateau 7, les extrémités des baguettes sont taillées en pointe et les orifices des perforations sont évasés.., comme représenté. Parallèlement, on fait descendre le cadre 4 d'une quantité sensiblement égale à l'épaisseur d'une couche, de sorte que la masse tissée 30 descende graduellement, soutenue par le plateau perforé 12 solidaire du cadre 4 et tassée par le plateau perforé 7 solidaire du cadre 3. Après chaque opération de tassement, où le plateau perforé 7 descend toujours au même niveau, on le fait remonter (par déplacement ascendant du cadre:3) jusqu'à un niveau également fixe, suffisant pour laisser place à la navette 9 entre ledit plateau perforé et les extrémités des baguettes 11, qui revient alors dans cet espace pour effectuer le dépôt d'une nouvelle couche de fil après avoir résorbé le mou nécessité par son écart sur le côté préalablement au tassement.
  • Le glissement descendant de la masse tissée 30 entraîne vers le bas les baguettes 11. Pour compenser cet effet, sous le réseau de baguettes est prévu, porté par le cadre 5 (de hauteur réglable), un disque tournant 32 doté d'une barrette vibrante 33 (figure 1) disposée diamétralement sur une paire de vibreurs à action verticale qui cause, par balayage, une remontée des baguettes 11 frappées par ladite barrette, celles-ci conservant ainsi une position moyenne invariable dans le sens de la hauteur durant tout le déroulement du tissage de la pièce. En fin de tissage, le cadre 4 se trouve à proximité du cadre 5, les plateaux perforés 13, suspendus par des chaînettes 34 au cadre 4, étant venus se juxtaposer en conséquence.
  • La pièce désirée étant tissée, il s'agit alors d'en remplacer les baguettes 11 par des fils de même nature que le fil 10 constituant les couches transversales superposées. A cet effet, la machine est équipée d'un agencement 35 dit "de laçage", composé d'un dispositif supérieur 35a et d'un dispositif inférieur 35b (représentés schématiquement sur la partie droite de la figure 1). Le dispositif supérieur 35a est porté par le cadre 3 par l'intermédiaire d'un mécanisme de déplacement 36a suivant deux directions orthogonales, semblable au mécanisme 8 de la navette 9. Il en va de même pour le dispositif inférieur 35b, dont le mécanisme de déplacement 36b est monté sur le cadre 3. Ces ensembles de laçage sont amovibles.
  • Dans la phase de laçage, le cadre 3 portant la pièce tissée par son plateau perforé 12 (la rehausse 37 préyue dans la phase de tissage étant supprimée) est remonté à une hauteur laissant au-dessous un espace suffisant pour la descente des baguettes 11a chassées de la masse tissée 30. Le cadre est remonté corrélativement en une position où son plateau perforé 7 repose sur le haut de la masse tissée 30. Conformément à l'enseignement de la demande de brevet français n° 80/17666, le dispositif supérieur 35a fait descendre une longue aiguille 41 successivement à l'aplomb de chaque baguette 11, de manière à la chasser et à la faire tomber en 11a au-dessous du cadre 4, sur le disque 32 (tandis qu'elle reste maintenue par les plateaux perforés 13 maintenant rassemblés et fixés au sommet de colonnes 38). A chaque descente, ladite aiguille accroche dans le dispositif inférieur 35b un fil 39 issu d'une bobine 40 et le tire en boucle à travers la masse tissée 30 en remplacement de la baguette qu'elle vient de chasser. Bien entendu, les mécanismes de déplacement 36a et 36b sont commandés corrélativement de la même façon pour que les dispositifs de laçage 35a et 35b restent constamment en regard et viennent successivement à l'aplomb de chaque baguette 11 du réseau 14.
  • La commande des différents organes mobiles de la machine, en particulier des mécanismes de déplacement 8, 36a et 36b (équipés de moteurs pas à pas), est effectuée en synchronisme, dans chaque phase de fonctionnement, au moyen d'un dispositif de commande numérique dans lequel est introduit un programme correspondant aux caractéristiques de structure, de forme et de dimensions de la pièce tissée à réaliser.
  • On comprend que, par le choix de ce programme, on peut obtenir le dépôt du fil par la navette 9 dans chaque couche suivant tout chemin sinueux désiré entre les baguettes 11 du réseau, lesquelles peuvent d'ailleurs être ordonnées suivant un diagramme en section transversale de forme et de disposition géométrique quelconques. Il est ainsi possible d'obtenir des pièces tissées de forme cylindrique ou prismatique, pleines ou creuses, éventuellement déformables si le chemin du fil de tissage est choisi à cet effet dans chaque couche transversale.

Claims (12)

1. Procédé de réalisation d'une pièce tissée formée de fils assemblés par tissage multidirectionnel et susceptible de servir d'armature dans la fabrication d'un corps en matériau composite, caractérisé par le fait qu'il consiste, dans une phase initiale de tissage, à établir un réseau (14) de baguette rigide (11), parallèles et non jointives, à déposer à une extrémité de ce réseau, stationnaire, un fil unique (10) suivant un chemin sinueux zigzaguant entre les parties terminales des baguettes (11), ce fil formant des couches (C) successives se superposant dans des plans transversaux à la direction des bagùettes (11), à tasser des couches de fil au fur et à mesure de leur formation, ce tassement s'accompagnant d'un glissement desdites couches le long des baguettes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tassement avec glissement des couches (C) de fil (10) le long des baguettes (11) s'effectue par application discontinue d'une pression sur chaque nouvelle couche (C) achevée, l'ensemble des couches superposées étant soutenu à sa base par une surface d'appui (12) qui s'éloigne d'un mouvement continu de la zone de dépôt du fil de tissage (10).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le fil (10) est déposé sans tension dans le réseau'de baguettes (11), étant délivré avec poussée mécanique à la demande suivant une direction parallèle à celle des baguettes.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le fil (10) est déposé en méandres orientés dans les couches (C) superposées alternativement suivant une direction, puis suivant une autre direction croisée par rapport à la précédente.
5. Machine permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'elle comprend, disposés l'un au-dessus de l'autre dans un bâti (1) fixe, un ensemble de trois cadres (3, 4, 5) horizontaux non rotatifs, mais mobiles verticalement de façon autonome, parmi lesquels le cadre intermédiaire (4) porte un jeu de plateaux horizontaux (12, 13) dotés de perforations ordonnées suivant une trame régulière et destinées à recevoir des baguettes rigides (11) d'égale longueur qui se trouvent ainsi maintenues en un réseau régulier (14) vertical, le cadre supérieur (3) porte, par l'intermédiaire porte, par l'intermédiaire d'un mécanisme (8) de déplacement suivant deux directions horizontales croisées (22, 23), une navette (9) qui est ainsi mobile en tous sens dans un plan horizontal situé légèrement au-dessus du sommet du réseau (14) de baguettes (11) et est susceptible d'y déposer par le dessus un fil de tissage (10) suivant un chemin sinueux, et le cadre inférieur (5) porte un plateau horizontal d'arrêt (32) non perforé, sous-jacént au réseau (14) de baguettes.
6. Machine selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un agencement de laçage (35) permettant de remplacer, après achèvement du tissage, les baguettes (11) par des fils.
7. Machine selon la revendication 6, caractérisée par le fait que cet agencement de laçage (35) comprend un dispositif supérieur (35a) d'actionnement d'une aiguille de laçage (41) et un dispositif inférieur (35b) d'introduction d'un fil de laçage (39), ces dispositifs étant portés par des mécanismes (36a, 36b) respectifs de déplacement suivant deux directions horizontales croisées, montés respectivement sur le cadre supérieur .(3) et sur le cadre intermédiaire (4).
8. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait que la navette (9) comporte des moyens d'entraînement et de poussée du fil (10) susceptibles d'assurer la délivrance de celui-ci sans tension et constitués par deux roulettes (26, 27) entre lesquelles est pincé le fil (10) et dont l'une est actionnée en rotation par un moteur (25), ces roulettes poussant ledit fil, lors de son dépôt, dans un tube guide-fil (28) vertical.
9. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte un plateau perforé (7.) horizontal susceptible de descendre sur le réseau (14) de baguettes (11), les extrémités de celles-ci pénétrant alors dans ses perforations (31) en tassant les couches (C) de fil tissés dans ledit réseau.
10. Machine selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le plateau perforé (7) est porté par le cadre supérieur (3) au-dessus de la navette (9).
11. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée par le fait que le plateau d'arrêt (32) est constitué par un disque entraîné en rotation autour de son axe vertical et comportant une barrette vibrante (33) assurant par balayage le maintien longitudinal des baguettes (11) à une hauteur constante en moyenne.
12. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée par le fait que lui est associé un dispositif de commande numérique pilotant et synchronisant d'après un programme pré-établi tous les mouvements de ses organes mobiles.
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