EP4130369A1 - Aiguilleteuse pour consolider un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tisse, assemblage comportant un voile ou une nappe de fibres et une aiguilleteuse de ce genre et procede pour faire fonctionner une aiguilleteuse ou un assemblage de ce genre - Google Patents

Aiguilleteuse pour consolider un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tisse, assemblage comportant un voile ou une nappe de fibres et une aiguilleteuse de ce genre et procede pour faire fonctionner une aiguilleteuse ou un assemblage de ce genre Download PDF

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EP4130369A1
EP4130369A1 EP22186778.1A EP22186778A EP4130369A1 EP 4130369 A1 EP4130369 A1 EP 4130369A1 EP 22186778 A EP22186778 A EP 22186778A EP 4130369 A1 EP4130369 A1 EP 4130369A1
Authority
EP
European Patent Office
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needles
absolute value
web
speed
duration
Prior art date
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Pending
Application number
EP22186778.1A
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German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric DEMANGE
Jean-Christophe Laune
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.)
Andritz Asselin Thibeau SAS
Original Assignee
Andritz Asselin Thibeau SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Andritz Asselin Thibeau SAS filed Critical Andritz Asselin Thibeau SAS
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres

Definitions

  • the present invention relates to a needling machine for consolidating by needling a veil or a layer of fibers, in particular of nonwoven, comprising at least one needle board, in front of which the veil or the layer of fibers passes while moving in a so-called feed direction, or machine direction or MD, and drive means configured to give the at least one needle board and/or the needles a back and forth movement in a direction other than the direction of advance, in particular in the direction perpendicular or substantially perpendicular to the plane of the web or of the web, so that the needles are introduced into the web or the web in one direction, then in another direction, are extracted from the web or the web fibers, as well as a method for operating such a needle loom.
  • an assembly forming a needling machine comprising a web of fibers which moves in a so-called direction of advance or machine direction or MD and a needling machine comprising a needle board having a field of needles arranged so as to pass in the sheet of fibers which moves in front of the needles, the needling machine comprising drive means configured to impart to the needles, in a range of movement of the free ends of the needles between two extreme high and low positions where the free ends of the needles have a component perpendicular to the plane of the sheet, called vertical component, of the speed which is zero, a back and forth movement, the needles, during a first interval, penetrating into the sheet with a first profile of vertical components of speed in absolute value and during a second interval, emerging from the layer with a second profile of vertical components of speed e n absolute value, the maximum vertical component of speed in absolute value of the first profile being equal to that of the second profile and the hands spending the same time
  • the free ends of the needles have, in a third interval, or prior interval, extending outside the web or web between the other extreme position and said outer surface of the web or web, a third movement having a profile of vertical velocity components in absolute value during a third duration, and in a fourth interval, or subsequent interval, extending outside the web or veil between said outer surface and said other extreme position, a fourth movement having a profile of vertical components of speed in absolute value during a fourth duration, and the vertical component of maximum speed in absolute value of the first profile is less than at least one of the vertical components of speed absolute values of the third and fourth profiles, in particular to each of them, and/or the first duration is greater than at least one of the third and fourth durations, in particular to each of them.
  • the vertical component of maximum speed in absolute value of the second profile is less than at least one of the vertical components of maximum speed in absolute value of the third and fourth profiles, in particular at each of them, and/or the second duration is greater than at least one of the third and fourth durations, in particular each of them.
  • the free ends of the needles have, in a third forward interval, extending between the other extreme position and the middle position, a third forward movement having a profile of vertical components of speed in absolute value during a third forward duration, and in a fourth return interval, extending between said middle position and said other extreme position, a fourth return movement having a profile of vertical components of speed in absolute value during a fourth return duration, and the vertical component of maximum speed in absolute value of the first profile is different by at least one of the maximum vertical speed components in absolute value of the third and fourth profiles, in particular of each of them, and/or the first duration is different from at least one of the third and fourth durations, in particular from each of them.
  • the vertical component of maximum speed in absolute value of the second profile is different from at least one of the vertical components of maximum speed in absolute value of the third and fourth profiles, in particular of each of them, and/or the second duration is different from at least one of the third and fourth durations, in particular from each of them.
  • the needles have barbs which, during the introduction of the needles into a veil or a web of fibers, cling to the fibers and carry the latter so as to become entangled with the other fibers and thus achieve the consolidation.
  • the inventors of the present invention have understood that too rapid a movement of the needles inside the web or the sheet, in particular in the direction in which the barbs are arranged to cling to the fibers, has the effect that the barbs cut the fibers instead of hooking them, which affects the quality of the consolidation.
  • the drive means are configured so that the movement in the range of movement in one direction between the two extreme positions in one direction, for example from top to bottom, takes place during a so-called insertion time. , and that the movement in the range of movement between the two extreme positions in the opposite direction, by example from bottom to top, takes place during a so-called extraction time, and the so-called introduction time is greater than the so-called extraction time.
  • the so-called introduction time is between 1.01 and 5.0 times the so-called extraction time, preferably between 1.05 and 3.0, even more preferably between 1.1 and 2.0.
  • the needles reach, during the so-called insertion time, a vertical component of maximum insertion speed in absolute value, and during the so-called extraction time, a vertical component of maximum extraction speed in absolute value , and the vertical component of maximum extraction speed in absolute value is greater than the vertical component of maximum introduction speed in absolute value.
  • the vertical component of the maximum introduction speed in absolute value is reached while the free ends of the needles are outside the web or veil.
  • the vertical component of the maximum extraction speed in absolute value is reached while the free ends of the needles are outside the sheet or web.
  • the drive means comprise at least one rotary element, a rotation of which over 360° corresponds to a drive of the hands over a back and forth cycle, and the movement in the range of movement in one direction between the two extreme positions, for example from top to bottom, of the hands takes place over a range which extends between 0° and an angle AR of rotation strictly greater than 180°, and the movement in the range of movement between the two extreme positions in the opposite direction, for example from bottom to top, takes place over a range which extends between the angle AR of rotation and 360°, in particular the angle AR of rotation is between 181° and 210°, in particular between 185 and 200°, preferably between 190° and 195°.
  • the vertical speed component in absolute value of the ends of the needles goes from zero to a value introduction maximum over a first duration at the start of introduction, then remains constant over a second duration of introduction at constant speed, then decreases to zero over a third duration at the end of introduction, then goes from zero to one maximum extraction value over a fourth duration of the start of extraction, then remains constant over a fifth duration of extraction at constant speed, in particular shorter than the second duration of introduction at constant speed, then decreases over a sixth duration of end of extraction.
  • the movement of the needles is a movement along a rectilinear trajectory, in particular perpendicular to the plane of the sheet or vertical, in particular from bottom to top.
  • the movement of the hands includes a vertical component and a horizontal component and does not follow a rectilinear trajectory.
  • the drive means comprise a crankshaft, the connecting rod of which is hinged to a cam which drives a rod secured to the needles in a linear to-and-fro movement.
  • the drive means comprise a crankshaft whose connecting rod is articulated to a connecting rod articulated to a rod integral with the needles, the axis of rotation of the connecting rod of the crankshaft being offset with respect to the direction of comes and goes from the rod integral with the needles.
  • the veil or the web of fibers, in particular of nonwoven has a thickness which is between 5 and 70% of the travel of the ends of the needles between the two extreme points, in particular less than 60% , preferably less than 50%, in particular less than 40%.
  • the web or web of fibers in particular of nonwoven, extends while being supported by a support table.
  • the sheet or the veil extends between a support table and a stripper, and in particular the distance between the support table and the stripper corresponds substantially to the stroke between the two end points.
  • FIG. 1 there is shown a first embodiment of a needling machine according to the invention.
  • a beam 1 with needles comprises, coming from its lower face 2, a field of needles 13 (a single needle is shown in the figure) which extend vertically. These needles are intended to cross downwards (introduction movement) a web or web of fibers which moves in front of them from left to right in the figure, this direction being called the machine direction or direction. MD.
  • the direction MD is horizontal here.
  • This beam 1 is fixed at the lower end to a vertical column 3 which is hingedly mounted, at its other end, to a cam 4 mounted rotatably with respect to an axis 5 perpendicular to the plane of the figure. (the axis extends in the CD direction, perpendicular to the MD direction and the vertical direction).
  • the cam 4 is driven in rotation at constant speed by the connecting rod 7 of a crankshaft 6 actuated by a motor M1.
  • the cam has a circular shape, for example with its axis 5 of rotation offset with respect to the axis of the circle of the circular shape.
  • the cam can however have any other shape, depending on the desired speed profile.
  • the travel of the ends of the needles takes place between the upper end points P1 and lower P2, points where the ends of the needles change direction and thus have zero speed.
  • the midpoint P0 is halfway between the two points P1 and P2.
  • the ply or web to be consolidated extends between the two points P3 and P4 corresponding to the upper and lower outer surfaces of the web or web.
  • the midpoint can be outside the two points P3 and P4, or inside the two points P3 and P4, in particular strictly inside the interval [P3; P4].
  • two oval or elliptical transmission gears 21, 22 can be provided between the motor M1 and at least one of the connecting rods of the module of the picture 3 , these eccentric gears meshing with each other so as to obtain a differentiated speed of the needles with a motor M1 which rotates at speed constant.
  • a motor M1 not rotating at constant speed and obtain a speed profile still according to the invention, the arrangement in particular making it possible to obtain numerous speed profiles.
  • a motor M1 not rotating at constant speed and obtain a speed profile still according to the invention, the arrangement in particular allowing numerous speed profiles to be obtained.
  • a so-called "Maltese cross" transmission comprising a disc 26 driven in rotation along its central axis by the motor M1 and comprising a lug 27 which projects from the disc at a distance from the center and which cooperates with a rotary element 28 in the form Maltese cross comprising alternately at its periphery sections 29 in circular arcs and rectangular slots 30, the lug 27 cooperating as it rotates alternately with the circular arcs and the slots to thus obtain a differentiated speed needles with an M1 motor which rotates at constant speed, the speed profile being a function of the shapes and relative positions of the arcs and slots.
  • a motor M1 not rotating at constant speed and obtain a speed profile still according to the invention, the arrangement in particular allowing numerous speed profiles to be obtained.
  • FIG. 2 there is shown another embodiment of a needling machine according to the invention.
  • Connecting rod 7' of a crankshaft 6' is mounted articulated to a connecting rod 4' itself mounted articulated to a column 3' secured to a board or beam 1' with needles.
  • the axis 10' of rotation of the crankshaft is offset, in the direction MD, with respect to the direction 11' of movement back and forth of the column 3', this offset resulting in a lowering time of the needles slower than the ascent time, thus obtaining over a rotation cycle of 360° a curve as shown in figures 4 to 6 .
  • the travel of the ends of the needles takes place between the upper end points P'1 and lower P'2, points where the ends of the needles change direction and thus have zero speed.
  • the midpoint P'0 is halfway between the two points P'1 and P'2.
  • the ply or web to be consolidated extends between the two points P′3 and P′4 corresponding to the upper and lower outer surfaces of the web or ply.
  • the midpoint can be outside the two points P'3 and P'4, or inside the two points P'3 and P'4, in particular strictly inside the interval [P' 3; P'4].
  • a support table whose upper surface corresponds to the point P'2 and a stripper pierced with holes through which the needles pass and preferably the point P'1 is above the stripper so as to so that any fiber carried by the needle during its ascent is blocked by the stripper and remains under it.
  • the assembly of the picture 3 is a classic needle drive assembly using a crankshaft which drives two connecting rods meshing with each other to rotate in opposition, thus transmitting a vertical movement to the needles.
  • the crankshaft is driven by a motor M1 which is rotated by rotation control means which make vary its speed of rotation as a function of time to thus implement a needle speed profile according to the invention.
  • the descent of the needles takes place over a part of the cycle (0°-190°) of 190°, which is greater than the part of the return cycle (withdrawal of the needles ) (190°-360°), equal to 170°, by 10°.
  • This difference could be smaller or larger, in particular between 1° and 30°, preferably between 1° and 20°. In the case of needle looms of the prior art, this difference is zero or substantially zero (of the order of a few seconds of a degree, less than 1°).
  • a maximum speed of the end of the needles is reached, on the one hand during the descent of the needles and on the other hand during the ascent, in the case of needle looms of the prior art, exactly at the point P0 or median P'0, corresponding respectively to angles of rotation of 90° and 270°, while according to the invention, this maximum speed is reached, during the descent cycle, before the midpoint, then also during the ascent before the point, corresponding respectively to rotation angles of 80° and 260°.
  • the maximum speed of the ends of the needles is reached in the interval ]P1; P0[ during the descent and in the interval ]P2; P0[ during ascent.
  • the velocity profile in the interval [P1; P0] has a maximum speed equal to that of the speed profile in the interval [P2; P0] and the velocity profile in the interval [P0;P2] has a maximum speed which is lower than those of the two profiles [P1; P0] and [P2; P0], and in the particular case here, equal to that of the profile of the interval [P0; P1].
  • the arrangement of the needling machine drive means can be chosen to ensure that the speed profile of the needles includes a plateau during the introduction and/or a plateau during the extraction. , as shown in figure 5 And 6 .
  • FIG 5 there is shown the shape of the curve giving the speed of the needles during a rotation cycle of the drive crankshaft in the case of the needling machine of the invention, for example the figure 1 and in the case of a needling machine of the prior art (for example according to the picture 3 with a constant rotational speed of the motor M1), the two crankshafts rotating at the same constant rotational speed, which gives a same speed of the nonwoven production line.
  • the speed profile of the needling machine of the figure 1 comprises a first region of increasing speed up to an angle of approximately 57°, then a second region where the speed is constant, between 57° and approximately 133°, then a third region between 133° and 190° decrease to zero speed.
  • the speed profile of the needling machine of the figure 1 has a fourth region of increase in speed (in absolute value) up to an angle of about 257°, then a fifth region where the speed is constant, between 257° and about 293°, then a sixth region between 293 ° and 360° decrease to zero speed.
  • the speed on the board of the second region is lower than the speed (in absolute value) on the board of the fifth region.
  • the plateau of the second region extends over a larger part of the cycle than the plateau of the fifth region, in particular between 1.5 and 3 times larger, in particular between 2 and 2.5 times larger.
  • the constant rotational speed of the crankshaft for the two embodiments, respectively of the figure 1 and prior art is identical, here equal to 1850 rpm.
  • the speed of penetration into the second region is 14% lower than the maximum speed of the needling machine of the prior art, which results in a better quality of the final product obtained at the outlet of the needling machine. , including a better appearance.
  • FIG 6 there is shown the shape of the curve giving the speed of the needles during a cycle of rotation of the drive crankshaft in the case of the needling machine according to one embodiment of the invention, for example according to the figure 1 , and in the case of a needling machine of the prior art (for example following the assembly of the picture 3 with an M1 motor rotating at constant speed), the two crankshafts rotating at different rotational speeds, namely the crankshaft of the needling machine according to the invention rotating faster than that of the needling machine of the prior art.
  • the speed profile of the needling machine according to the invention of figure 6 comprises a first region of increasing speed up to an angle of approximately 57°, then a second region where the speed is constant, between 57° and approximately 133°, then a third region between 133° and 190° decrease to zero speed.
  • the needle speed profile according to the invention of the figure 6 comprises a fourth region of increase in speed up to an angle of about 257°, then a fifth region where the speed is constant, between 257° and about 293°, then a sixth region between 293° and 360° of decrease to zero speed.
  • the speed on the board of the second region is lower than the speed on the board of the fifth region.
  • the plateau of the second region extends over a larger part of the cycle than the plateau of the fifth region, in particular between 1.5 and 3 times larger, in particular between 2 and 2.5 times larger.
  • the constant rotational speed of the crankshaft of the embodiment of the picture 3 is greater than that of the crankshaft of the prior art, namely 2130 rpm for the invention and 1850 rpm for the prior art.
  • the speed of penetration into the second region is equal to the maximum speed of the needle loom of the prior art during the introduction.
  • the free ends of the hands have, in the first interval extending between the high end position P1 and the middle position P0, a first movement having a first velocity profile in absolute value, then in a second interval extending between the middle position P0 and the other extreme low position P2, a second movement having a second speed profile in absolute value, then in a third interval extending between the extreme low position P2 and the middle position P0, a third movement having a third speed profile in absolute value, then in a fourth interval extending between the middle position P0 and the extreme high position P1, a fourth movement having a fourth speed profile in absolute value, and the maximum speed of the second profile (namely the speed value on the first platter) is less than at least one of the maximum speeds of the first, third and fourth profiles, namely respe ctively the speed of the first platter, the speed of the second platter and the speed of the second platter.
  • the duration of the first interval (from P1 to P0), proportional to the angle variation, i.e. 95°, is equal to the duration of the second interval (from P0 to P2) and these two durations are greater than that of the third interval (from P2 to P0), proportional to the angle variation, ie 85°, also equal to the duration of the fourth interval (from P0 to P1).
  • the duration of introduction of the needles is greater than the duration of extraction, these durations being, at the figures 4 to 6 , proportional to the angular extent of the descent (190°) and ascent (170°) cycles.
  • the speed profile starts from zero speed at P1 (when the needles are in one of the end positions, for example high, increasing rapidly to reach a plateau. From a point upstream of point P0, the speed decreases again rapidly until a point downstream of point P0 and then remains constant until a point close to P2, upstream of the latter, from which point the speed decreases until it reaches 0 at point P2 After P2, the speed (in absolute value) increases again to reach a third level which is higher than the first level, which extends to a point close to P1, upstream of the latter, before then decreasing rapidly down to 0 at point P1, the cycle then resuming.
  • Embodiments have been described above for needle looms with rectilinear trajectories. However, it is possible, without departing from the scope of protection of the present application, to apply the present invention also to so-called elliptical needle looms, the path of the needles has a non-rectilinear loop shape, in particular of elliptical or substantially elliptical shape, in particular a shape having two elliptical half-curves, each of different eccentricity (due to the difference in speeds between the insertion movement and the extraction movement ).
  • vertical or “vertical direction” means the direction extending perpendicular to the plane of the sheet, that is to say the direction perpendicular both to the direction MD (Machine Direction) and to the direction CD (Cross Direction).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Knitting Machines (AREA)

Abstract

Procédé pour faire fonctionner une aiguilleteuse comportant au moins une planche à aiguilles, dans lequel on fait passer en face des aiguilles un voile ou une nappe de fibres qui se déplace dans une direction dite d'avance ou direction machine ou MD, entre deux positions extrêmes dans lesquelles les extrémités libres des aiguilles ont une vitesse nulle, et on entraîne la au moins une planche à aiguilles et/ou les aiguilles suivant un mouvement en va et vient dans une direction autre que la direction d'avance, notamment dans la direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan de la nappe ou du voile, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre une surface extérieure du voile ou de la nappe de fibres et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil de vitesses en valeur absolue pendant une première durée, puis dans un deuxième intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre ladite une position extrême et ladite une surface extérieure, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de vitesses en valeur absolue pendant une deuxième durée, est caractérisé en ce que la vitesse maximale du deuxième profil est supérieure à la vitesse maximale du premier profil et/ou la deuxième durée est inférieure à la première durée.

Description

  • La présente invention se rapporte à une aiguilleteuse pour consolider par aiguilletage un voile ou une nappe de fibres, notamment de non-tissé, comportant au moins une planche à aiguilles, en face de laquelle le voile ou la nappe de fibres passe en se déplaçant dans une direction dite d'avance, ou direction machine ou MD, et des moyens d'entraînement configurés pour donner à la au moins une planche à aiguilles et/ou aux aiguilles un mouvement en va et vient dans une direction autre que la direction d'avance, notamment dans la direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan de la nappe ou du voile, de sorte que les aiguilles soient introduites dans la nappe ou le voile dans un sens, puis dans un autre sens, soient extraites de la nappe ou du voile de fibres, ainsi qu'à un procédé pour faire fonctionner une aiguilleteuse de ce genre.
  • On connait déjà de EP1927692A1 au nom de la demanderesse, un assemblage formant aiguilleteuse, comportant une nappe de fibres qui se déplace suivant une direction dite d'avance ou direction machine ou MD et une aiguilleteuse comportant une planche à aiguilles ayant un champ d'aiguilles agencées de manière à passer dans la nappe de fibres qui se déplace en face des aiguilles, l'aiguilleteuse comportant des moyens d'entraînement configurés pour impartir aux aiguilles, dans un intervalle de déplacement des extrémités libres des aiguilles entre deux positions extrêmes haute et basse où les extrémités libres des aiguilles ont une composante perpendiculaire au plan de la nappe, appelée composante verticale, de la vitesse qui est nulle, un mouvement de va et vient, les aiguilles, lors d'un premier intervalle, pénétrant dans la nappe avec un premier profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue et lors d'un second intervalle, ressortant de la nappe avec un second profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue, la composante verticale maximale de vitesse en valeur absolue du premier profil étant égale à celle du second profil et les aiguilles passant le même temps dans la nappe pendant la descente et pendant la remontée, la trajectoire parcourue par les aiguilles de la position extrême haute à la position extrême basse étant de forme elliptique de grand axe incliné par rapport à la verticale et les aiguilles comportant des barbes qui, lors du premier intervalle, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation, et, lors du deuxième intervalle, ne s'accrochent pas au fibres. Ce genre d'assemblage est de conception compliqué et l'accroche des barbes dans la nappe, en raison de l'inclinaison, est insuffisante et nuit à la qualité de la consolidation.
  • On aimerait améliorer les aiguilleteuses connues, notamment augmenter leur cadence de production sans pour autant nuire à la qualité du voile ou de la nappe sortant de l'aiguilleteuse ou, à cadence de production identique, améliorer la qualité du voile ou de la nappe sortant de l'aiguilleteuse.
  • Suivant un de ses aspects, la présente invention se rapporte à un assemblage formant aiguilleteuse, comportant un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace suivant une direction dite d'avance ou direction machine ou MD et une aiguilleteuse comportant une ou plusieurs planche(s) à aiguilles ayant un champ d'aiguilles ou des champs d'aiguilles respectifs agencées de manière à passer dans le voile ou la nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace en face des aiguilles, l'aiguilleteuse comportant des moyens d'entraînement configurés pour impartir aux aiguilles, dans un intervalle de déplacement des extrémités libres des aiguilles entre deux positions extrêmes haute et basse où les extrémités libres des aiguilles ont une composante perpendiculaire au plan de la nappe, appelée composante verticale, de la vitesse qui est nulle, notamment une vitesse qui est nulle, un mouvement de va et vient, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre une surface extérieure du voile ou de la nappe de fibres et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée, puis dans un deuxième intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre ladite une position extrême et ladite une surface extérieure, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée et les aiguilles comportant des barbes qui, lors du premier intervalle, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation, et, lors du deuxième intervalle, ne s'accrochent pas au fibres, est caractérisé en ce que :
    • la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil et/ou la deuxième durée est inférieure à la première durée.
  • La présente invention se rapporte aussi à un procédé pour faire fonctionner une aiguilleteuse comportant au moins une planche à aiguilles, dans lequel :
    • on fait passer en face des aiguilles un voile ou une nappe de fibres qui se déplace dans une direction dite d'avance ou direction machine ou MD, et
    • on entraîne la au moins une planche à aiguilles et/ou les aiguilles suivant un mouvement en va et vient dans une direction autre que la direction d'avance, notamment dans la direction perpendiculaire, appelée verticale, ou sensiblement perpendiculaire au plan de la nappe ou du voile, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre une surface extérieure du voile ou de la nappe de fibres et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée, puis dans un deuxième intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre ladite une position extrême et ladite une surface extérieure, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée, et les aiguilles comportant des barbes qui, lors du premier intervalle, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation, et, lors du deuxième intervalle, ne s'accrochent pas au fibres, est caractérisé en ce que :
    • la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil et/ou la deuxième durée est inférieure à la première durée.
  • Suivant un autre aspect de l'invention, qui constitue en soi une invention indépendamment des aspects précédents de l'invention, mais qui, favorablement, peut être mis en œuvre en combinaison avec ceux-ci, les extrémités libres des aiguilles ont, dans un troisième intervalle, ou intervalle préalable, s'étendant en dehors de la nappe ou du voile entre l'autre position extrême et ladite surface extérieure du voile ou de la nappe, un troisième mouvement ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une troisième durée, et dans un quatrième intervalle, ou intervalle ultérieur, s'étendant en dehors de la nappe ou du voile entre ladite surface extérieure et ladite autre position extrême, un quatrième mouvement ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une quatrième durée, et la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil est inférieure à au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment à chacune d'entre elles, et/ou la première durée est supérieure à au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment à chacune d'entre elles.
  • De préférence, la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est inférieure à au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment à chacune d'entre elles, et/ou la deuxième durée est supérieure à au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment à chacune d'entre elles.
  • Suivant encore un autre de ses aspects, la présente invention se rapporte à une aiguilleteuse comportant une ou plusieurs planche(s) à aiguilles ayant un champ d'aiguilles ou des champs d'aiguilles respectifs agencées de manière à passer dans un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace suivant une direction dite d'avance, ou direction machine ou MD, en face des aiguilles, l'aiguilleteuse comportant des moyens d'entraînement configurés pour impartir aux aiguilles, dans un intervalle de déplacement des extrémités libres des aiguilles entre deux positions extrêmes haute et basse où les extrémités libres des aiguilles ont une composante verticale de vitesse nulle, un mouvement de va et vient, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle aller s'étendant entre la position médiane et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil aller de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée aller, puis dans un deuxième intervalle retour s'étendant entre la dite une position extrême et ladite position médiane, un deuxième mouvement retour ayant un deuxième profil retour de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée retour, caractérisé en ce que :
    • la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil retour est différente de la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil retour, et/ou la deuxième durée retour est différente de la première durée aller.
  • Suivant un aspect indépendant de l'aspect ci-dessus, qui constitue en soi une invention indépendamment de celui -ci, mais qui, favorablement, peut être mis en œuvre en combinaison avec celui-ci, les extrémités libres des aiguilles ont, dans un troisième intervalle aller, s'étendant entre l'autre position extrême et la position médiane, un troisième mouvement aller ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une troisième durée aller, et dans un quatrième intervalle retour, s'étendant entre ladite position médiane et ladite autre position extrême, un quatrième mouvement retour ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une quatrième durée retour, et la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil est différente de au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment de chacune d'entre elles, et/ou la première durée est différente de au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment de chacune d'entre elles.
  • De préférence, la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est différente de au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment de chacune d'entre elles, et/ou la deuxième durée est différente de au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment de chacune d'entre elles.
  • Suivant chacun des différents aspects de l'invention, on obtient ainsi une cadence de production plus élevée et/ou une meilleure qualité du voile ou de la nappe consolidé(e).
  • En effet, les aiguilles comportent des barbes qui, lors de l'introduction des aiguilles dans un voile ou une nappe de fibres, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation. Les inventeurs de la présente invention ont compris qu'un mouvement trop rapide des aiguilles à l'intérieur du voile ou de la nappe, notamment dans le sens dans lequel les barbes sont agencées pour s'accrocher aux fibres, a pour effet que les barbes coupent les fibres au lieu de les accrocher, ce qui nuit à la qualité de la consolidation.
  • Dans le même temps, cet effet est moindre lors de l'extraction des aiguilles du voile ou de la nappe, de sorte qu'on peut également se déplacer plus rapidement lors de la remontée dans le voile ou la nappe par rapport à la descente. Ainsi, à cadence de cycle (montée + descente) égale, on obtient une meilleure qualité, ou sinon, pour une même qualité, on peut augmenter la cadence.
  • De préférence, Les moyens d'entraînement sont configurés de sorte que le mouvement dans l'intervalle de déplacement dans un sens entre les deux positions extrêmes dans un sens, par exemple de haut en bas, s'effectue pendant une durée dite d'introduction, et que le mouvement dans l'intervalle de déplacement entre les deux positions extrêmes dans le sens opposé, par exemple de bas en haut, s'effectue pendant une durée dite d'extraction, et la durée dite d'introduction est plus grande que la durée dite d'extraction.
  • De préférence, la durée dite d'introduction est comprise entre 1,01 et 5,0 fois la durée dite d'extraction, de préférence entre 1,05 et 3,0, encore plus préférablement entre 1,1 et 2,0.
  • De préférence, les aiguilles atteignent, pendant la durée dite d'introduction, une composante verticale de vitesse maximale d'introduction en valeur absolue, et lors de la durée dite d'extraction, une composante verticale de vitesse maximale d'extraction en valeur absolue, et la composante verticale de vitesse maximale d'extraction en valeur absolue est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale d'introduction en valeur absolue.
  • De préférence, la composante verticale de vitesse maximale d'introduction en valeur absolue est atteinte alors que les extrémités libres des aiguilles sont à l'extérieur de la nappe ou voile.
  • De préférence, la composante verticale de vitesse maximale d'extraction en valeur absolue est atteinte alors que les extrémités libres des aiguilles sont à l'extérieur de la nappe ou voile.
  • Suivant un mode de réalisation préféré, les moyens d'entraînement comportent au moins un élément rotatif dont une rotation sur 360° correspond à un entraînement des aiguilles sur un cycle de va et vient, et le mouvement dans l'intervalle de déplacement dans un sens entre les deux positions extrêmes, par exemple de haut en bas, des aiguilles s'effectue sur un domaine qui s'étend entre 0° et un angle AR de rotation strictement supérieur à 180°, et le mouvement dans l'intervalle de déplacement entre les deux positions extrêmes dans le sens opposé, par exemple de bas en haut, s'effectue sur un domaine qui s'étend entre l'angle AR de rotation et 360°, en particulier l'angle AR de rotation est compris entre 181° et 210°, notamment entre 185 et 200°, de préférence entre 190° et 195°.
  • Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, sur un cycle de va et vient, notamment un cycle de 360°, la composante verticale de vitesse en valeur absolue des extrémité des aiguilles passe de zéro à une valeur maximale d'introduction sur une première durée de début d'introduction, puis reste constante sur une deuxième durée d'introduction à vitesse constante, puis diminue jusqu'à zéro sur une troisième durée de fin d'introduction, puis passe de zéro à une valeur maximale d'extraction sur une quatrième durée de début d'extraction, puis reste constante sur une cinquième durée d'extraction à vitesse constante, notamment plus petite que la deuxième durée d'introduction à vitesse constante, puis diminue sur une sixième durée de fin d'extraction.
  • Suivant un mode de réalisation favorable, le mouvement des aiguilles est un mouvement suivant une trajectoire rectiligne, notamment perpendiculaire au plan de la nappe ou verticale, notamment de bas en haut.
  • Suivant un autre mode de réalisation également favorable, le mouvement des aiguilles comporte une composante verticale et une composante horizontale et n'est pas suivant une trajectoire rectiligne.
  • Suivant un premier mode de réalisation avantageux, les moyens d'entraînement comportent un vilebrequin dont la bielle est articulée à une came qui entraîne une tige solidaire des aiguilles suivant un mouvement linéaire de va et vient.
  • Suivant un autre mode de réalisation avantageux, les moyens d'entraînement comportent un vilebrequin dont la bielle est articulée à une biellette articulée à une tige solidaire des aiguilles, l'axe de rotation de la bielle du vilebrequin étant décalé par rapport à la direction de va et vient de la tige solidaire des aiguilles.
  • Suivant un autre mode de réalisation favorable, le voile ou la nappe de fibres, notamment de non tissé, a une épaisseur qui est comprise entre 5 et 70% de la course des extrémités des aiguilles entre les deux points extrêmes, notamment inférieure à 60%, de préférence inférieure à 50%, notamment inférieure à 40%.
  • En particulier, la nappe ou le voile de fibres, notamment de non tissé, s'étend en étant supportée par une table support.
  • En particulier, la nappe ou le voile s'étendent entre une table support et un débourreur, et notamment la distance entre la table support et le débourreur correspond sensiblement à la course entre les deux points extrêmes.
  • On décrit ci-dessous des modes de réalisation de l'invention en se reportant aux dessins donnés uniquement à titre d'exemple, dans lesquels :
    • La figure 1 est une représentation schématique d'une aiguilleteuse suivant un premier mode de réalisation de l'invention,
    • La figure 2 est une représentation schématique d'une aiguilleteuse suivant un autre mode de réalisation suivant l'invention ;
    • La figure 3 est une représentation schématique d'une aiguilleteuse suivant encore un autre mode de réalisation suivant l'invention ;
    • La figure 4 est un graphe montrant, sur un cycle d'introduction-extraction des aiguilles, d'une part un exemple de courbe donnant le déplacement des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse suivant l'invention, notamment suivant un des modes de réalisation des figures 1 à 3, et d'autre part, un exemple de courbe donnant le déplacement des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse de l'art antérieur (par exemple suivant le mode de réalisation de la figure 3 avec une vitesse de rotation constante du moteur M1), les deux éléments rotatifs respectivement de l'aiguilleteuse suivant l'invention et suivant l'art antérieur ayant une même vitesse de rotation constante;
    • La figure 5 est un graphe montrant, sur un cycle d'introduction-extraction des aiguilles, d'une part un exemple de courbe des vitesses des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse suivant l'invention, notamment suivant un des modes de réalisation des figures 1 à 3, et d'autre part, un exemple de courbe des vitesses des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse de l'art antérieur (par exemple suivant le mode de réalisation de la figure 3 avec une vitesse de rotation constante du moteur M1), les deux éléments rotatifs respectivement de l'aiguilleteuse suivant l'invention et suivant l'art antérieur ayant une même vitesse de rotation constante;
    • La figure 6 est un graphe montrant, sur un cycle d'introduction-extraction des aiguilles, d'une part un exemple de courbe des vitesses des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse suivant l'invention, notamment suivant un des modes de réalisation des figures 1 à 3, et d'autre part, un exemple de courbe des vitesses des aiguilles en fonction de l'angle de rotation de l'élément rotatif des moyens d'entraînement des aiguilles d'une aiguilleteuse de l'art antérieur, l'élément rotatif de l'aiguilleteuse suivant l'invention ayant une vitesse de rotation constante supérieure (de 15%) à celle de l'élément rotatif de l'aiguilleteuse de l'art antérieur ;
    • La figure 7 représente un graphe donnant des profils de la vitesse en fonction de la course des extrémités des aiguilles sur un cycle P1-P0-P2-P0-P1 suivant un mode de réalisation de l'invention ; et
    • Les figures 8 à 10 sont des représentations schématiques d'encore d'autres mode de réalisation d'aiguilleteuses suivant l'invention.
  • A la figure 1, il est représenté un premier mode de réalisation d'une aiguilleteuse suivant l'invention.
  • Une poutre 1 à aiguilles comporte, issu de sa face 2 inférieure, un champ d'aiguilles 13 (une seule aiguille est représentée à la figure) qui s'étendent verticalement. Ces aiguilles sont destinées à traverser vers le bas (mouvement d'introduction) un voile ou une nappe 20 de fibres qui se déplace en face d'elles de la gauche vers la droite à la figure, cette direction étant appelée la direction machine ou direction MD. La direction MD est ici horizontale.
  • Cette poutre 1 est solidaire à l'extrémité inférieure d'une colonne 3 verticale qui est montée articulée, à son autre extrémité, à une came 4 montée rotative par rapport à un axe 5 perpendiculaire au plan de la figure (l'axe s'étend dans la direction CD, perpendiculaire à la direction MD et à la direction verticale).
  • La came 4 est entraînée en rotation à vitesse constante par la bielle 7 d'un vilebrequin 6 actionné par un moteur M1.
  • La came a une forme par exemple circulaire avec son axe 5 de rotation décalé par rapport à l'axe du cercle de la forme circulaire. La came peut cependant avoir toutes autres formes, en fonction du profil de vitesse recherché.
  • La course des extrémités des aiguilles s'effectue entre les points d'extrémité P1 supérieur et P2 inférieur, points où les extrémités des aiguilles changent de sens et ont ainsi une vitesse nulle. Le point médian P0 se trouve à mi-distance des deux points P1 et P2.
  • La nappe ou le voile à consolider s'étend entre les deux points P3 et P4 correspondant aux surfaces extérieures supérieure et inférieure du voile ou de la nappe. En particulier, on peut avoir le point P4 qui peut être au-dessus du point P2 inférieur, ou en dessous du point P2 inférieur ou se confondre avec lui.
  • Le point médian peut se trouver à l'extérieur des deux points P3 et P4, ou à l'intérieur des deux points P3 et P4, notamment strictement à l'intérieur de l'intervalle [P3 ; P4].
  • En particulier, on peut prévoir une table support dont la surface supérieure correspond au point P2 et un débourreur percé de trous à travers lesquels passent les aiguilles et de préférence le point P1 se trouve au-dessus du débourreur pour ainsi faire en sorte que toute fibre entraînée par l'aiguille lors de sa remontée soit bloquée par le débourreur et reste sous celui-ci.
  • Suivant une autre forme de réalisation représentée à la figure 8, on peut prévoir deux engrenages ovales ou elliptiques 21, 22 de transmission entre le moteur M1 et au moins l'une des bielles du module de la figure 3, ces engrenages excentrés engrenant l'un dans l'autre de manière à obtenir une vitesse différentiée des aiguilles avec un moteur M1 qui tourne à vitesse constante. Cependant, on pourrait aussi utiliser ce même agencement avec un moteur M1 ne tournant pas à vitesse constante et obtenir un profil de vitesses toujours suivant l'invention, l'agencement permettant en particulier l'obtention de nombreux profils de vitesses.
  • Suivant une encore autre forme de réalisation représentée à la figure 9, on peut prévoir au moins une poulie ovale ou elliptique, notamment comme représenté, deux poulies 23, 24 elliptiques et une courroie 25 pour la transmission entre le moteur M1 et l'une des bielles du module de la figure 3, ces poulies elliptiques et courroie permettant d'obtenir une vitesse différentiée des aiguilles avec un moteur M1 qui tourne à vitesse constante. Cependant, on pourrait aussi utiliser ce même agencement avec un moteur M1 ne tournant pas à vitesse constante et obtenir un profil de vitesse toujours suivant l'invention, l'agencement permettant en particulier l'obtention de nombreux profils de vitesses.
  • Suivant une encore autre forme de réalisation représentée à la figure 10, on peut prévoir, pour la transmission entre le moteur M1 et au moins l'une des bielles du module de la figure 3, une transmission dite en « croix de Malte », comportant un disque 26 entrainé en rotation suivant son axe central par le moteur M1 et comportant un ergot 27 qui fait saillie du disque à distance du centre et qui coopère avec une élément 28 rotatif en forme de croix de Malte comportant en alternance à sa périphérie des tronçons 29 en arcs de cercle et des fente 30 rectangulaires, l'ergot 27 coopérant au fur à mesure de sa rotation alternativement avec les arcs de cercles et les fentes pour ainsi obtenir une vitesse différentiée des aiguilles avec un moteur M1 qui tourne à vitesse constante, le profil de vitesses étant fonction des formes et positions relatives des arcs et des fentes. Cependant, on pourrait aussi utiliser ce même agencement avec un moteur M1 ne tournant pas à vitesse constante et obtenir un profil de vitesse toujours suivant l'invention, l'agencement permettant en particulier l'obtention de nombreux profils de vitesses.
  • A la figure 2, il est représenté un autre mode de réalisation d'une aiguilleteuse suivant l'invention.
  • La bielle 7' d'un vilebrequin 6' est montée articulée à une biellette 4' elle-même montée articulée à une colonne 3' solidaire d'une planche ou poutre 1' à aiguilles. L'axe 10' de rotation du vilebrequin est décalé, dans la direction MD, par rapport à la direction 11' de déplacement en va et vient de la colonne 3', ce décalage se traduisant par un temps de descente des aiguilles plus lent que le temps de remontée, pour ainsi obtenir sur un cycle de rotation de 360° une courbe comme représentée aux figures 4 à 6.
  • La course des extrémités des aiguilles s'effectue entre les points d'extrémité P'1 supérieur et P'2 inférieur, points où les extrémités des aiguilles changent de sens et ont ainsi une vitesse nulle. Le point médian P'0 se trouve à mi-distance des deux points P'1 et P'2.
  • La nappe ou le voile à consolider s'étend entre les deux points P'3 et P'4 correspondant aux surfaces extérieures supérieure et inférieure du voile ou de la nappe. En particulier, on peut avoir le point P'4 qui peut être au-dessus du point P'2 inférieur, ou en dessous du point P'2 inférieur ou se confondre avec lui.
  • Le point médian peut se trouver à l'extérieur des deux points P'3 et P'4, ou à l'intérieur des deux points P'3 et P'4, notamment strictement à l'intérieur de l'intervalle [P'3 ; P'4].
  • En particulier, on peut prévoir une table support dont la surface supérieure correspond au point P'2 et un débourreur percé de trous à travers lesquels passent les aiguilles et de préférence le point P'1 se trouve au-dessus du débourreur pour ainsi faire en sorte que toute fibre entraînée par l'aiguille lors de sa remontée soit bloquée par le débourreur et reste sous celui-ci.
  • A la figure 3, il est représenté un autre mode de réalisation de l'invention.
  • Le montage de la figure 3 est un montage classique d'entraînement des aiguilles à l'aide d'un vilebrequin qui entraîne deux bielles s'engrenant l'une l'autre pour tourner en opposition pour ainsi transmettre un mouvement vertical aux aiguilles. Le vilebrequin est entraîné par un moteur M1 qui est entraîné en rotation par des moyens de commande de rotation qui font varier sa vitesse de rotation en fonction du temps pour ainsi mettre en œuvre un profil de vitesse des aiguilles suivant l'invention.
  • A la figure 4, il est représenté, sur un cycle de rotation de 0° à 360° de l'axe de rotation du moteur du vilebrequin de chacun des modes de réalisation des figures 1 à 3, le déplacement, mesuré en mm dans la direction verticale, des aiguilles, ainsi que pour le cas d'un système d'entraînement par vilebrequin de l'art antérieur, qui réalise un entraînement des aiguilles symétrique entre la montée et la descente.
  • A la figure 4, on voit que pour les aiguilleteuses suivant l'invention, la fin de la course vers le bas (40mm vers le bas, correspondant au sommet de la courbe en « sinusoïde ») a lieu pour un angle de 190°, supérieur de 10° au cas (180°) des aiguilleteuses de l'art antérieur.
  • Ainsi, la descente des aiguilles (introduction dans la nappe ou voile de non tissé) s'effectue sur une partie du cycle (0°-190°) de 190°, qui est supérieure à la partie du cycle du retour (retrait des aiguilles) (190°-360°), égale à 170°, de 10°. Cette différence pourrait être plus faible ou plus grande, notamment comprise entre 1° et 30°, de préférence entre 1° et 20°. Dans le cas des aiguilleteuses de l'art antérieur, cette différence est nulle ou sensiblement nulle (de l'ordre de quelques secondes de degré, inférieure à 1°).
  • En particulier, une vitesse maximale de l'extrémité des aiguilles est atteinte, d'une part lors de la descente des aiguilles et d'autre part lors de la remontée, dans le cas des aiguilleteuse de l'art antérieur, exactement au point P0 ou P'0 médian, correspondant respectivement à des angles de rotation de 90° et 270°, tandis que suivant l'invention, cette vitesse maximale est atteinte, lors du cycle de descente, avant le point médian, puis lors de la remontée également avant le point, correspondant respectivement à des angles de rotation de 80° et 260°. Il en résulte que la vitesse maximale des extrémités des aiguilles est atteinte dans l'intervalle ]P1 ; P0[ lors de la descente et dans l'intervalle ]P2 ; P0[ lors de la remontée. Ainsi, le profil de vitesse dans l'intervalle [P1 ; P0] a une vitesse maximale égale à celle du profil de vitesse dans l'intervalle [P2 ; P0] et le profil de vitesse dans l'intervalle [P0 ;P2] a une vitesse maximale qui est inférieure à celles des deux profils [P1 ; P0] et [P2 ; P0], et dans le cas particulier ici, égale à celle du profil de l'intervalle [P0 ; P1].
  • D'autre part, l'agencement des moyens d'entraînement de l'aiguilleteuse peut être choisi pour faire en sorte que le profil de la vitesse des aiguilles comporte un plateau lors de l'introduction et/ou un plateau lors de l'extraction, comme représenté aux figures 5 et 6.
  • A la figure 5, il est représenté l'allure de la courbe donnant la vitesse des aiguilles lors d'un cycle de rotation du vilebrequin d'entraînement dans le cas de l'aiguilleteuse de l'invention, par exemple la figure 1 et dans le cas d'une aiguilleteuse de l'art antérieur (par exemple suivant la figure 3 avec une vitesse de rotation constante du moteur M1), les deux vilebrequins tournant à la même vitesse de rotation constante, ce qui donne une même vitesse de la ligne de production du non tissé.
  • Ainsi, le profil de vitesse de l'aiguilleteuse de la figure 1 comporte une première région d'augmentation de la vitesse jusqu'à un angle d'environ 57°, puis une deuxième région où la vitesse est constante, entre 57° et environ 133°, puis une troisième région entre 133° et 190° de diminution jusqu'à une vitesse nulle.
  • Pour le cycle d'extraction des aiguilles, entre 190° et 360°, le profil de vitesse de l'aiguilleteuse de la figure 1 comporte une quatrième région d'augmentation de la vitesse (en valeur absolue) jusqu'à un angle d'environ 257°, puis une cinquième région où la vitesse est constante, entre 257° et environ 293°, puis une sixième région entre 293° et 360° de diminution jusqu'à une vitesse nulle.
  • La vitesse sur le plateau de la deuxième région est inférieure à la vitesse (en valeur absolue) sur le plateau de la cinquième région. En outre, le plateau de la deuxième région s'étend sur une partie du cycle plus grande que le plateau de la cinquième région, notamment entre 1,5 et 3 fois plus grande, notamment entre 2 et 2,5 fois plus grande.
  • Ainsi, lors de l'extraction, la vitesse est plus élevée et le profil de vitesse plus abrupt que lors de l'introduction, alors que pour l'aiguilleteuse de l'art antérieur, il y a symétrie du profil des vitesses entre l'introduction et l'extraction.
  • A la figure 5, la vitesse de rotation constante de l'arbre du vilebrequin pour les deux modes de réalisation, respectivement de la figure 1 et de l'art antérieur (figure 3 avec vitesse de rotation du moteur M1 constante), est identique, ici égale à 1850 tour/mn. Dans le même temps, la vitesse de pénétration dans la deuxième région est inférieure de 14% à la vitesse maximale de l'aiguilleteuse de l'art antérieur, ce qui a pour conséquence une meilleure qualité du produit final obtenu en sortie de l'aiguilleteuse, notamment un meilleur aspect.
  • A la figure 6, il est représenté l'allure de la courbe donnant la vitesse des aiguilles lors d'un cycle de rotation du vilebrequin d'entraînement dans le cas de l'aiguilleteuse suivant un mode de réalisation de l'invention, par exemple suivant la figure 1, et dans le cas d'une aiguilleteuse de l'art antérieur (par exemple suivant le montage de la figure 3 avec un moteur M1 tournant à vitesse constante), les deux vilebrequins tournant à des vitesses de rotation différentes, à savoir le vilebrequin de l'aiguilleteuse suivant l'invention tournant plus vite que celui de l'aiguilleteuse de l'art antérieur.
  • Le profil de vitesse de l'aiguilleteuse suivant l'invention de la figure 6 comporte une première région d'augmentation de la vitesse jusqu'à un angle d'environ 57°, puis une deuxième région où la vitesse est constante, entre 57° et environ 133°, puis une troisième région entre 133° et 190° de diminution jusqu'à une vitesse nulle.
  • Pour le cycle d'extraction des aiguilles, entre 190° et 360°, le profil de vitesse de l'aiguilleuse suivant l'invention de la figure 6 comporte une quatrième région d'augmentation de la vitesse jusqu'à un angle d'environ 257°, puis une cinquième région où la vitesse est constante, entre 257° et environ 293°, puis une sixième région entre 293° et 360° de diminution jusqu'à une vitesse nulle.
  • La vitesse sur le plateau de la deuxième région est inférieure à la vitesse sur le plateau de la cinquième région. En outre, le plateau de la deuxième région s'étend sur une partie du cycle plus grande que le plateau de la cinquième région, notamment entre 1,5 et 3 fois plus grande, notamment entre 2 et 2,5 fois plus grande.
  • Ainsi, lors de l'extraction, la vitesse est plus élevée et le profil de vitesse plus abrupt que lors de l'introduction, alors que pour l'aiguilleteuse de l'art antérieur, il y a symétrie du profil des vitesses entre l'introduction et l'extraction.
  • A la figure 6, la vitesse de rotation constante de l'arbre du vilebrequin du mode de réalisation de la figure 3 est supérieure à celle du vilebrequin de l'art antérieur, à savoir 2130 tour/mn pour l'invention et 1850 tour/mm pour l'art antérieur.
  • Dans le même temps, la vitesse de pénétration dans la deuxième région est égale à la vitesse maximale de l'aiguilleteuse de l'art antérieur lors de l'introduction.
  • Ainsi aux figures 5 et 6, les extrémités libres des aiguilles ont, dans le premier intervalle s'étendant entre la position d'extrémité P1 haute et la position P0 médiane, un premier mouvement ayant un premier profil de vitesses en valeur absolue, puis dans un deuxième intervalle s'étendant entre la position P0 médiane et l'autre position P2 extrême basse, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de vitesses en valeur absolue, puis dans un troisième intervalle s'étendant entre la position P2 extrême basse et la position P0 médiane, un troisième mouvement ayant un troisième profil de vitesses en valeur absolue, puis dans un quatrième intervalle s'étendant entre la position P0 médiane et la position P1 extrême haute, un quatrième mouvement ayant un quatrième profil de vitesses en valeur absolue, et la vitesse maximale du deuxième profil (à savoir la valeur de la vitesse sur le premier plateau) est inférieure à au moins l'une des vitesses maximales des premier, troisième et quatrième profils, à savoir respectivement la vitesse du premier plateau, la vitesse du deuxième plateau et la vitesse du deuxième plateau.
  • De même, la durée du premier intervalle (de P1 jusqu'à P0), proportionnelle à la variation d'angle, soit 95°, est égale à la durée du deuxième intervalle (de P0 à P2) et ces deux durées sont supérieures à celle du troisième intervalle (de P2 jusqu'à P0), proportionnelle à la variation d'angle, soit 85°, aussi égale à la durée du quatrième intervalle (de P0 à P1).
  • Il en résulte, pour une même qualité de produit, notamment une homogénéité du non tissé aussi bonne, une plus grande cadence de production.
  • Comme on le voit aux figures 4 à 6, pour des modes de réalisations suivant l'invention, la durée d'introduction des aiguilles (dans les modes de réalisation représenté, il s'agit du temps de descente, mais on pourrait aussi, suivant un autre mode de réalisation, positionner les aiguilles sous la nappe ou le voile et effectuer le mouvement d'introduction des aiguilles par un mouvement des aiguilles vers le haut, puis une extraction vers le bas), est plus grande que la durée d'extraction, ces durées étant, aux figures 4 à 6, proportionnelles à l'étendue angulaire des cycles de descente (190°) et de montée (170°).
  • A la figure 7, il est représenté un autre exemple de profils de vitesse (en valeur absolue) des extrémités des aiguilles suivant l'invention.
  • Ainsi, à la figure 7, le profil de vitesse part d'une vitesse nulle en P1 (lorsque les aiguilles sont en une des positions d'extrémité, par exemple haute, en augmentant rapidement pour atteindre un plateau. A partir d'un point en amont du point P0, la vitesse diminue de nouveau rapidement jusqu'à un point en aval du point P0 pour ensuite être constante jusqu'à un point proche de P2, en amont de ce dernier, point à partir duquel la vitesse décroit jusqu'à atteindre 0 au point P2. Après P2, la vitesse (en valeur absolue) croît de nouveau pour atteindre un troisième palier qui est supérieur au premier palier, qui s'étend jusqu'à un point proche de P1, en amont de ce dernier, avant ensuite de décroitre rapidement jusqu'à 0 au point P1, le cycle reprenant alors.
  • On a décrit ci-dessus des modes de réalisation pour des aiguilleteuses à trajectoires rectilignes. Cependant, on peut, sans sortir de l'étendue de protection de la présente demande, appliquer la présente invention également à des aiguilleteuses dites elliptiques, dont le trajet des aiguilles a une forme en boucle non rectiligne, notamment de forme elliptique ou sensiblement elliptique, notamment une forme ayant deux demi courbes elliptiques, chacune d'excentricité différente (en raison de la différence des vitesses entre le mouvement d'introduction et le mouvement d'extraction).
  • Dans la présente demande, on entend par verticale ou direction verticale, la direction s'étendant perpendiculairement au plan de la nappe, c'est-à-dire la direction perpendiculaire à la fois à la direction MD (Machine Direction) et à la direction CD (Cross Direction).

Claims (11)

  1. Assemblage formant aiguilleteuse, comportant un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace suivant une direction dite d'avance ou direction machine ou MD et une aiguilleteuse comportant une ou plusieurs planche(s) à aiguilles ayant un champ d'aiguilles ou des champs d'aiguilles respectifs agencées de manière à passer dans le voile ou la nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace en face des aiguilles, l'aiguilleteuse comportant des moyens d'entraînement configurés pour impartir aux aiguilles, dans un intervalle de déplacement des extrémités libres des aiguilles entre deux positions extrêmes haute et basse où les extrémités libres des aiguilles ont une composante verticale de la vitesse qui est nulle, notamment une vitesse qui est nulle, un mouvement de va et vient, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre une surface extérieure du voile ou de la nappe de fibres et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée, puis dans un deuxième intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre ladite une position extrême et ladite une surface extérieure, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée, et les aiguilles comportant des barbes qui, lors du premier intervalle, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation, et, lors du deuxième intervalle, ne s'accrochent pas au fibres, caractérisé en ce que :
    - la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil et/ou la deuxième durée est inférieure à la première durée.
  2. Procédé pour faire fonctionner une aiguilleteuse comportant au moins une planche à aiguilles, dans lequel :
    - on fait passer en face des aiguilles un voile ou une nappe de fibres qui se déplace dans une direction dite d'avance ou direction machine ou MD, et
    - on entraîne la au moins une planche à aiguilles et/ou les aiguilles suivant un mouvement en va et vient dans une direction autre que la direction d'avance, notamment dans la direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire au plan de la nappe ou du voile, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre une surface extérieure du voile ou de la nappe de fibres et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée, puis dans un deuxième intervalle s'étendant dans la nappe ou le voile entre ladite une position extrême et ladite une surface extérieure, un deuxième mouvement ayant un deuxième profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée et les aiguilles comportant des barbes qui, lors du premier intervalle, s'accrochent aux fibres et entraînent ces dernières de manière à s'enchevêtrer avec les autres fibres et réaliser ainsi la consolidation, et, lors du deuxième intervalle, ne s'accrochent pas au fibres, caractérisé en ce que :
    - la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil et/ou la deuxième durée est inférieure à la première durée.
  3. Assemblage suivant la revendication 1 ou procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités libres des aiguilles ont, dans un troisième intervalle, ou intervalle préalable, s'étendant en dehors de la nappe ou du voile entre l'autre position extrême et ladite surface extérieure du voile ou de la nappe, un troisième mouvement ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une troisième durée, et dans un quatrième intervalle, ou intervalle ultérieur, s'étendant en dehors de la nappe ou du voile entre ladite surface extérieure et ladite autre position extrême, un quatrième mouvement ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une quatrième durée, et la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil est inférieure à au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment à chacune d'entre elles, et/ou la première durée est supérieure à au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment à chacune d'entre elles.
  4. Assemblage ou procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est inférieure à au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment à chacune d'entre elles, et/ou la deuxième durée est supérieure à au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment à chacune d'entre elles.
  5. Aiguilleteuse comportant une ou plusieurs planche(s) à aiguilles ayant un champ d'aiguilles ou des champs d'aiguilles respectifs agencées de manière à passer dans un voile ou une nappe de fibres, notamment de non tissé, qui se déplace suivant une direction dite d'avance, ou direction machine ou MD, en face des aiguilles, l'aiguilleteuse comportant des moyens d'entraînement configurés pour impartir aux aiguilles, dans un intervalle de déplacement des extrémités libres des aiguilles entre deux positions extrêmes haute et basse où les extrémités libres des aiguilles ont une vitesse nulle, un mouvement de va et vient, de sorte que les extrémités libres des aiguilles aient, dans un premier intervalle aller s'étendant entre la position médiane et une position extrême, un premier mouvement ayant un premier profil aller de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une première durée aller, puis dans un deuxième intervalle retour s'étendant entre la dite une position extrême et ladite position médiane, un deuxième mouvement retour ayant un deuxième profil retour de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une deuxième durée retour, caractérisée en ce que :
    - la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil retour est différente de la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil retour, et/ou la deuxième durée retour est différente de la première durée aller.
  6. Aiguilleteuse suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les extrémités libres des aiguilles ont, dans un troisième intervalle aller, s'étendant entre l'autre position extrême et la position médiane, un troisième mouvement aller ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une troisième durée aller, et dans un quatrième intervalle retour, s'étendant entre ladite position médiane et ladite autre position extrême, un quatrième mouvement retour ayant un profil de composantes verticales de vitesse en valeur absolue pendant une quatrième durée retour, et la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du premier profil est différente de au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment de chacune d'entre elles, et/ou la première durée est différente de au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment de chacune d'entre elles.
  7. Aiguilleteuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue du deuxième profil est différente de au moins l'une des composantes verticales de vitesse maximales en valeur absolue des troisième et quatrième profils, notamment de chacune d'entre elles, et/ou la deuxième durée est différente de au moins l'une des troisième et quatrième durées, notamment de chacune d'entre elles.
  8. Assemblage suivant l'une des revendications 1, 3 ou 4 ou ou procédé suivant l'une des revendications 2 à 4 ou aiguilleteuse suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé(e) en ce que les moyens d'entraînement sont configurés de sorte que le mouvement dans l'intervalle de déplacement dans un sens entre les deux positions extrêmes dans un sens, par exemple de haut en bas, s'effectue pendant une durée dite d'introduction, et que le mouvement dans l'intervalle de déplacement entre les deux positions extrêmes dans le sens opposé, par exemple de bas en haut, s'effectue pendant une durée dite d'extraction, et la durée dite d'introduction est plus grande que la durée dite d'extraction.
  9. Assemblage ou procédé ou aiguilleteuse suivant la revendication 8, caractérisé(e) en ce que la durée dite d'introduction est comprise entre 1,01 et 5 fois la durée dite d'extraction, de préférence entre 1,05 et 3,0, encore plus préférablement entre 1,1 et 2,0.
  10. Assemblage ou procédé ou aiguilleteuse suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé(e) en ce que les aiguilles atteignent, pendant la durée dite d'introduction, une composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue d'introduction, et lors de la durée dite d'extraction, une composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue d'extraction, et la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue d'extraction est supérieure à la composante verticale de vitesse maximale en valeur absolue d'introduction.
  11. Assemblage ou procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la trajectoire des aiguilles est rectiligne, perpendiculaire au plan du voile ou de la nappe.
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