EP1736586A1 - Procédé et installation pour aiguilleter une nappe de fibres mettant en oeuvre deux planches à aiguilles - Google Patents
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- EP1736586A1 EP1736586A1 EP06290967A EP06290967A EP1736586A1 EP 1736586 A1 EP1736586 A1 EP 1736586A1 EP 06290967 A EP06290967 A EP 06290967A EP 06290967 A EP06290967 A EP 06290967A EP 1736586 A1 EP1736586 A1 EP 1736586A1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H18/00—Needling machines
- D04H18/02—Needling machines with needles
Definitions
- the present invention relates to a method and a needling installation of a sheet of fibers using at least two needle boards placed successively in the path of the sheet, the first of the needle boards can be more particularly but not limited to to perform a pre-needling.
- the invention relates to a needling system in which the needle boards are driven by an "elliptical" type movement, that is to say having a component of movement in and out of penetration, typically vertical, and a component of movement back and forth advancement, typically horizontal.
- the advancing component is synchronized with the penetration component in such a way that the needles in the position of penetration into the web accompany the advancement movement of the web through the needling machine.
- the needles can contribute to driving the sheet through the needling machine.
- it is no longer necessary to stop the advancement of the web when the needles are in the penetration phase.
- the advancement component constitutes an additional reciprocating movement notably affecting the mobile equipment carrying the needle board. Given the weight of this set, it results in vibrations parallel to the direction of advancement, including high typing rates currently requested by users.
- the object of the present invention is to provide a method and a needling installation in which the vibrations, in particular in the direction of advance, are attenuated, even at a high typing rate.
- the method for needlening a fiber web in at least two successive needling devices each comprising a moving element carrying needles and which is imparted a movement having at the level of the needles a component back-and-forth penetration into the web and a forward-and-back component in advance, is characterized in that it actuates the two needling devices with them a phase shift such that the components of va and-in-progress of the two mobile crews are substantially in opposite directions.
- the advancing movements of the two mobile crews balance each other, at least partially, their own inertia and the overall vibration of the installation is at least strongly attenuated.
- the need to provide two successive needling equipment is not a constraint because it is in any case very often necessary to ensure the required needling density and the required production speed.
- the needling installation comprising two needling devices which follow each other along a path of a needling sheet and which each comprise a moving element intended to carry needles and a needle.
- actuating mechanism applying to the moving element a movement having at the level of the needles a reciprocating component in penetration and a reciprocating component in forward movement, is characterized in that the two actuating mechanisms are likely to an identical rate with them a phase shift such that the components of the back and forth in advancement of the two mobile teams are substantially in opposite directions.
- one of the components preferably the advancement component, is at least largely generated by angular oscillation of the moving equipment.
- This type of needling apparatus does not necessarily include a crank-link mechanism in the alignment of the main masses which are reciprocating along the forward component.
- the component parallel to the direction of advancement of the web is not the same in all planes parallel to the web.
- Some vibrations have a frequency twice the punching frequency of the needling equipment. For all these reasons, it is difficult to counterbalance, for horizontal vibration, such a needling installation which is otherwise very advantageous.
- the invention provides instead a balancing solution almost plan by plan, very powerful.
- the installation comprises two needling devices 2 and 3 which follow along a path 1 for a fiber web (not shown in Figure 1). It is also provided an introducer apparatus 4 upstream of the needling apparatus 2 relative to the direction of advance 6 of the web, and an extractor apparatus 7 located downstream of the needling apparatus 3 and consisting of two cylinders rotary 8 defining between them a nip 9 for the web following the path 1 which is substantially plane.
- the introducer apparatus 4 comprises two cylinders consisting of rotating disks 82 defining between them a nip 92. Between the rotating disks 82 of the same roller are interposed fixed rings extended by guide nozzles 83 for the web.
- distal and proximal will mean “relatively distant” and respectively “relatively close” to the path plan 1.
- the needling apparatus 2 and 3 are combined in a common box 11 and thus belong to one and the same machine.
- the casing 11 comprises an inlet window 12 in which the apparatus is installed. introducer 4 and an exit window 13 in which the extractor apparatus 7 is installed.
- the web is guided between a needling table 24 located on the side opposite the apparatuses 2 and 3, and a stripper 26 located on the side adjacent to the needling apparatuses 2 and 3. , which are therefore both on the same side of the path 1.
- a needling table 24 located on the side opposite the apparatuses 2 and 3
- a stripper 26 located on the side adjacent to the needling apparatuses 2 and 3. , which are therefore both on the same side of the path 1.
- additional needling equipment on the side of the table 24 (hence under the table 24), or even two additional devices that can also form an assembly according to the invention, for example an assembly which is the symmetrical mirror of that shown, relative to the plane 1 of the path of the web.
- Each of the needling apparatuses 2 and 3 comprises a movable assembly 36 (see FIG. 2), itself including a movable rod 38.
- a support 44 is fixed to the proximal end of the rod 38, and a needle board 46 is attached interchangeably to the support 44, on the face of the support 44 opposite the rod 38.
- the board 46 carries needling needles 47 directed towards the sheet 41 and capable of penetrating cyclically through the sheet 41 via orifices provided in the stripper 26, shown schematically by a large opening in FIG. 2.
- the tips of the needles 47 project into orifices of the table 24, also shown schematically by a large opening in FIG. the support 44 is fixed to several rods 38 aligned in the direction perpendicular to the plane of FIGS. 1 and 2.
- the crew 36 is both movable back and forth in a direction of penetration transverse to the plane of the path 1 of the ply 41, and oscillating about an axis of oscillation 37 integral with the frame 19 of the machine for to give the needles 47 a component of movement, called “advancement", essentially parallel to the direction 6 of advancement of the web.
- Each sliding rod 38 is mounted to slide along its longitudinal axis 42 in a respective guide 39 itself pivotally supported in the frame 19 along the axis of oscillation 37 which is parallel to the width of the fiber web.
- the axis 37 intersects the longitudinal axis 42 of the sliding rod 38.
- the axis longitudinal 42 oscillates around the axis of oscillation 37 on either side of a general axis 43 intersecting the axis 37 and perpendicular to the plane of the path 1.
- a kinematic chain comprising a sliding which is mechanically in series with a hinge.
- the sliding of the rod 38 in the guide 39 first, then the rotation of the guide 39 in the frame 19.
- the kinematic chain in question means that there is between the needles and the frame of the machine a mechanical part, in this case the guide 39, which is guided in rotation with respect to one of the two elements, here the frame and guided in sliding relative to the other element, here the needles.
- This kinematic chain has no actuation function.
- the guide sliding surface of the guide 39 is located inside its cylindrical surface 40 of articulation on the frame.
- the needling apparatus 2 or 3 further comprises an independent actuating mechanism but complementary to the aforementioned guide.
- the actuation mechanism comprises two eccentric shafts 48a, 48b rotatably supported by the frame 19 about axes 49a, 49b parallel to the axis of oscillation 37 and located symmetrically on either side of the general axis 43.
- the actuating mechanism further comprises two rods 51a, 51b whose head 52a, 52b is articulated to a respective eccentric pin 53a, 53b eccentric shafts 48a, 48b.
- the foot 54a, 54b of each connecting rod 51a, 51b is articulated, along a respective positioning axis 56a, 56b, to the tilt-and-slide rod 38.
- the positioning axes 56a, 56b are adjacent to the distal end of the rod 38 Along the axis 42 of the rod 38, the sliding guide 39 is located between the support 44 and the center line 56c of the positioning pins 56a and 56b.
- the arrangement is such that the two connecting rod legs 54a, 54b are directed obliquely towards each other away from the path 1 of the web.
- the two positioning axes 56a, 56b are arranged symmetrically with respect to the axis 42 of the tilt-and-slide rod 38 and relatively close to each other.
- the eccentric radii 61a, 61b of the big-end axles have the same length, and the length of the connecting rods 51a, 51b, measured as the distance between the big-end axle and the connecting rod foot axle, is the even.
- the two eccentric shafts 48a, 48b are driven in the opposite direction of rotation and at equal rotational speeds, as indicated by arrows 57a, 57b, for example by means of mutually geared toothed wheels 58a, 58b (FIG. with a respective one of the trees 48a, 48b.
- the arrangement and the directions of rotation 57a, 57b are such that when the eccentric journals 53a, 53b perform the part of their stroke directed towards the plane of the path 1 of the web, the rods 51a, 51b work in traction and are substantially perpendicular to the plane of the web. They thus transmit their force very effectively for the penetration of the needles 47 into the ply 41.
- the ascent phase illustrated in FIG.
- the connecting rods 51a, 51b are much more oblique, they work in compression and in a less favorable orientation. but the effort is less great.
- the distribution of the forces on a cycle is optimized, which makes it possible to lighten the mechanism, therefore the forces of inertia and the vibrations, which further increases the possible lightening.
- the mechanism comprises means for phase shifting the shaft 48b with respect to the shaft 48a.
- These means are shown schematically in Figure 2 by an adjustment 59 of the angular position of the shaft 48b with respect to the gear 58b which drives in rotation about its axis 49b.
- the adjustment may take the form of a clutch whose two disks have on their mutually contacting faces teeth which are mutually engaged when the clutch is coupled. These teeth have a pitch of the order of degree of angle.
- Adjusting the phase shift angle between the spokes 61a and 61b makes it possible to adjust the length of the advancing component (parallel to the direction of advance of the ply 41) of the movement of the needles 47.
- the adjusting device 59 is set so that the eccentric shaft 48b located back relative to the direction of advance 6 of the web is delayed in its rotation relative to the shaft 48a located in front. That is to say, the shaft 48b is delayed by a certain angle ⁇ relative to the position where it would be symmetrical with the shaft 48a with respect to the general axis 43.
- the two substantially identical apparatuses 2 and 3 are actuated at the same typing rate, but with a phase shift of 180 ° between them from their actuating mechanisms.
- the mobile equipment of one of the equipment performs its forward movement by which the needles 47 accompany the web in the direction 6 (arrow 91a in Figure 1)
- the mobile equipment of the other apparatus performs a movement in the opposite direction (arrow 91b in Figure 1) and the inertial forces generated by the movement of back and forth of the moving crews of these two devices parallel to the direction 1 of advancement of the web balance out .
- the two apparatuses 2 and 3 are preferably aligned on the same side of the web, so that despite the complex tilting movement of the two moving crews, there is practically an elementary balancing in each theoretical plane parallel to the plane 1 of the tablecloth.
- the two apparatuses are also balanced in the vertical direction, but in a less perfect manner because this balancing takes place in directions 43 which are spaced apart from each other, thus with appearance of a vibratory moment. But counterbalance on the eccentric shafts 48a, 48b of the crank-crank systems can reduce the vertical vibrations of each apparatus.
- the two devices in opposition phase also have the effect of accompanying in turn the movement of the web in the direction 6 through the needling installation.
- each mechanism can be connected to each other by an appropriate mechanical link, permanent or not, adjustable or not, or else each mechanism can be driven by a servo. motor, the two servomotors being connected to a common control unit which controls their respective speeds and their mutual phase shift, for example according to the patent U.S. Patent No. 5,636,420 .
- the needle board support 144 146 is hingedly suspended from two crank-handle systems 150a, 150b.
- the heads 152a, 152b of the two connecting rods 151a, 151b of these two systems are eccentrically articulated each to a respective eccentric shaft 148a, 148b, which is only symbolized by a dashed circle.
- the feet 153a, 153b of the two connecting rods are articulated to the support 144.
- the two eccentric shafts are symmetrical to each other and rotate at the same speed in the opposite direction. They could turn in the same direction.
- the two conical heads are always substantially at the same height, or more generally at the same distance from the path 1 of the web to impart to the needle board 146 the vertical component, or component of penetration, of its elliptical movement illustrated by an ellipse 142 traversed by the transverse axis 145 of the support 144.
- the configuration of the trapezium is defined by a third connecting rod-crank system 150c generally oriented substantially parallel to the direction of advance of the web.
- This system 150c comprises a connecting rod 151c whose head 152c is hinged in off-center position to an eccentric shaft 148c.
- the foot 153c of the link 151c is articulated to the support 144.
- the system 150c essentially gives the needle board 146 the advancement component (typically horizontal) of its elliptical movement illustrated by the ellipse 142.
- the two systems 150c belonging to the mechanism 102 and the other to the mechanism 103 are placed upstream of the upstream mechanism 102 and respectively downstream of the downstream mechanism 103. They could be placed both upstream or downstream. Their eccentric shafts turn in the opposite direction, but could turn in the same direction. The important thing is especially that the two crank heads 152c are at each moment in positions defining for the two needle boards 146 two substantially equal and opposite horizontal deflections 191a and 191b with respect to the mean vertical axis 143 of their illustrated movement by the ellipse 142.
- the two crank-crank systems 150b, 150a of the mechanism 102 are substantially in phase opposition, that is to say generally angularly offset from 180 ° to eccentric shaft angle 148a, 148b, relative to the two crank-crank systems 150a, 150b of the mechanism 103, so that the needle board 146 connected to the mechanism 102 is in withdrawal movement when the one connected to the mechanism 103 is in movement of penetration, and vice versa.
- the two axes 145 are always in positions that are approximately diametrically opposite on their respective elliptical trajectories, which they traverse in the same direction of rotation.
- the two frames 111 instead of being adjacent and directly fixed to one another, are connected to each other via reaction rods 112 (a only one is shown) which can be fixed rigidly or articulated to each of the frames 111.
- the bars 112 are mounted and / or oriented to transmit from one frame to the other the forces in the direction of advancement of the web.
- the invention is not limited to the examples described and is of interest in any so-called "elliptical" needling installation, whatever the mode of guiding and actuating the needles.
- the invention is also applicable to the needling by two successive apparatus from the lower face of the web, combined or not with a needling from the upper face as shown.
- the lower needling means can operate in simultaneous striking with the upper needling means, or in alternate striking with them. In simultaneous striking, the needles of the top and the bottom are together in position of penetration. In alternating strikes, the upper needles are in the withdrawal phase when the lower ones are in the penetration phase, and vice versa.
Landscapes
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un procédé et une installation d'aiguilletage d'une nappe de fibres mettant en oeuvre au moins deux planches à aiguilles placées successivement sur le trajet de la nappe, la première des planches à aiguilles pouvant être plus particulièrement mais non limitativement destinée à réaliser un pré-aiguilletage.
- De manière plus précise, l'invention concerne un système d'aiguilletage dans lequel les planches à aiguilles sont animées d'un mouvement de type "elliptique" c'est à dire ayant une composante de mouvement en va-et-vient de pénétration, typiquement verticale, et une composante de mouvement en va-et-vient d'avancement, typiquement horizontal.
- La composante d'avancement est synchronisée avec la composante de pénétration d'une manière telle que les aiguilles en position de pénétration dans la nappe accompagnent le mouvement d'avancement de la nappe à travers l'aiguilleteuse. Ainsi, les aiguilles peuvent contribuer à entraîner la nappe à travers l'aiguilleteuse. En outre, il n'est plus nécessaire de stopper l'avancement de la nappe lorsque les aiguilles sont en phase de pénétration.
- Par contre, la composante d'avancement constitue un mouvement alternatif supplémentaire affectant notamment l'équipage mobile portant la planche à aiguilles. Compte-tenu du poids de cet ensemble, il en résulte des vibrations parallèlement à la direction d'avancement, notamment aux cadences de frappe élevées actuellement demandées par les utilisateurs.
- Il est certes connu de compenser les effets des vibrations par des contrepoids rotatifs convenablement calés angulairement, ou par d'autres moyens. Mais ces compensations sont imparfaites, lourdes et coûteuses.
- La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation d'aiguilletage dans lesquels les vibrations, notamment selon la direction d'avancement, soient atténuées, même à cadence de frappe élevée.
- Suivant un premier aspect de l'invention, le procédé pour aiguilleter une nappe de fibres dans au moins deux appareillages d'aiguilletage successifs comprenant chacun un équipage mobile portant des aiguilles et auquel on impartit un mouvement ayant au niveau des aiguilles une composante de va-et-vient en pénétration dans la nappe et une composante de va-et-vient en avancement, est caractérisé en ce que l'on actionne les deux appareillages d'aiguilletage avec entre eux un déphasage tel que les composantes de va-et-vient en avancement des deux équipages mobiles soient sensiblement en sens contraires.
- Ainsi, les mouvements d'avancement des deux équipages mobiles équilibrent mutuellement, au moins partiellement, leurs propres inerties et la vibration globale de l'installation est au moins fortement atténuée. La nécessité de prévoir deux appareillages d'aiguilletage successifs n'est pas une contrainte car cela est de toute façon très souvent nécessaire pour assurer la densité d'aiguilletage requise et la vitesse de production requise.
- Suivant un second aspect de l'invention, l'installation d'aiguilletage comprenant deux appareillages d'aiguilletage qui se succèdent le long d'un trajet d'une nappe à aiguilleter et qui comprennent chacun un équipage mobile destiné à porter des aiguilles et un mécanisme d'actionnement appliquant à l'équipage mobile un mouvement ayant au niveau des aiguilles une composante de va-et-vient en pénétration et une composante de va-et-vient en avancement, est caractérisée en ce que les deux mécanismes d'actionnement sont susceptibles d'une cadence identique avec entre eux un déphasage tel que les composantes du va-et-vient en avancement des deux équipages mobiles soient sensiblement en sens contraires.
- De préférence, l'une des composantes, de préférence la composante d'avancement, est au moins en grande partie générée par oscillation angulaire de l'équipage mobile.
- Ce type d'appareillage d'aiguilletage ne comprend pas nécessairement de mécanisme bielle-manivelle dans l'alignement des masses principales qui sont en mouvement alternatif suivant la composante d'avancement. En outre, comme l'équipage mobile oscille angulairement, la composante parallèle à la direction d'avancement de la nappe n'est pas la même dans tous les plans parallèles à la nappe. Certaines vibrations ont une fréquence double de la fréquence de frappe de l'appareillage d'aiguilletage. Pour toutes ces raisons, il est difficile d'équilibrer par contrepoids, pour les vibrations horizontales, une telle installation d'aiguilletage qui pourtant est par ailleurs très avantageuse. L'invention fournit au contraire une solution d'équilibrage quasiment plan par plan, très performante.
- D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, donnée à titre non-limitatif.
- Aux dessins annexés :
- la figure 1 est une vue schématique d'un exemple illustratif pour une installation d'aiguilletage mettant en oeuvre le procédé selon l'invention où les deux appareillages d'aiguilletage sont en position de pénétration maximale et respectivement de retrait maximal ;
- la figure 2 est une vue plus détaillée de l'un des appareillages d'aiguilletage selon la figure 1, dans une phase de fonctionnement lors du passage de la position de pénétration maximale à la position de retrait maximal ;
- la figure 3 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation d'une installation d'aiguilletage mettant en oeuvre le procédé ; et
- les figures 4 et 5 sont deux schémas de bâtis pour des installations d'aiguilletage mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
- Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'installation comprend deux appareillages d'aiguilletage 2 et 3 qui se suivent le long d'un trajet 1 pour une nappe de fibres (non représentée à la figure 1). Il est encore prévu un appareillage introducteur 4 en amont de l'appareillage d'aiguilletage 2 relativement au sens 6 d'avancement de la nappe, et un appareillage extracteur 7 situé en aval de l'appareillage d'aiguilletage 3 et constitué par deux cylindres rotatifs 8 définissant entre eux une ligne de pincement 9 pour la nappe suivant le trajet 1 qui est sensiblement plan. L'appareillage introducteur 4 comprend deux cylindres constitués par des disques rotatifs 82 définissant entre eux une ligne de pincement 92. Entre les disques rotatifs 82 d'un même rouleau sont intercalées des bagues fixes prolongées par des becs de guidage 83 pour la nappe.
- Dans la suite, « distal » et « proximal » signifieront « relativement éloigné » et respectivement « relativement proche » du plan de trajet 1.
- Les appareillages d'aiguilletage 2 et 3 sont réunis dans un caisson commun 11 et appartiennent ainsi à une seule et même machine. Le caisson 11 comprend une fenêtre d'entrée 12 dans laquelle est installé l'appareillage introducteur 4 et une fenêtre de sortie 13 dans laquelle est installé l'appareillage extracteur 7.
- Entre l'appareillage introducteur 4 et l'appareillage extracteur 7, la nappe est guidée entre une table d'aiguilletage 24 située du côté opposé aux appareillages 2 et 3, et un débourreur 26 situé du côté adjacent aux appareillages d'aiguilletage 2 et 3, qui sont donc tous les deux d'un même côté du trajet 1. Toutefois, il est possible de prévoir un appareillage d'aiguilletage supplémentaire du côté de la table 24 (donc sous la table 24), ou même deux appareillages supplémentaires qui peuvent également former un ensemble conforme à l'invention, par exemple un ensemble qui est le symétrique miroir de celui représenté, par rapport au plan 1 du trajet de la nappe.
- Chacun des appareillages d'aiguilletage 2 et 3 comprend un équipage mobile 36 (voir figure 2), comportant lui-même une tige mobile 38. Un support 44 est fixé à l'extrémité proximale de la tige 38, et une planche à aiguilles 46 est fixée de manière interchangeable au support 44, sur la face du support 44 opposée à la tige 38. La planche 46 porte des aiguilles d'aiguilletage 47 dirigées vers la nappe 41 et capables de pénétrer cycliquement à travers la nappe 41 via des orifices prévus dans le débourreur 26, schématisés par une grande ouverture à la figure 2. En position de pénétration maximale, la pointe des aiguilles 47 fait saillie dans des orifices de la table 24, également schématisés par une grande ouverture à la figure 2. En réalité, le support 44 est fixé à plusieurs tiges 38 alignées en direction perpendiculaire au plan des figures 1 et 2.
- L'équipage 36 est à la fois mobile en va-et-vient selon une direction de pénétration transversale au plan du trajet 1 de la nappe 41, et oscillant autour d'un axe d'oscillation 37 solidaire du bâti 19 de la machine pour conférer aux aiguilles 47 une composante de mouvement, dite « d'avancement », essentiellement parallèle au sens 6 d'avancement de la nappe. Chaque tige coulissante 38 est montée pour coulisser selon son axe longitudinal 42 dans un guide respectif 39 lui-même supporté de façon pivotante dans le bâti 19 selon l'axe d'oscillation 37 qui est parallèle à la largeur de la nappe de fibres. L'axe 37 coupe l'axe longitudinal 42 de la tige coulissante 38. Par des moyens que l'on va décrire plus loin, l'axe longitudinal 42 oscille autour de l'axe d'oscillation 37 de part et d'autre d'un axe général 43 coupant l'axe 37 et perpendiculaire au plan du trajet 1.
- Ainsi, il y a entre les aiguilles 47 et le bâti 19 de la machine, une chaîne cinématique comprenant un coulissement qui est mécaniquement en série avec une articulation. Dans cet exemple, on a en partant des aiguilles 47 d'abord le coulissement de la tige 38 dans le guide 39, puis la rotation du guide 39 dans le bâti 19.
- La chaîne cinématique en question signifie qu'il y a entre les aiguilles et le bâti de la machine une pièce mécanique, en l'occurrence le guide 39, qui est guidée en rotation par rapport à l'un des deux éléments, ici le bâti, et guidée en coulissement par rapport à l'autre élément, ici les aiguilles. Cette chaîne cinématique n'a pas de fonction d'actionnement.
- En outre, dans cette réalisation, la surface de guidage de coulissement du guide 39 est située à l'intérieur de sa surface cylindrique 40 d'articulation sur le bâti. Ainsi, les deux guidages sont extrêmement proches l'un de l'autre, et les jeux cumulés sont aussi faibles que possible, le guidage de l'équipage mobile 36 par rapport au bâti étant presqu'aussi précis et robuste qu'une simple et unique articulation.
- L'appareillage d'aiguilletage 2 ou 3 comporte en outre un mécanisme d'actionnement indépendant mais complémentaire du guidage précité. Le mécanisme d'actionnement comprend deux arbres à excentrique 48a, 48b supportés en rotation par le bâti 19 autour d'axes 49a, 49b parallèles à l'axe d'oscillation 37 et situés symétriquement de part et d'autre de l'axe général 43. Le mécanisme d'actionnement comprend en outre deux bielles 51a, 51b dont la tête 52a, 52b est articulée à un tourillon excentré respectif 53a, 53b des arbres à excentrique 48a, 48b. Le pied 54a, 54b de chaque bielle 51a, 51b est articulé, selon un axe de positionnement 56a, 56b respectif, à la tige oscillo-coulissante 38. Les axes de positionnement 56a, 56b sont voisins de l'extrémité distale de la tige 38. Le long de l'axe 42 de la tige 38, le guide coulissant 39 est situé entre le support 44 et la ligne d'entraxe 56c des axes de positionnement 56a et 56b.
- L'agencement est tel que les deux pieds de bielle 54a, 54b sont dirigés obliquement l'un vers l'autre en s'écartant du trajet 1 de la nappe. Les deux axes de positionnement 56a, 56b sont disposés symétriquement par rapport à l'axe 42 de la tige oscillo-coulissante 38 et relativement très près l'un de l'autre. Les rayons d'excentration 61a, 61b des axes de tête de bielle ont même longueur, et la longueur des bielles 51a, 51b, mesurée comme la distance entre l'axe de tête de bielle et l'axe de pied de bielle, est la même.
- Les deux arbres à excentrique 48a, 48b sont entraînés en sens de rotation contraire et à vitesse de rotation égale, comme indiqué par des flèches 57a, 57b, par exemple au moyen de roues dentées mutuellement engrenées 58a, 58b (figure 2), tournant chacune avec l'un respectif des arbres 48a, 48b. Dans l'exemple représenté, l'agencement et les sens de rotation 57a, 57b sont tels que lorsque les tourillons excentrés 53a, 53b effectuent la partie de leur course dirigée vers le plan du trajet 1 de la nappe, les bielles 51a, 51b travaillent en traction et sont sensiblement perpendiculaires au plan de la nappe. Elles transmettent ainsi très efficacement leur force pour la pénétration des aiguilles 47 dans la nappe 41. Pendant la phase de remontée, illustrée à la figure 2, les bielles 51a, 51b sont beaucoup plus obliques, elles travaillent en compression et dans une orientation moins favorable, mais l'effort à fournir est moins grand. Au total, la répartition des efforts sur un cycle est optimisée, ce qui permet d'alléger le mécanisme, donc les forces d'inertie et les vibrations, ce qui accroît encore l'allègement possible.
- Le mécanisme comprend des moyens pour déphaser l'arbre 48b par rapport à l'arbre 48a. Ces moyens sont schématisés à la figure 2 par un réglage 59 de la position angulaire de l'arbre 48b par rapport à l'engrenage 58b qui l'entraîne en rotation autour de son axe 49b. En pratique, le réglage peut prendre la forme d'un embrayage dont les deux disques présentent sur leurs faces de contact mutuel des dents qui sont mutuellement emboîtées lorsque l'embrayage est accouplé. Ces dents ont un pas de l'ordre du degré d'angle. Il y a en outre un frein sur l'arbre à excentrique 48b, et un codeur angulaire sur chacun des deux arbres à excentrique 48a, 48b. Pour effectuer un réglage, l'appareillage étant à l'arrêt, on serre le frein, ou désaccouple l'embrayage et on fait tourner le moteur d'entraînement jusqu'à ce que les codeurs angulaires indiquent que le déphasage voulu est atteint. On réaccouple l'embrayage, puis on desserre le frein.
- Le réglage de l'angle de déphasage entre les rayons 61a et 61b permet de régler la longueur de la composante d'avancement (parallèle à la direction d'avancement de la nappe 41) du mouvement des aiguilles 47.
- Si le déphasage entre les rayons 61a et 61b est réglé de façon que les deux rayons d'excentration 61a, 61b sont disposés symétriquement par rapport à l'axe général 43, alors l'aiguilletage s'effectue strictement selon l'axe 43, c'est-à-dire que les axes 42 et 43 coïncident pour toutes les positions angulaires des arbres à excentrique 48a, 48b. En effet, dans toute position angulaire des arbres 48a et 48b, le polygone défini par les axes 37, 49a, axe de 53a, 56a, 56b, axe de 53b et 49b présente une symétrie miroir par rapport à l'axe 43. Le mouvement obtenu pour les aiguilles 47 est un mouvement analogue à celui d'un système à simple bielle et manivelle, mais avec deux exceptions :
- grâce à l'inversion des bielles 51a, 51b, c'est-à-dire avec les pieds de bielle 54a, 54b en position distale, celui des deux points morts (point d'inversion du sens de mouvement de la tige 38) pour lequel la valeur absolue de l'accélération est la plus faible est celui correspondant à la position de pénétration maximale des aiguilles 47 dans la nappe 41;
- grâce à l'utilisation de deux bielles et deux excentriques, cet effet de douceur du changement de sens au point de pénétration maximale est encore accru.
- En pratique, comme plus précisément représenté à la figure 2, le dispositif de réglage 59 est réglé de façon que l'arbre à excentrique 48b situé en arrière relativement au sens 6 d'avancement de la nappe soit en retard dans sa rotation par rapport à l'arbre 48a situé en avant. C'est-à-dire que l'arbre 48b est en retard d'un certain angle ϕ par rapport à la position où il serait symétrique de l'arbre 48a par rapport à l'axe général 43.
- Ceci a trois conséquences :
- Lorsque la tige 38 s'éloigne de la nappe 41 (figure 2), la bielle 51a située en avant est en même temps plus distale que l'autre bielle 51b, ce qui positionne vers l'arrière l'extrémité distale de la tige 38 ; par conséquent l'extrémité proximale de la tige 38 est décalée vers l'avant, et l'ensemble d'aiguilles 47 est lui même décalé dans le sens 6 par rapport à l'axe 43, comme représenté à la figure 2.
- Pendant la phase descendante, c'est l'inverse, la bielle 51a en avance sur l'autre est plus proximale et maintient l'extrémité proximale de la tige 38 en position basculée vers l'arrière ;
- Le mouvement 91a (figure 1) des aiguilles 47 vers l'avant se produit au voisinage de la position de pénétration maximale dans la nappe (appareillage 2 à la figure 1), où l'inversion du sens de la composante verticale de mouvement se produit avec des accélérations encore réduites du fait de la non coïncidence des points morts des deux systèmes bielle manivelle, et le basculement 91b de l'avant vers l'arrière se produit au voisinage de la position de retrait maximal des aiguilles 47 (appareillage 3 à la figure 1).
- Suivant l'invention, comme illustré à la figure 1, les deux appareillages 2 et 3, sensiblement identiques, sont actionnés à la même cadence de frappe, mais avec entre eux un déphasage de 180° de leurs mécanismes d'actionnement. Ainsi, lorsque l'équipage mobile de l'un des appareillages effectue son mouvement d'avancement par lequel les aiguilles 47 accompagnent la nappe dans le sens 6 (flèche 91a à la figure 1), l'équipage mobile de l'autre appareillage effectue un mouvement en sens inverse (flèche 91b à la figure 1) et les forces d'inertie engendrées par le mouvement de va-et-vient des équipages mobiles de ces deux appareillages parallèlement à la direction 1 d'avancement de la nappe s'équilibrent.
- Les deux appareillages 2 et 3 sont de préférence alignés d'un même côté de la nappe, de sorte que malgré le mouvement de basculement complexe des deux équipages mobiles, il y a pratiquement un équilibrage élémentaire dans chaque plan théorique parallèle au plan 1 de la nappe.
- Les deux appareillages s'équilibrent également en direction verticale, mais de façon moins parfaite car cet équilibrage a lieu selon des directions 43 qui sont écartées l'un de l'autre, donc avec apparition d'un moment vibratoire. Mais des contrepoids sur les arbres à excentrique 48a, 48b des systèmes bielle-manivelle peuvent réduire les vibrations verticales de chaque appareillage.
- Les deux appareillages en opposition de phase ont en outre pour effet d'accompagner tour à tour le mouvement de la nappe dans le sens 6 à travers l'installation d'aiguilletage.
- Pour entraîner les deux mécanismes d'actionnement avec la même cadence et un déphasage de 180°, on peut les relier entre eux par une liaison mécanique appropriée, permanente ou non, réglable ou non, ou encore on peut entraîner chaque mécanisme par un servo-moteur, les deux servo-moteurs étant reliés à une unité de commande commune qui pilote leurs vitesses respectives et leur déphasage mutuel, par exemple selon le brevet
US n°5 636 420 . - Dans l'exemple représenté à la figure 3, dans chaque mécanisme 102, 103, le support 144 de planche à aiguilles 146 est suspendu de façon articulée à deux systèmes bielle-manivelle 150a, 150b. Les têtes 152a, 152b des deux bielles 151a, 151b de ces deux systèmes sont articulées de façon excentrée chacune à un arbre à excentrique respectif 148a, 148b, qui n'est que symbolisé par un cercle en trait mixte. Les pieds 153a, 153b des deux bielles sont articulés au support 144. Les deux arbres à excentrique sont symétriques l'un de l'autre et tournent à même vitesse en sens inverse. Ils pourraient tourner dans le même sens. L'important est que les deux têtes de bielle soient toujours sensiblement à même hauteur, ou plus généralement à même distance du trajet 1 de la nappe pour impartir à la planche à aiguilles 146 la composante verticale, ou composante de pénétration, de son mouvement elliptique illustré par une ellipse 142 parcourue par l'axe transversal 145 du support 144.
- Les axes des deux pieds de bielle et des deux têtes de bielle forment ensemble un trapèze qui, à lui seul, serait déformable (la planche à aiguilles pourrait se balancer d'avant en arrière). Cependant, la configuration du trapèze est définie par un troisième système bielle-manivelle 150c orienté d'une manière générale sensiblement parallèlement à la direction d'avance de la nappe. Ce système 150c comprend une bielle 151c dont la tête 152c est articulée en position excentrée à un arbre à excentrique 148c. Le pied 153c de la bielle 151c est articulé au support 144. Le système 150c donne essentiellement à la planche à aiguilles 146 la composante d'avancement (typiquement horizontale) de son mouvement elliptique illustré par l'ellipse 142.
- Dans l'exemple, les deux systèmes 150c appartenant l'un au mécanisme 102 et l'autre au mécanisme 103 sont placés en amont du mécanisme amont 102 et respectivement en aval du mécanisme aval 103. Ils pourraient être placés tous deux en amont ou tous deux en aval. Leurs arbres à excentrique tournent en sens inverse, mais pourraient tourner dans le même sens. L'important est surtout que les deux têtes de bielle 152c soient à chaque instant dans des positions définissant pour les deux planches à aiguilles 146 deux déviations horizontales sensiblement égales et opposées 191a et 191b par rapport à l'axe vertical moyen 143 de leur mouvement illustré par l'ellipse 142. En outre, les deux systèmes bielle-manivelle 150b, 150a du mécanisme 102 sont sensiblement en opposition de phase, autrement dit globalement décalés angulairement de 180° d'angle d'arbre à excentrique 148a, 148b, par rapport aux deux systèmes bielle-manivelle 150a, 150b du mécanisme 103, de sorte que la planche à aiguilles 146 reliée au mécanisme 102 est en mouvement de retrait lorsque celle reliée au mécanisme 103 est en mouvement de pénétration, et vice-versa.
- A total, les deux axes 145 sont toujours en des positions à peu près diamétralement opposées sur leurs trajectoires elliptiques respectives, qu'ils parcourent dans le même sens de rotation.
- Dans la réalisation de la figure 4, au lieu d'être montés dans un bâti commun, les deux appareillages d'aiguilletage successifs, qu'ils soient selon les figures 1 et 2, ou selon la figure 3, sont disposés dans deux bâtis 111 distincts mais fixés l'un à l'autre d'une manière suffisamment rigide pour que les vibrations horizontales de l'un soient équilibrées par les vibrations horizontales de l'autre grâce aux calages angulaires respectifs des deux mécanismes, conformément à l'invention.
- Dans la réalisation de la figure 5, les deux bâtis 111, au lieu d'être adjacents et directement fixés l'un à l'autre, sont raccordés l'un à l'autre par l'intermédiaire de barres de réaction 112 (une seule est représentée) qui peuvent être fixées rigidement ou articulées à chacun des bâtis 111. Les barres 112 sont montées et/ou orientées pour transmettre d'un bâti à l'autre les efforts dans la direction d'avancement de la nappe.
- L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et présente un intérêt dans toute installation d'aiguilletage dit "elliptique", quel que soit le mode de guidage et d'actionnement des aiguilles.
- Dans le mode particulier représenté aux figures 1 et 2, les axes de positionnement 56a et 56b pourraient être confondus.
- L'invention est également applicable à l'aiguilletage par deux appareillages successifs à partir de la face inférieure de la nappe, combiné ou non avec un aiguilletage à partir de la face supérieure tel que représenté. Les moyens d'aiguilletage inférieurs peuvent fonctionner en frappe simultanée avec les moyens d'aiguilletage supérieurs, ou en frappe alternée avec ceux-ci. En frappe simultanée, les aiguilles du haut et du bas sont ensemble en position de pénétration. En frappe alternée, les aiguilles du haut sont en phase de retrait lorsque celles du bas sont en phase de pénétration, et vice-versa.
Claims (20)
- Procédé pour aiguilleter une nappe de fibres (41) dans au moins deux appareillages d'aiguilletage successifs (2, 3 ; 102, 103) comprenant chacun un équipage mobile (36) portant des aiguilles (47) et auquel on impartit un mouvement ayant au niveau des aiguilles une composante de va-et-vient en pénétration dans la nappe et une composante de va-et-vient en avancement (91a, 91b), caractérisé en ce que l'on actionne les deux appareillages d'aiguilletage (2, 3 ; 102, 103) avec entre eux un déphasage tel que les composantes de va-et-vient en avancement (91a, 91b ; 191a, 191b) des deux équipages mobiles soient sensiblement en sens contraires.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans chaque appareillage d'aiguilletage (2, 3) on génère la composante d'avancement (91a, 91b) par oscillation angulaire de l'équipage mobile (36) autour d'un axe (37) sensiblement parallèle à la largeur de la nappe.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le déphasage est de sensiblement 180°.
- Installation d'aiguilletage comprenant deux appareillages d'aiguilletage (2, 3) qui se succèdent le long d'un trajet (1) d'une nappe à aiguilleter (41) et qui comprennent chacun un équipage mobile (36) destiné à porter des aiguilles (47) et un mécanisme d'actionnement appliquant à l'équipage mobile (36) un mouvement ayant au niveau des aiguilles (47) une composante de va-et-vient en pénétration et une composante de va-et-vient en avancement (91a, 91b), caractérisée en ce que les deux mécanismes d'actionnement sont susceptibles d'une cadence identique avec entre eux un déphasage tel que les composantes du va-et-vient en avancement (91a, 91b ; 191a, 191b) des deux équipages mobiles (2, 3 ; 102, 103) soient sensiblement en sens contraires.
- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux appareillages (2, 3 ; 102, 103) sont sensiblement identiques.
- Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les équipages mobiles (36) des deux appareillages sont sensiblement alignés selon la direction (1) d'avancement de la nappe, d'un même côté de la nappe (41).
- Installation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le déphasage est de l'ordre de 180°.
- Installation selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que dans chaque appareillage l'une des composantes, de préférence la composante d'avancement (91a, 91b), est au moins en grande partie générée par oscillation angulaire de l'équipage mobile (36).
- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'équipage mobile (36) est guidé par rapport à un bâti (19) de la machine par une chaîne fonctionnelle comprenant un coulissement en série avec une articulation autour d'un axe d'oscillation (37) parallèle à la largeur de la nappe de fibres.
- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le coulissement et l'articulation sont réalisés par des moyens situés l'un à l'intérieur de l'autre.
- Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que l'équipage mobile (36) est guidé coulissant dans un guide (39) monté oscillant dans ladite articulation.
- Installation selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le mécanisme d'actionnement comprend deux systèmes bielle-manivelle, chaque système comprenant une bielle (51a, 51b) dont un pied (54a, 54b) est articulé audit équipage mobile (36) en un axe dit de positionnement (56a,56b) parallèle audit axe d'oscillation (37).
- Installation selon les revendications 11 et 12, caractérisée en ce que le guide (39) est placé sensiblement entre deux moyens à excentrique (48a, 48b) tournant en sens inverse l'un de l'autre et appartenant chacun à l'un respectif des deux systèmes bielle-manivelle.
- Installation selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que les deux système bielle-manivelle sont similaires et susceptibles de déphasage, l'un étant situé en avant et l'autre en arrière de l'axe de positionnement (56a, 56b), relativement au sens (6) de défilement de la nappe.
- Installation selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'il y a un axe de positionnement respectif (56a 56b) pour chacun des deux systèmes bielle-manivelle.
- Installation selon la revendication 15, caractérisée en ce que les deux axes de positionnement (56a, 56b) sont très rapprochés.
- Installation selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisée en ce que les deux bielles (51a, 51b) sont orientées avec leur pied de bielle (54a, 54b) pointant en direction généralement opposée au plan (1) de la nappe (41).
- Installation selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que les deux appareillages d'aiguilletage sont montés dans un bâti commun (11).
- Installation selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que les deux appareillages d'aiguilletage sont montés chacun dans un bâti (111), les deux bâtis étant fixés l'un à l'autre.
- Installation selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que les deux appareillages d'aiguilletage sont montés chacun dans un bâti (111), les deux bâtis étant reliés l'un à l'autre par au moins une barre de réaction (112).
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